文档介绍：《化学反应工程》教案第二章喾从ΧρЩ基本概念与术语
第二章均相反应动力学基础
基本概念与术语
教学目标
1. 掌握化学计量方程的书写、意义,单一反应和复合反应的概念;
2. 掌握化学反应速率的定义、表示方法,转化率的定义及表示方法,膨胀因子的定义、
物理意义以及非等分子反应的转化率的表达式;
3. 撑握速率方程中速率常的量纲的确定方法、物理意义以及阿伦尼乌斯公式,反应级
数及其确定方法;
4. 掌握幂函数型速率方程的表达式,会根据机理式运用“拟平衡态”和“拟定常态”
假设推导双曲函数型速率方程。
教学重点
1. 根据机理式运用“拟平衡态”和“拟定常态”假设推导双曲函数型速率方程;
2. 转化率的定义及表示方法,膨胀因子的定义、物理意义以及非等分子反应的转化率
的表达式。
教学难点
根据机理式运用“拟平衡态”和“拟定常态”假设推导双曲函数型速率方程。
教学方法
讲练结合法
学时分配
2 学时
授课时间
200 年月日
教学过程
作者:傅杨武
《化学反应工程》教案第二章喾从ΧρЩ基本概念与术语
[引言] 如果参与反应的各物质均处同-个相内进行化学反应则称为均相反应。
这类反应包括的范围很广,如烃类的高温气相裂解反应、一般的酯化、皂
化反应等均属于均相反应。
均相反应动力学是研究各种因素如温度、催化剂、反应物组成和压力
等对反应速率、反应产物分布的影响,并确定表达这些影响因素与反应速
。因此,均相反应动力学是研究均相反应过
程的基础,它为工业反应装置的选型,设计计算和反应的操作分析等提供理
论依据和有关的动力学基础数据。
[板书] 2. 1-1 化学计量方程
[讲解] 它是表示各反应物与生成物在反应过程中量的变化关系的方程。如氨
合成反应的计量方程如下:
[副板书]
N + 3H = 2NH (2-1-1)
2 2 3
它表明:每反应掉一个摩尔的 N2 将同时反应掉三个摩尔的 H2,并生成
两个摩尔的 NH3。式(2-1-1)中各组分前的数值即为各相应组分的计量系
[讲解] 数。式(2-1-1)可以写成如下的一般化形式:
2NH − N − 3H = 0 (2-1-2)
3 2 2
一个由 S 个参与的反应体系,其计量方程可写成。
[板书] (2-1-3)
或
S
(2-1-4)
∑ ai Ai = 0
i=1
式(2-1-4)中: a 表示 i 的计量系数。通常把反应物的计量系数定为负数,
i
反应产物的计量系数定为正值。
[讲解] 此处必须着重指出的是:
1)化学计量方程仅是表示由于反应而引起的各个参与反应的物质之
间量的变化关系,计量方程本身与反应的实际历程无关;
2)规定计量方程的计量系数之间不应含有除 1 以外的任何公因子;
3)单一反应:只用一个计量方程即可唯一地给出各反应之间量的变
化关系的反应体系:
aA + bB + cC +L = sS + pP +L (2-1-5)
复合反应:必须用两个(或更多)计量方程方能确定各反应在反应时量
的变化关系。
[举例] P+R
A+B
(平行反应)
S (2-1-6)
A+B P R+S (串联反应) (2-1-7)
作者:傅杨武
《化学反应工程》教案第二章喾从ΧρЩ基本概念与术语
P
A+B 平行串联反应
( + )
P+B R (2-1-)
R
A S (平行+串联反应)
P (2-1-)
[板书] -2 化学反应速率的定义
一、间歇系统
[讲解] 反应速率定义的数学形式是与反应的操作形式密切相关。在间歇生产
系统中,反应物一次加入反应器,经历一定的反应时间达到所要求的转化
率后,产物一次卸出,生产是分批进行的,在反应期间,反应器中没有物
料进出。如果间歇反应器中物料由于搅拌而处于均匀状态,则反应物系的
组成、温度、压力等参数在每一瞬间都是一致的,但随反应的进行而变,
故独立变量为时间。
在间系统中,反应速率的定义分为以下同种情况:
[讲解分析] 对于均相反应常用单位时间、单位反应容积内着眼(或称关键)K 的物质
量的变化来定义 K 的反应速率。因此,由计量方程
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