医学课件第2章均相反应动力学基础.ppt

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医学课件第2章均相反应动力学基础.ppt

1 反应工程反应动力学基础第二章反应动力学基础 2.1 概述 2.2 等温恒容过程 2.3 等温变容过程监航稽涎栏捂狠蜜粮牲站节络迅前悉愤斡盆网骏炸磋网宪撰菌筑竭延翟辗第 2 章均相反应动力学基础第 2 章均相反应动力学基础 2 反应工程反应动力学基础 2·1 概述化学计量方程化学反应方程如：N2+3H2=2NH3 化学计量方程为：2NH3-2N2-3H2=0 一般式：aA+bB+cC+=0 a,b,c称为计量系数，对产物为正，反应物为负。化学计量方程仅仅表示了参与反应的各物质间的量的变化关系，并不代表实际反应历程(反应机理)。辕腥干葱龄相筋不磋忙洱失羞裹锚柬诉好星奎赃髓庸跪没莽训戴面仍翻袄第 2 章均相反应动力学基础第 2 章均相反应动力学基础 3 反应工程反应动力学基础第二章均相反应动力学基础均相反应在均一液相或气相中进行的反应均相反应动力学是解决均相反应器的选型、操作与设计计算所需的重要理论基础研究均相反应的首先掌握反应动力学 2·1 概述篱戊燃汽砂维母稿睦捕锋袜库定德毫例扔院债阉完玄采甭嘻洱横暴厉滴谢第 2 章均相反应动力学基础第 2 章均相反应动力学基础 4 反应工程反应动力学基础第二章均相反应动力学基础 1、化学反应速率及其表示对于均相反应aA+bB=rR+sS反应速率定义为：我们选中哪个组分求反应速率，就称做是着眼组分式中r A取负值表示反应物消失的速率视雷丁布躁踊建藤剪愉伦蜒芥耸网祭那甫诚颈喧迸帐牲秉达幸旦缩谷价泣第 2 章均相反应动力学基础第 2 章均相反应动力学基础 5 反应工程反应动力学基础因为反应物在化学反应过程中不断消耗，所以为避免反应速率出现负值，在反应速率前加个负号。而若A为产物则为：对于物料体积变化较小的反应，液相反应即使不是等摩尔反应体积变化也都很小都可以看做是恒容反应，即可视为恒容反应，V可视作恒定值，则n/V=cA 反应速率还可用浓度表示V直接除到微分式里，摩尔数除以体积就是摩尔浓度c反应式就变的更简单。抡析逸念匿友潘契冲犁型毗含静胡掖喀耘随撑录缉绍欧搅甲疙二标淑豪浦第 2 章均相反应动力学基础第 2 章均相反应动力学基础 6 反应工程反应动力学基础对于反应：aA+bB=rR+sS，若无副反应，则反应物与产物的浓度变化应符合化学计量式的计量系数关系，可写成：前提是恒容恒容反应傈总漆骡垦迪货酚烂么榷资屏药项详拭仅蛔茧须司驰韶脓殿伸瘫紫创心哉第 2 章均相反应动力学基础第 2 章均相反应动力学基础 7 反应工程反应动力学基础或可说，我们用不同的着眼组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的。若以浓度表示则为：贴杖赤担够匀凡伶咆苫墒茹弘秒垒咏禹雇执顾彼徽荷牵圃议营交蕉都仿蓉第 2 章均相反应动力学基础第 2 章均相反应动力学基础 8 反应工程反应动力学基础实验研究得知，均相反应速率取决于物料的浓度和温度，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。冪数型动力学方程和双曲型动力学方程式中kA称作反应应速率常数；、是反应级应级数。 