化学反应工程均相反应动力学基础省公开课一等奖全国示范课微课金奖课件.pptx

第二章均相反应动力学基础;2·1概述;第二章均相反应动力学基础;第二章均相反应动力学基础;因为反应物在化学反应过程中不停消耗，所认为防止反应速率出现负值，在反应速率前加个负号。而若A为产物则为：;对于反应：aA+bB=rR+sS，若无副反应，则反应物与产物浓度改变应符合化学计量式计量系数关系，可写成：;或可说，我们用不一样着眼级分来描述化学反应速率，那么反应速率与计量系数之比是相等。;试验研究得知，均相反应速率取决于物料浓度和温度，反应速率符合下述方程，称之为冪数型动力学方程，是经验方程。;对于(恒容)气相反应，因为分压与浓度成正比，也可用分压来表示。;2）双曲型动力学方程;计量方程;第一步链引发

第二步链传递

对于化学反应机理研究是困难：

中间物种浓度低、寿命短捕捉困难，又不具备正常化合物性质，就算捕捉到也难测定。∴反应机理就有一定不确定性。我们是经过试验求动力学参数，反过来验证机理是否反正确，是正确往往称做本征动力学方程。

假如已知反应机理，则可依据一定假设，推导出反应速率方程。;基元反应--计量方程与实际反应历程一致；非基元反应—与实际反应历程不一致。

比如：氢气与氮气合成氨-非基元反应；

氢气与溴生成溴化氢-非基元反应；;单一反应和复合反应;R;表2－1列举了一些不一样反应动力学方程，式中浓度项幂次有与计量系数不一致，是因为有是单一反应有是复合反应。;对于基元反应：aA+bB=rR+sS

分子数：基元反应中反应物分子或离子个数。

对于基元反应来讲α,β必须是正整数，α+β是基元反应分子数，不能大于3（依据碰撞理论，α+β取值不能大于3，必须是一个小于等于3正整数）。;反应级数――指动力学方程中浓度项幂数，如式中α和β，

α和β分别称作组分A和组分B反应级数α+β=n，n是基元反应总反应级数。

AR与2A2R意义不一样，前者–rA=kACA

后者–rA=kACA2

;非基元反应：

;相同点：非基元反应中反应级数与基元反应中分子数，取值n≤3；α、β仍称做反应物A或B反应级数。

不一样点：非基元反应n取值还能够是负数、0、??数；分子数是专对基元反应而言，非基元过程因为不反应直接碰撞情况，故不能称作单分子或双分子反应。;反应级数大小反应了该物料浓度对反应速率影响程度。级数愈高，则该物料浓度改变对反应速率影响愈显著。;2、速率常数k;2、速率常数k;k之所以称之为常数，是指当反应温度不变时，k是个常数，当反应温度改变较大时它就不再是常数。;2、速率常数k;lnk与1/T是直线关系

－E/R为斜率

lnk0为截距;注意：

试验温度范围不能太窄，不然根本做不出一条直线；

用什么温度范围求得活化能，只能用其计算试验范围内温度，不然将不含有代表性；

温度范围不能太宽。

（很可能影响反应机理，活化能就改变了反应速率取决于整个反应机理中最慢步骤，温度太宽可能影响到反应步骤控制速率改变从而造成不再是一条直线，可能是好多条直线，我们称做赔偿效应。）;表2－2反应温度和活化能值一定时使反应速率加倍所需温升;2、速率常数k;3、化学反应分类;均相反应;温度;小结;练习;2·2等温恒容过程

;1、单一反应动力学方程建立;1、单一反应动力学方程建立;1、单一反应动力学方程建立;1、单一反应动力学方程建立;1、cA对t作图

2、斜率即为反应速率

3、对速率方程

两边取对数得

ln(-rA)=nlncA+lnk

作图，斜率为n，依据截距可求得k。;1、单一反应动力学方程建立;1、单一反应动力学方程建立;43/147;1、单一反应动力学方程建立;1、单一反应动力学方程建立;1、单一反应动力学方程建立;若试验数据按以上关系也一样标绘在同一坐标图中，能得到与上述直线很好拟合直线，则表明此动力学方程是适合于所研究反应。若得到是一条曲线，则表明此动力学方程不适合所研究反应，需重新假定α和β值。;1、单一反应动力学方程建立;1、单一反应动力学方程建立;对于恒容反应，也能够浓度代替。;转化率大小不但与反应相关，而且与选定着眼组分相关；只有当反应物按计量比投料时，不一样反应物转化率才是相同。;例：分别求A+2B?S转化率xA和xB。

（2）不按计量比投料

A+2B?S

cA01cB04

cA0.5cB4-0.5×2=3

xA=50%xB=（4-3）/4=25%;1、单一反应动力学方程建立;1、单一反应动力学方程建立;反应一段时间后反应掉A量和反应掉B量分