燃烧理论第2章补充3

《燃烧理论第2章补充3》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、第2章燃烧中的化学热力学及燃烧化学问题2.1引言22.2化学能与热能的转换22.2.1燃烧反应过程能量转换的数量关系21.化合物的标准生成焓32.反应焓33.燃烧焓与燃烧热54.反应焓（及燃烧焓）与反应能（及燃烧能）的比较62.2.2化学平衡--化学反应过程的讨论7l.化学平衡与平衡常数72.化学平衡与自由能83.自由能与压力变化和温度变化的关系94.平衡常数KP与标准反应自由能105.温度和压力对化学平衡常数的影响146.反应度λ152.3燃烧产物的计算162.4绝热燃烧火焰温度计算182.4.1不考虑化学平衡时绝

2、热燃烧火焰温度的计算202.4.2考虑化学平衡时的绝热燃烧火焰温度的计算212.4.3考虑高温离解时燃烧产物及火焰温度的计算232.5燃烧的反应速度252.5.1燃烧反应速度表示方法262.5.2反应级数与反应分子数272.5.3Arrhenius定律282.5.4影响燃烧反应速度的因素28第2章燃烧中的化学热力学及燃烧化学问题2.1引言对于燃烧反应过程，需要回答以下几个问题：1）在已知初始反应态（反应物的组成、温度和压力等）时，其最终状态是怎样的？2）各种热力学参数是如何变化的？3）燃烧后的最高温度是多少？燃烧反应

3、中的热量如何计算？4）在给定的条件下，所研究的化学反应能否发生？反应速度如何？这些理论和实际问题的回答，都需要用化学热力学及动力学基础理论来解决。因此，简要地回顾一下这方面的知识是十分必要的。2.2化学能与热能的转换热力学研究中，通常把所研究的一部分物质或空间与其余的物质或空间分开，所研究的这部分物质或空间叫做体系，其余的叫做环境，体系的界面可以是任意的数学表面。根据体系与环境之间的能量和质量交换关系，热力学体系可分为：孤立体系、封闭体系、敞开体系、绝热体系。热力学第一定律告诉我们，孤立系统中的能量是恒定的。燃料与氧

4、化剂燃烧后变成燃烧产物。将化学能以热能的形式释放是遵循热力学第一定律的一种转换方式。燃料燃烧所释放的能量以焓(等压燃烧过程)或内能(等容燃烧过程)变化的形式来表达，要了解燃烧过程的能量转换的数量关系，就必须了解化学变化过程系统内各种化合物(即反应物及产物)的成份变化及由此而引起的焓的变化。2.2.1燃烧反应过程能量转换的数量关系大多数的燃烧都是在定压（或定容）条件下进行的。要了解燃烧过程的能量转换(即燃料的化学能经燃烧反应释放出热能)就需要了解化合物的生成焓、反应焓及燃烧焓(或反应能、燃烧能)的意义。2.2.1.1化

5、合物的标准生成焓在化学热力学中讨论焓或内能的变化都是用相对值来计算的，故取25℃及0.101325MPa(等于1atm)的状态作为标准状态，并规定在标准状态下各种稳态单质的焓的数值为零。于是，通过一些典型的化学反应过程，就可按过程中能量转换的关系确定各种物质在标准状态下的焓的数值，称为标准生成焓。化合物的标准生成焓则是由构成该化合物的元素的最稳态单质在标准状态下，经化合反应生成lmol该化合物时焓的增量，用来表示，例如:表2-1列出了一些常用化合物的标准生成焓。2.2.1.2反应焓当反应是在特定的温度、压力下进行时，

6、反应物(R)与产物(P)具有相同的温度、压力，产物与反应物间的焓值之差为该反应的反应焓。各反应物及产物的焓值以其生成焓表示。假设化学反应的通用表达式为(2.1) 则该反应的反应焓为式中表示温度为T时，1个大气压下的反应焓。ni为第i种生成物的摩尔数，i=1,2，…p；nj为第j种反应物的摩尔数j=l，2，…,r。例如反应其标准状态下的反应焓为计算出的反应焓为负，表明该反应为放热反应。如果反应物为稳态单质，则反应焓就是产物的生成焓。表2-1一些物质的标准生成焓（p=0.1MPa，T=25℃）名称符号状态生成焓/kJ·m

7、ol-1一氧化碳CO气-110.54二氧化碳CO2气-393.305甲烷CH4气-74.89乙炔C2H2气226.90乙烯C2H4气52.55苯C6H6气82.93苯C6H6液49.04正辛烷C8H18液-249.95正辛烷C8H18气-208.45氧化钙CaO晶-635.13碳酸钙CaCO3晶-211.27氧O2气0氮N2气0碳（石墨）C晶0碳（金刚石）C晶1.88水H2O气-241.83水H2O液-285.85乙烷C2H6气-84.68丙烷C3H6气-103.85正丁烷C4H10气-124.72异丁烷C4H10气

8、-131.58正戊烷C5H12气-146.44正己烷C6H14气-167.92正庚烷C7H16气-187.81丙烯C3H6气20.29甲醛CH2O气-115.90乙醛C2H4O气-166.36甲醇CH3OH液-238.57乙醇C2H6O液-277.65甲酸CH2O2液-409.19乙酸C2H4O2液-487.02革酸（乙酸）C2H4O2固-82