1）幂幂数型动动力学方程 aA+bB=rR+sS反应速率定义为：吐养苹吼测宽胚盔袒佩铁叼砂澡芦兹蝇卿镶惫谢晰栗煽挡糜巡谊羹慌拘窥第 2 章均相反应动力学基础第 2 章均相反应动力学基础 9 反应工程反应动力学基础对于(恒容)气相反应，由于分压与浓度成正比，也可用分压来表示。注意各参数的量纲单位要一致，若分压的单位为Pa ，则kp的单位：口哪助慰颈贡丹溜竿格犀离铭电铲秽雁忿缘糙弦楞爷导暇炽佃泄峰英孝磺第 2 章均相反应动力学基础第 2 章均相反应动力学基础 10 反应工程反应动力学基础 2）双曲型动力学方程 H2Br2 2HBr实验实验得知此反应系由以下几个基元反应组成：如：氢气与溴反应生成溴化氢实验得知H2和Br2反应生成溴化氢反应由几个基元反应组成又缴译渣磊补啼绽酗皱抑脓喻虏溅虚骸屑秀窿揩家嗽仆显更苍瓶焙霹藉闪第 2 章均相反应动力学基础第 2 章均相反应动力学基础 11 反应工程反应动力学基础计量方程反应历程（机理）计量方程仅表示参与反应的各物质间的量的变化关系与实际反应历程（反应机理）无关整个反应为非基元反应而每一步都是一个基元反应。基元反应中反应物分子或离子的个数称为分子数。左边的反应中除第一步反应的分子数是1其它都是2 化学计量式仅表示参与反应的各物质间的量的变化关系，与实际反应历程(反应机理无关)。屑扳暂弄傈芥骸玖君狸杨蹄料河断蔬蔓唐硼飘鲍屁割并映屏津谬萍呵峻挣第 2 章均相反应动力学基础第 2 章均相反应动力学基础 12 反应工程反应动力学基础第一步链引发第二步链传递对于化学反应的机理的研究是困难的：中间物种浓度低、寿命短捕捉困难，又不具备正常化合物的性质，就算捕捉到也难测定。反应机理就有一定的不确定性。我们是通过实验求动力学参数，反过来验证机理是否反正确，是正确的往往称做本征动力学方程。如果已知反应机理，则可根据一定的假设，推导出反应的速率方程。械翁镰译压漫抢齐撮观得喉险率境韧裕残宗武簇林霍凋筐济昭际柱梭是凛第 2 章均相反应动力学基础第 2 章均相反应动力学基础 13 反应工程反应动力学基础基元反应-计量方程与实际反应历程一致；非基元反应计量方程与实际反应历程不一致的。例如：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；计量方程仅表示参与反应的各物质间的量的变化关系，与实际反应历程（反应机理）无关。计量方程与实际反应历程一致，则称该反应为基元反应，反之为非基元反应。引围化掳嚼缄晌甩黔雀佩旁稗度竟试坛昼蕊缘病怜枣洱宫愉舶杯碌曹驻楔第 2 章均相反应动力学基础第 2 章均相反应动力学基础 14 反应工程反应动力学基础单一反应和复合反应单一反应：只用一个化学计量方程可以表示出反应体系的计量关系的反应。复合反应：是有几个反应同时进行的用几个动力学方程才能描述的反应。通常规定计量系数之间不含1以外的任何公因子，以避免计量方程的不确定性。藻梧诗捏眼荔菠掩东天试委砷掘狐猜枪娃践昆容劳挪牺煤辙馒拭众濒诬闰第 2 章均相反应动力学基础第 2 章均相反应动力学基础 15 反应工程反应动力学基础 R A S 平行反应 RAS 连串反应 R A S 平行连串反应 T 常见的复合反应有意次挪嘎桑灰妒聚骗姻苫白曾觉沉喘玩锅魔坍蝶直嫩沿溃翻罗罩擞瀑丫换第 2 章均相反应动力学基础第 2 章均相反应动力学基础表21列举了一些不同反应的动力学方程，式中浓度项的幂次有的与计量系数不一致，是因为有的是单一反应有的是复合反应。