均相反应动力学基础优秀课件

第2章均相反应的动力学基础雷泽zelei@主要内容(Outline) 2.1 基本概念和术语2.2 等温恒容过程2.2.1单一反应速率方程2.2.2复杂反应速率方程2.3 等温变容过程本章重点和难点¾掌握化学反应速率的概念、各种表示方式及其相互关系，会设计实验-处理数据-建立动力学方程。

¾掌握转化率、收率、得率和选择性的概念，了解其在反应器设计计算中的应用。

其在反应器设计计算中的应用¾理解温度和浓度对反应速率的影响。

¾理解可逆反应、平行反应及连串反应的动力学特征，并学会根据动力学特征控制反应参数优化产品组成。

2.1 基本概念和术语z均相反应（Homogeneous Reaction）：参与反应的各物质同相（单的气液固相内内进行的化学反应均在同一相（单一的气、液、固相内）内进行的化学反应，在反应过程中与其他物相没有物质交换的反应。

举例：烃类的高温气相裂解反应-气相均相反应；酯化、皂化、酸碱中和反应等-液相均相反应；镍铝尖晶石NiAl2O4中，镍和铝离子分别占据氧离子构成的四面体和八面体格位。

在温度变化时，镍和铝离子在两种格位上的分布可以发生变化。

固体均相反应是指在单一的固相中结构组元发生的局域重排过程组元发生的局域重排过程。

Heterogeneous Reactionz非均相反应（Heterogeneous Reaction ）：在多相物系的各相间进行的化学反应。

一般在两相的界面上进行。

z均相反应动力学：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的影响并确定表达这些影响因素与反应速率之间定量关系的速率方程。

2.1 基本概念和术语2.12.1.1化学计量方程表示各反应物、生成物在反应过程中量的变化关系的方程。

——是对反应过程进行物料衡算化关系的方程和热量衡算的依据之一。

αA A+αB B↔αR R+αS S(2-1-1)计量系数Stoichiometric Coefficient基元反应Elementary Reaction：对于简单反应，反应对于简单反应反应物分子在有效碰撞中经过一次化学变化就能转化为产物的反应。

均相反应的动力学基础化学反应工程第二章均相反应动力学基础1§2.1基本概念和术语若参于反应的各物质均处同一个相内进行化学反应则称为均相反应。

均相反应动力学：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率之间定量关系的速率方程。

§2.1.1化学计量方程化学计量方程：表示各反应物、生成物在反应过程中量的变化关系的方程。

一个由S个组分参予的反应体系，其计量方程可写成：Si1iAi0式中：Ai表示i组分，i为i组分的计量系数。

通常反应物的计量系数为负数，反应产物的计量系数为正值。

注意：1．计量方程本身与反应的实际历程无关，仅表示由于反应引起的各个参予反应的物质之间量的变化关系。

2．规定在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。

这是为了消除计量系数在数值上的不确定性。

单一反应：只用一个计量方程即可唯一给出各反应组分之间量的变化关系的反应体系。

复杂反应：必须用两个或多个计量方程方能确定各反应组分之间量的变化关系的反应体系例如，合成氨反应的计量方程通常写成：N23H写成一般化的形式为：N23H而错误的形式有：2N26H2222NH32NH304NH30§2.1.2反应程度和转化率反应程度是各组分在反应前后的摩尔数变化与其计量系数的比值，用符化学反应工程第二章均相反应动力学基础2号ξ来表示，即：n1n10nini0nknk01ik或写成：nini0ii1．不论哪一个组分，其反应程度均是一致的，且恒为正值。

2．如果在一个反应体系中同时进行数个反应，各个反应各自有自己的反应程度，则任一反应组分i的反应量应等于各个反应所作贡献的代数和，即：Mnini0j1ijj其中：M为化学反应数，ij为第j个反应中组分I的化学计量系数。

转化率是指某一反应物转化的百分率或分率，其定义为：某某一反应物的转化量该反应物的起始量nk0nknk01．如果反应物不只一种，根据不同反应物计算所得的转化率数值可能是不一样的，但它们反映的都是同一个客观事实。