文档介绍：化学反应工程总复****br/>第二章均相反应动力学
一、主要基本概念、基本理论
表示各反应物、生成物在反应过程中量的变化关系,如方程:aA+bB=pP+sS 表明每反应掉a个摩尔的A,将同时反应掉b个摩尔的B,并生成p个摩尔的P和s个摩尔的S。
⒈化学计量方程
物料衡算:
定义:化学反应速率为单位时间、单位体积内关键组分的质量摩尔数的变化量
公式:ri=±
⒉化学反应速率
⒊反应转化率、收率、选择性
①.转化率
②.收率 Yp =
③.选择性 Sp =
④.转化率、收率、选择性三者之间的关系 Yp= x·Sp
⒋动力学方程
⑴.
⑵.简单不可逆反应动力学方程
①.一级反应
②.二级反应
⑶.简单可逆反应动力学方程
①.一级反应
②.一、二级反应
⑷.复杂反应动力学方程
①.一级平行反应
②.一级连串反应
⑸.其它反应
均相自催化反应
⒌恒温变容过程
⑴.定义
①.膨胀因子δi:
δi表示关键组分i每消耗(或生成)一摩尔时,整个物系摩尔数的变化值。
例
②.膨胀率εA:εA表示当关键组分i全部转化后系统体积的变化分率
③.膨胀因子δA与膨胀率εA的关系:
二、例题部分
【例1-1】实验测得五氧化二氮在不同温度下分解反应的速度常数如下:
求反应速度常数的频率因子和活化能。
温度 K
k s -1
×10 -5
×10 -5
×10 - 4
×10 - 4
×10 - 3
【解】由Arrheniuus方程可得:lnk=lnk0-E/(RT)
1/T
×10 - 3
×10 - 3
×10 - 3
×10 - 3
×10 - 3
lnk
-
-10. 30
-8. 31
-
-5. 32
以lnk对1/T作图得到一条直线由直线的斜率和截距即可求得E和k0:
k0=×1013 S -1 E= kJ/mol
【例1-2】某反应的化学计量方程式为 A+B=2R,问此反应的级数是多少?
【解】反应级数不一定要与化学计量系数相符,而且反应级数与化学计量系数常常是不相符的,因为没有反应速率的数据,所以不能确反应级数。
【例1-3】反应A→B为n级不可逆反应。已知在300K时,要使A的转化率达到20%需 ,,求:该反应的活化能。
【解】反应速度为:
当n ≠1时
由此可得:
式中
因此有 k 300=M÷ k340=M÷
解得: E= (kJ/mol)
【解】题中没有给反应级数,也就是反应速率的浓度属性不知道, 因为没有给出求取高浓度下反应速率的足够资料,所以不能回答这个问题。
【例1-4】假如CA=1mol/l时,
问CA=10 mol/l时的反应速率是多少?