燃料与燃烧02

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1、第八章燃烧反应速度和反应机理第一节化学反应速率化学反应速率：单位时间内反应物（或生成物）浓度的变化量。A+B=G+H反应速率：第七章射流混合过程时，C反=C产C反=C产第二节浓度对化学反应速率的影响1、质量作用定律T=常数时，——质量作用定律CA、CB——反应物浓度mol/cm3K——化学反应平衡常数s-1,称为反应速度常数同时积分得——化学反应动力学方程例2.反应级数n——称为化学反应级数说明：①复杂反应不能应用反应级数的概念；②反应级数n与反应分子个数不是同一概念；③反应级数n反映出化学反应速度与反应物浓度之间的关系；④n需由实验测定，若n已知，可计算出W。⑴一级

2、反应n=1初始条件，C=C0——反应物初始浓度，C=C0一级反应特点：lnC与为线性关系，直线的斜率为–K1，即K1为有量纲量，s-1,与C量纲无关，③——半衰期如图若=常数，K1=常数=常数与C0无关④据若C→0→∞⑵二级反应n=2分两种情况：初始条件，C=C0——半衰期特点：①与成线性关系，直线的斜率为K2②反应物浓度随时间按双曲线衰减C→0→∞③与C0有关④K2的量纲与C和有关如图⑶n级反应如图3.反应级数的测定积分法步骤：尝试法：设n=1，C0=常数，在时时刻、……测出C1、C2……若K1≠常数，设n=2、3……直到K1为常数为止作图法：根据和C作图若lnC与

3、作图为一直斜线，则n=1；若与作图为一直斜线，则n=2；半衰期法微分法：据公式测出=、……对应的C1、C2……作图：……第三节温度对化学反应速率的影响阿仑尼乌斯定律温度与化学反应速率的关系①指数曲线②爆炸反应③酶反应④某些CnHm燃烧反应⑤合成NO2反应式中R——气体常数J/mol•K；T——绝对温度K；K0——频率因子，量纲与K相同；n——反应级数；E——活化能J/mol。——阿仑尼乌斯定律2.活化能⑴活化分子和活化能具有一定能量水平，能发生化学反应的分子称为活化分子。设C=1mol/Lt=200C则每毫升（ml）每秒钟分子间发生的碰撞次数1028次,若每次碰撞均发

4、生反应,则反应在10-5秒内完成。活化分子的平均能量比普通分子的平均能量的超出值称为反应的活化能。能量反应物反应进程产物活化分子E0E+E-ΔVE0——反应物平均能量J/molE+——正向反应的活化能（活化分子与反应物的能差）E-——逆向反应的活化能（活化分子与燃烧产物的能差）E+－E-＝ΔV=Q(反应热效应)设反应物的活化能为E当E+>E反应正向进行当E->E反应逆向进行T↑，K↑，W↑E↑，K↓，W↓斜率：⑵活化能的测定作图法KK0②代入法：测两组数据K1—T1K2—T2两式相减3.反应速率的碰撞理论P——系数，经实验测定，P=0～1——反应A+B→DCA、CB—

5、—A、B两种反应物的浓度mol/L；Z——单位体积，单位时间内分子碰撞次数，叫碰撞频率，次/mol•S；dA、dB——A、B两种物质分子直径；mA、mB————A、B两种物质分子质量；nA、nB————A、B两种物质分子单位体积数。第四节压力对化学反应速率的影响设T=常数A+B+……→产物气体状态方程PV=nRTC——浓度PA=CARTPA——A物质的分压PA=XAPXA——A物质的摩尔数之比二级反应（n=2）n级反应对一级反应（n=1）P——总压力第五节链锁反应中间环节的反应机理CO燃烧，当t=7000C加入H2O,使实验——光量子——光频率h——普朗特常数6.63

6、×10-34J/S反应加速Cl*H*——称为活化分子、活化中心、链载体、自由基M——第三体①链的激发气体分子自由基（原子）H*+H*H2a.引起一般稳定分子所不能引起的化学反应；b.与分子作用后，会产生一个或多个自由基。作用：②链的传递：自由基与分子作用后，产生一个或多个自由基的过程称链传递。分两种情况：a.直链反应b.链锁反应③链的中断：自由基结合为正常分子的过程称链的中断或链的销毁，有气相销毁和器壁销毁。a.自由基b.自由基特点:n=1+0.5=1.5级2.不分支链锁反应（直链反应）3.分支链锁反应——爆炸⑴热爆炸：由于反应物温度不断升高，反应速度迅速加快所引起的

7、爆炸叫热爆炸。⑵化学链锁爆炸：自由基浓度迅速增大，反应速度迅速增大。H2爆炸过程：总反应反应步骤：链激发：链传递：链中断：t<4000C反应平稳，不爆炸，与P无关t>6000C发生爆炸，与P无关H*，OH*，HO*2—————器壁销毁当氢与氧以二比一混合后，其发生爆炸的温度和压力范围为：4000C94%不反应贫限富限A+B+C…G+H+…a+b+c…≠正常数第六节化学平衡何时平衡正向反应：逆向反应：反应平衡：令KC——化学平衡常数压力平衡常数Pi=CiR