文档介绍：均相反应动力学
均相反应速率
均相反应动力学方程
单一反应动力学方程
概述
均相反应
是指在均一的液相或气相中进行的化学反应。有很广泛的应用范围,如烃类的热裂解为典型的气相均相反应,而酸碱中和、酯化、皂化等则为典型的液相均相反应。
均相反应应满足的两个必要条件
反应系统可以成为均相
预混和速率>>反应速率
预混和指物料在反应前能否达到分子尺度的均匀混和。
实现装置:机械搅拌和高速流体造成的射流混和
均相反应的特点:反应过程不存在相界面,过程总速度由化学反应本身决定。
均相反应速率
均相反应速率的表达式

Kmol/
对于多组分单一反应系统,各个组分的反应速率受化学计量关系的约束,存在一定比例关系。例如反应,各组分的反应速率满足下列关系:
流动系统的反应: Kmol/
恒容下进行的反应: Kmol/
气相反应: atm/h或 Pa/h
均相反应速率其他形式的表达式
均相反应动力学方程式
均相反应动力学方程式
在均相反应系统中只进行如下不可逆化学反应:
其动力学方程一般都可表示成:
于气相反应,由于分压与浓度成正比,也常常使用分压来表示:
其中:

kA单位: κp单位:kmol/
一般说来,可以用任一与浓度相当的参数来表达反应的速率,但动力学方程式中各参数的因次单位必须一致。
反应分子数与反应级数
基本概念

单一反应:指只用一个化学反应式和一个动力学方程式便能代表的反应
复杂反应:有几个反应同时进行,要用几个动力学方程式才能加以描述。
常见的复杂反应有:连串反应、平行反应、平行-连串反应等

基元反应:如果反应物分子在碰撞中一步直接转化为产物分子,则称该反应为基元反应。
非基元反应:若反应物分子要经过若干步,即经由几个基元反应才能转化成为产物分子的反应,则称为非基元反应
、双分子、三分子反应
单分子、双分子、三分子反应,是针对基元反应而言的。参加反应的分子数是一个,称之为单分子反应;反应是由两个分子碰撞接触的,称为双分子反应。

反应级数:是指动力学方程式中浓度项的指数。它是由实验确定的常数。可以是分数,也可以是负数
,前者是在动力学意义上讲的,后者是在计量化学意义上讲的。
对基元反应,反应级数…即等于化学反应式的计量系数值,而对非基元反应,应通过实验来确定。
,反应级数只反映反应速率对浓度的敏感程度。级数愈高,浓度对反应速率的影响愈大。
理解反应级数时应特别注意:
反应速率常数k和活化能E
反应速率常数k
k就是当反应物浓度为1时的反应速率,又称反应的比速率。
k值大小直接决定了反应速率的高低和反应进行的难易程度。不同的反应有不同的反应速率常数,对于同一个反应,速率常数随温度、溶剂、催化剂的变化而变化。
k随温度的变化规律符合阿累尼乌斯关系式:
活化能E
反应活化能是为使反应物分子“激发”所需给予的能量。
活化能的大小是表征化学反应进行难易程度的标志。活化能高,反应难于进行;活化能低,则容易进行。
但是活化能E不是决定反应难易程度的唯一因素,它与频率因子A0共同决定反应速率。