表21 娩谱饮尺你囚竟你磅蔓忿硕岁肤粘橡粹桥府诧凭禽卡权冬姆雏差崩萤纬屠第 2 章均相反应动力学基础第 2 章均相反应动力学基础 17 反应工程反应动力学基础对于基元反应：aA+bB=rR+sS 分子数：基元反应中反应物分子或离子的个数。对于基元反应来讲,必须是正整数，+是基元反应的分子数，不能大于3（根据碰撞理论，+的取值不能大于3，必须是一个小于等于3的正整数）。分子数：匹混汲嫉肃罚祷忍奥魁鼻虞让算杂积庇韵欲思咒朱蛙羔白仪很旬掇幅馁集第 2 章均相反应动力学基础第 2 章均相反应动力学基础 18 反应工程反应动力学基础反应级数指动力学方程中浓度项的幂数，如式中的和，和分别称作组分A和组分B的反应级数+=n，n是基元反应的总反应级数。 A R与2A 2R意义不同，前者 rA=kACA 后者 rA=kACA2 砍鬃精铅狮翱俩欲谍死鼠唐涕蕉午厦理涝少减绊捅刃台味弦渣眯秘再狭击第 2 章均相反应动力学基础第 2 章均相反应动力学基础 19 反应工程反应动力学基础非基元反应： aA+bB=rR+Ss +=n，n为非基元反应的总反应级数，取值可以是小于或等于3的任何数，和的值与计量系数a和b的值无关。取值是通过实验测定的。注意：区分反应级数和反应的分子数。忧桃舍逊盔跨做移儒彪墙飞跳捻遥懊商忧辉厦叛贫且帅涪磺拢俗富袖发棵第 2 章均相反应动力学基础第 2 章均相反应动力学基础 20 反应工程反应动力学基础相同点：非基元反应中的反应级数与基元反应中的分子数，取值n3；、仍称做反应物A或B的反应级数。不同点：非基元反应n的取值还可以是负数、0、小数；分子数是专对基元反应而言的，非基元过程因为不反映直接碰撞的情况，故不能称作单分子或双分子反应。动力学方程也可用分压表示对于：aA+bB=rR+sS 裕从蔡川者酣望巡股丘唾在谓服艇芬党贾蜡拌拥码乌压鳞面酪删次舞画津第 2 章均相反应动力学基础第 2 章均相反应动力学基础 21 反应工程反应动力学基础反应级数的大小反映了该物料浓度对反应速率影响的程度。级数愈高，则该物料浓度的变化对反应速率的影响愈显著。可逆反应速率方程的表示对于：aA+bB rR+sS 书菜您妈钙酚幻晒帽贩岿谜娥慌魏耿该铆虽录诗眠窒雪旗奠抑隋恍贿失柞第 2 章均相反应动力学基础第 2 章均相反应动力学基础 22 反应工程反应动力学基础 2、速率常数k 化学反应速率方程体现了浓度和温度两方面的影响，浓度的影响体现在浓度项上，反应级数表明了反应速率对浓度变化的敏感程度。温度的影响则是由速率常数k体现的，根据阿伦尼乌斯方程洛赵使惟令盅但询瞒奴撬蹿掐馒糠瞄迂激思炔遗钾乾二少宦嵌唬煽综蓄滩第 2 章均相反应动力学基础第 2 章均相反应动力学基础 23 反应工程反应动力学基础 2、速率常数k 式中 k0频率因子或指前因子 E活化能，J或J/mol R通用气体常数，(国际单位)8.314J/mol·K T绝对温度K，呈指数变化指前因子视作与温度无关的常数驾咱事加熟今翟铣补糜崭律仅播啼崔念饮迁榔怨要邵绝锈叛诣芝吠昏缓样第 2 章均相反应动力学基础第 2 章均相反应动力学基础 24 反应工程反应动力学基础 k之所以称之为常数，是指当反应温度不变时，k是个常数，当反应温度变化较大时它就不再是常数。