第二章反应动力学基础
天津大学化工学院
反应工程教学组
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定义:单位时间,单位体积反应物系中某一反应组分的反应量。
化学反应速率
按不同组分计算的反应速率数值上不等,因此一定要注明反应速率是按哪一个组分计算的。
对反应物dn/dt<0,对产物dn/dt>0
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各组分r间关系
反应速率普遍化
定义式
恒容过程
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流动床反应器(定常态过程)
dVr
FA
FA+dFA
Vr
FA0
M
FA
连续反应器反应速率
多相反应反应速率
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在350℃等温恒容下纯丁二烯进行二聚反应,测得反应系统总压 p 与反应时间 t 的关系如下:
t/min 0 6 12 26 38 60
p/kPa
试求时间为26min时的反应速率。
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反应速率方程
溶剂、催化剂和压力一定的情况下,描述反应速率与温度和浓度的定量关系,即速率方程或动力学方程。
基元反应
定
义
非
基
元
反
应
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机理(1):
NO+NO=(NO)2
(NO)2+O2→ 2NO2
例:2NO+O2→ 2NO2
机理(2):
NO + O2 = NO3
NO3 + NO → 2NO2
动力学实验数据与速率方程相符合,仅是证明机理正确的必要条件,而不是充要条件。
某些非基元反应,其速率方程符合质量作用定律;
不同机理可以导出相同形式的速率方程;
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幂函数型速率方程
可逆反应
速率方程经验形式
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平衡时,r=0
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正逆反应的反应级数之差与相应的化学计量系数之比为一定值;
设 2A+B ↔ R 的反应机理为
(1) A ↔ A*
(2) A* + B ↔ X
(3) A* + X ↔ R
化学计量数ν,为速率控制步骤出现的次数。
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