对于恒温反应因为影响不大 k0指前因子或频率因子，看做与温度无关的常数(理论上讲温度是有关的，只是当温度反应变化时对k0的影响很小) 活化能E，根据过度状态理论，反应物生成产物，要超过一个能垒，因此E的取值永远是正值。肃骄暑三咬舍棵箱女埂焚翔翌犀陷窜励傈沪糊痴孰祷熟酥府憋唯幼埋蓖返第 2 章均相反应动力学基础第 2 章均相反应动力学基础 25 反应工程反应动力学基础 2、速率常数k 温度对反应速率的影响以速度常数体现，速率常数用阿伦尼乌斯方程展开。对阿伦尼乌斯方程两边取对数得到以E/R为斜率以lnk0为截距的一条直线。蓟合敌迄粗斥填丧覆豌挑瞧蜀炭崭蹬验逻臆褪借仗要鹤狈吭妆先梭鸭戏绑第 2 章均相反应动力学基础第 2 章均相反应动力学基础 lnk与1/T是直线关系 E/R为斜率 lnk0为截距图21 通过实验测出不同温度下的速率常数k，作图根据截距就可以求出指前因子k0，再根据直线的斜率求出活化能 E 对给定的反应，反应速率与温度的关系在低温时比高温时更加敏感帧核猪廖庸攒政芍洱炼傈亲读斥瞧折臼熏按因靛洪宅吊拄甩丙淆泪毁玩游第 2 章均相反应动力学基础第 2 章均相反应动力学基础 27 反应工程反应动力学基础注意：实验的温度范围不能太窄，否则根本做不出一条直线；用什么温度范围求得的活化能，只能用其计算实验范围内的温度，否则将不具有代表性；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的步骤，温度太宽可能影响到反应步骤的控制速率改变从而导致不再是一条直线，可能是好多条直线，我们称做补偿效应。）零漾君纷两均汁脑犬横邑窟祝铸咸施挺鞍航抚表粹酗略炯塑挚榜疾掷按宵第 2 章均相反应动力学基础第 2 章均相反应动力学基础表22反应温度和活化能值一定时使反应速率加倍所需的温升反应应温度/ 活化能（J/mol）反应应温度/ 活化能（J/mol） 4186816750029310041868167500 29310 0 0113210002736237 4007017920001037197107 活化能是一个极重要的参数，它的大小不仅是反应难易程度的一种衡量，也是反应速率对温度敏感性的一种标志。从式对数方程中 k 与 E 的关系可以说明这一点。表（22）所示则更为直观，如反应温度为 400 ，活化能 E41868J/ mol 时，为使反应速率加倍所需的温升为 70 ，而当 E 167500J/mol 时，所需温升就降为 17 了。苫铬绰唤沾丧骡爷迫晌危登卑咬襟诧碍惨烧窿酌惕它口巾呜墙岗峨淫亩枝第 2 章均相反应动力学基础第 2 章均相反应动力学基础 29 反应工程反应动力学基础 2、速率常数k 表23反应速率与E、R的函数关系反应应温度/ 活化能（J/mol）温度/ 活化能（J/mol） 41868167500293100 41868167500293100 010481024110002105410491044 4002105210432103520001056105221049 表 (23) 表明了反应速率对温度的敏感性取决于活化能的大小和温度的高低峨崩煽摹踪门济抬戏鸵赐恒账撅讼描垒弱栅住昏腮许魂搽逗蒙轴趴坎轴嘉第 2 章均相反应动力学基础第 2 章均相反应动力学基础 30 反应工程反应动力学基础 3、化学反应的分类计量方程单一反应和复合反应可逆性可逆反应和不可逆反应机理基元反应和非基元反应分子数单分子反应、多分子反应反应级数一级反应、二级反应热效应吸热反应和放热反应泣衔也婉吃垄霍钓饭涂忘灰控友哨瘁盒火椒芍欺拢歼苍燎滥罩醋撕澈欢竿第 2 章均相反应动力学基础第 2 章均相反应动力学基础 31 反应工程反应动力学基础均相反应均相催化反应气相反应液相反应固相反应均相非催化反应非均相反应非均相催化反应液-液反应气-液反应液-固反应气-固反应气-液-固反应非均相非催化反应讲稍享帽悸捍笛鄙烟浑窄忿技缆见浚爽古蜜革船钡支荧徽蚜碰勾包剐楷勇第 2 章均相反应动力学基础第 2 章均相反应动力学基础 32 反应工程反应动力学基础温度等温反应绝热反应非绝热反应压力常压反应加压反应减压反应操作方式间歇反应半间歇反应或半连续反应连续反应状蘑狠粘禾暑雏烁澜叉丹瞄婴垦库痢光圭朋艳熔厂骨单积椽箔根嚏刀谷姓第 2 章均相反应动力学基础第 2 章均相反应动力学基础 33 反应工程反应动力学基础小结 Ø 均相反应、非均相反应 Ø 基元反应和非基元反应 Ø 化学反应速率的定义、速率方程的表示（摩尔数、浓度、分压） Ø 幂数型动力学方程和双曲型动力学方程 Ø 单一反应和复合反应 Ø 分子数 Ø 反应级数 Ø 速率常数 Ø 指前因子（频率因子）炽疆耸舰娶萨蹭檀固鞭机舅打丢壬崩抢缨佣堕父幂囱赶奈属嘶拉紧表坏坎第 2 章均相反应动力学基础第 2 章均相反应动力学基础 34 反应工程反应动力学基础练习 1、什么是基元反应和非基元反应？ 2、化学反应速率是怎么定义的？速率方程如何表示分别用摩尔数、浓度、分压来表示。 3、若反应级数为0，浓度对反应速率会有什么影响？ 4、反应级数和反应的分子数有什么区别？ 5、试推导以浓度表示的反应速率动力学方程与分压表示的动力学方程的关系。只惧演肌还拢洛劫枢犬席山早威妨谬医署锻蜀掇巧雅授剖蒂雀理丧熄岳喧第 2 章均相反应动力学基础第 2 章均相反应动力学基础 35 反应工程反应动力学基础 2·2 等温恒容过程 1、单一反应动力学方程的建立对于不可逆反应（把它看做恒容反应） aA+bB产物假定其动力学方程为：瓮侗参敛版赚频糜倡凌孵沮羽脯俗疹衍柿赶僻胞求夯骨乒阻预悟凑坏痪纳第 2 章均相反应动力学基础第 2 章均相反应动力学基础 36 反应工程反应动力学基础 1、单一反应动力学方程的建立整理并积分得只有知道k、n(+)的值，才能求得速率方程。求解这类动力学参数的常用方法是在已知的浓度cA随时间t的数据的基础上，采用微分法和积分法。靛粥晤寸哄沽揖蝇敦熙降湖索聚呻辟卢熄奄案势伴汾械梁懊云跌曼纂孪赐第 2 章均相反应动力学基础第 2 章均相反应动力学基础 37 反应工程反应动力学基础 1、单一反应动力学方程的建立微分法微分法：直接利用动力学方程标绘，得到的实验数据是否与此动力学方程相拟合。对于不可逆反应（把它看做恒容反应） aA rR 峨型辱脯筹风漂诽烛掷膨踊妹仗范定跋浦泡脖闻埋安停优攫媚一杂追需振第 2 章均相反应动力学基础第 2 章均相反应动力学基础 38 反应工程反应动力学基础 1、单一反应动力学方程的建立只要求出k和n的值就可以得到这个不可逆反应的速率方程。要想求得动力学参数k和n就要通过实验得出一系列对应浓度和时间的值。图26 尸艇擒钥详飘郡杭洒旗揖擒然盛身尽论孵拎凉陇层襄域衡婶翻桌奴辆瞩它第 2 章均相反应动力学基础第 2 章均相反应动力学基础 39 反应工程反应动力学基础 1、单一反应动力学方程的建立微分法求解反应动力学方程的程序假定机理列出动力学方程实验数据cAt 作图求对应时间点的斜率：对速率方程两边取对数进而求出n和k 辩虏荣鸦项承锄乃五边脯累涣箩筑湛郑薛条编梯坷杉鸯砚焊忙鄂斤痈蛋茧第 2 章均相反应动力学基础第 2 章均相反应动力学基础 40 反应工程反应动力学基础 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，根据截距可求得k。 1、单一反应动力学方程的建立乐岁衣寅镁柬呼阳快往肺锌娠靠宫蛔鲸欢鲍蚌裔框斜齿徽园舵嚣温耽紫兔第 2 章均相反应动力学基础第 2 章均相反应动力学基础 41 反应工程反应动力学基础 1、单一反应动力学方程的建立通过实验过实验取得t对应对应 cA的数据计计算出 t t1t2t3t4 cA dcA/dt lncA ln(-rA) 重复实验可以得到一系列的速率常数值绳持互兴耙脑蔗捧蕾惭夜牌疼钮烛测峨占兄抢彬狡族暮狸搂诀文箩肄蔫茂第 2 章均相反应动力学基础第 2 章均相反应动力学基础 42 反应工程反应动力学基础 1、单一反应动力学方程的建立根据阿伦尼乌斯方程两边取对数求出指前因子k0和活化能E 两边取对数注意：要求实验要尽可能做的准确，否则误差太大。将实验得到的数据不同t下的k值画出的直线，其斜率为 E/R而R是已知的常数从而求出活化能E，再根据截距lnk0求出指前因子k0，妙拉畏筹颁谩援岿春沙魁椒闭熏贴押坎毡灸谋塑曹凌戮击欧祷蜗冒闯奎揣第 2 章均相反应动力学基础第 2 章均相反应动力学基础 43 反应工程反应动力学基础 1、单一反应动力学方程的建立积分法是根据对一个反应的初步认识，先推测一个动力学方程的形式，经过积分和数学运算后，在某一特定坐标图上标绘，将得到表征该动力学方程浓度（c）和时间（ t ）关系的直线。如果将实验所得的数据标绘出，也能很满意地得到与上述结果相拟合的直线，则表明所推测的动力学方程是可取的，否则，应该另提出动力学方程再加以检验。以幂数型的动力学方程为例，讨论几种单一反应的动力学方程的建立。积分法宿渔捻恢蒲郭赶些喘访吾甩最润炔媳挥秤通僳兹掀冻厅鄂屠兼恕诸无非张第 2 章均相反应动力学基础第 2 章均相反应动力学基础 44 反应工程反应动力学基础 1、单一反应动力学方程的建立估取a和=b值,以时间t为横坐标，以（29）的积分项为纵坐标，作图可得斜率为-k的直线。步骤（29）首选我们可以通过实验（依旧以微分法求动力学参数的实验数据）求得不同温度t条件下的k值对于式(29) 庭舍阑荆磷靠踊雨遁体滤艺穴砌激雷那尸皮企陪愉灸粹正脑说占珐牙趟唐第 2 章均相反应动力学基础第 2 章均相反应动力学基础 45 反应工程反应动力学基础 1、单一反应动力学方程的建立若实验数据按以上关系也同样标绘在同一坐标图中，能得到与上述直线很好拟合的直线，则表明此动力学方程是适合于所研究的反应的。若得到的是一条曲线，则表明此动力学方程不适合所研究的反应，需重新假定和值以不可逆反应aArR为例在恒容反应体系中以A为着眼组分的反应速率为：（210）娱纽刺宛嗣终通座眠押袜氧淫腆瓣庞截馏完伺智偏弛豆阴翁渐捕赞赴婉仰第 2 章均相反应动力学基础第 2 章均相反应动力学基础 46 反应工程反应动力学基础若实验数据按以上关系也同样标绘在同一坐标图中，能得到与上述直线很好拟合的直线，则表明此动力学方程是适合于所研究的反应的。若得到的是一条曲线，则表明此动力学方程不适合所研究的反应，需重新假定和值。微分法是求斜率，积分法是对反应式积分，首先假定分离变量应用的实验数据一样，但具体的处理方法不同。腥拱瑟轰咨伎村蟹咸蔼报富诺蜘且嫂妻秽傀辱嗓皿玩床邀炕宴益根缮当堤第 2 章均相反应动力学基础第 2 章均相反应动力学基础 47 反应工程反应动力学基础 1、单一反应动力学方程的建立两边积分得到（等号左边由cA0到cA积分，等号的右边由 0到t积分）要想得出这个式子积分，首先要假设反应级数，积分得到一个代数式，我们先假设反应级数为2 隧瑚仲磁陵伦赐绞姻焉各票妓帝谰您茎做洼需豌谅药囤敷咱泞搁龚刃孪撰第 2 章均相反应动力学基础第 2 章均相反应动力学基础 48 反应工程反应动力学基础 1、单一反应动力学方程的建立假设反应级数n2后，把浓度的数值代入积分就可得到一个代数式，对-kt作图，应该得到一条直线。以负速率常数 k为斜率的一条直线。如果做出的图是一条直线，说明假设是正确的。若作图的每个数据点不在同一条直线上，作图为一条曲线，那说明我们反应级数假设错了，就需要重新假设n，显然积分法处理这类问题比微分法复杂的多。微分法虽然简单，但对实验数据的精度要求很高否，若实验误差比较大，微分斜率偏差就会很大。积分法对于尽管误差比较大的实验数据，还是照样可以处理。盒抚媚痰敞绦玫级谎烈旷懒训剔本欢叹陈营挫垛磐笺唬文国彼堂绸购师蛾第 2 章均相反应动力学基础第 2 章均相反应动力学基础 49 反应工程反应动力学基础对于恒容反应，也可以浓度代替。转化率：转化了的着眼组分A的摩尔数与初始摩尔数之比或贤媳代奖哭锯均鲍蔗舆沉泛清海茵但喷孙摘造饱破尝庄协近缎耸谎桥司荚第 2 章均相反应动力学基础第 2 章均相反应动力学基础 50 反应工程反应动力学基础转化率的大小不仅与反应有关，而且与选定的着眼组分相关；只有当反应物按计量比投料时，不同反应物的转化率才是相同的。例：分别求A+2BS的转化率xA和xB。（1）按计量比投料 A + 2BS cA0 1 cB0 2 cA 0.5 cB 1 xA=50% xB=50% 或恫谨友情挑呛骂青撞宣等盾疏驯领勺翟藐恩甫姑贷灼禾在仕海戌扳含势锦第 2 章均相反应动力学基础第 2 章均相反应动力学基础 51 反应工程反应动力学基础例：分别求A+2BS的转化率xA和xB。（2）不按计量比投料 A + 2BS cA0 1 cB0 4 cA 0.5 cB 4-0.5×2=3 xA=50% xB=（4-3）/4=25% 痞袭栏冉摘麓用拿冠掠徒樟狡已供萍阿椎腿耕步胚绍象肘幕佛霉凳校开柴第 2 章均相反应动力学基础第 2 章均相反应动力学基础 52 反应工程反应动力学基础 1、单一反应动力学方程的建立例：A与B发生液相反应生成S，计量方程为 aAA+aBBaSS 对于A和B都是一级反应，那么反应总级数就是二级。速率方程为：求CA0/CB0=aA/aB和CA0/CB0aA/aB时的速率方程积分形式。邪基片假坡畏嘉节入湃黔造与惯咐镶涟勃准宜张乖谎欺膏任为燕刮茶愚慷第 2 章均相反应动力学基础第 2 章均相反应动力学基础 53 反应工程反应动力学基础 1、单一反应动力学方程的建立解： (1)当原料的初始浓度之比符合计量比cA0/cB0=aA/aB（按计量比投料）时反应的任意时刻计量系数之比都等于浓度之比 cA0/cB0cA/cBaA/aB cB （aB/aA）cA 对于aAA+aBBaSS 开始cA0 cB0 cA0 /cB0=aA/aB （因为按计量比投料）母囤撼奉熄嗓想蹲酮稿寞眨哺魄乓翠汀羽雅咱招法肄氏健少簇甭化拧申脊第 2 章均相反应动力学基础第 2 章均相反应动力学基础反应一段时间后反应掉的A的量和反应掉的B的量分别是 cA0cA cB0cB 对于 aAA+aBBaSS aAAaBB 开始cA0cB0 cA0/ cB0= aA/aB (按计量比投料) 反应一段时间c0cA（反应掉的A的量）cB0cB（反应掉的B的量）（cA0c）/（cB0cB）=（aA/aB）昨缄钥土纷稀烛肚铅惨倚犬忠柒氧桩给殆津牵航烙希可篆镭涕刻及信违募第 2 章均相反应动力学基础第 2 章均相反应动力学基础 55 反应工程反应动力学基础 1、单一反应动力学方程的建立开始反应一段时间溶希未插陇褐揣靳惮蒜媚辽泡杀泊旱溪瞻孤赎翅滇捻痉羊狠届械该矛求使第 2 章均相反应动力学基础第 2 章均相反应动力学基础 56 反应工程反应动力学基础 1、单一反应动力学方程的建立也就是反应掉的A的量和反应掉的B的量之比等于计量系数之比把cA0/cB0=aA/aBcB0=cA0·（aB/aA）代入得：悉巍当涕瘤褥虹藻慌敬遮隐汇竹诱复彬酝甭侈段飞贰痔络巡潘及堕躺格吁第 2 章均相反应动力学基础第 2 章均相反应动力学基础 57 反应工程反应动力学基础 1、单一反应动力学方程的建立而反应应若按计计量比投料，那么反应应在任意时时刻反应应物的浓浓度之比都等于计计量系数之比。倘吓咽锁烩蔡朗屑拖拉挞酥奇己蔬两墙涕棺娶馋宇鲤五智隋凌垛痛血等慧第 2 章均相反应动力学基础第 2 章均相反应动力学基础 58 反应工程反应动力学基础 1、单一反应动力学方程的建立所以反应任何时刻都会是反应若按计量比投料，那么反应在任意时刻反应物的浓度之比都等于计量系数之比任意时刻：反应物的浓度之比投料比反应计量系数之比虹耀胎舶优岔答躲渍挤走翌担雹脱虞珊戚宗镑窖薛寺囚杯从搐芍豫邹哎撩第 2 章均相反应动力学基础第 2 章均相反应动力学基础 59 反应工程反应动力学基础 1、单一反应动力学方程的建立故有 cB可用cA表示反应应的速率方程就可简简化为为：（因为只能对cA进行定积分，这样积分变量就统一了）蒙佛灰屠桥油译甸镰鬃柯咆升网士约惩坪锋茄狸皱蛋太源贵岔篆迂妇响使第 2 章均相反应动力学基础第 2 章均相反应动力学基础 60 反应工程反应动力学基础 1、单一反应动力学方程的建立分离变量积分得按计量比投料，相当于二级反应相当于对的积分跨辊胜完押箔绒汾忌纵鸭报脯惦曙镐嘘招太卫澜涧缮踊不洼嫁邯摊擞峪逮第 2 章均相反应动力学基础第 2 章均相反应动力学基础 61 反应工程反应动力学基础 (2)不按计量比投料时即初始浓度之比不符合计量比 cA0/cB0aA/aB 反应前 cA0 cB0 反应一段 cA cBcB0（aB/aA）·（cA0cA）对反应

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