化学反应过程与设备全套教学教案3.ppt

《化学反应过程与设备全套教学教案3.ppt》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、均相反应动力学单一反应动力学方程恒温恒容二级不可逆反应它有二种情况：一种是对某一反应物为二级且无其它反应物，或者是其它反应物大量存在，因而在反应过程中可视为常值；另一种是对某一反应物为一级，对另一反应物也是一级，而且二反应物初始浓度相等且为等分子反应时，亦就演变成第一种情况。此时其动力学方程式为：经变量分离并考虑初始条件，，，恒温时κ为常数，则积分结果为：或若用转化率表示：其它级数的恒温恒容不可逆反应只要知道其反应动力学方程，代入式，积分即可求得结果。从速率方程积分表可得到一些定性的结论：速率方程积分表达式中，左边是反应速率常数k与反应时间τ的乘积，表示当反应初始条

2、件和反应结果不变时，反应速率常数k以任何倍数增加，将导致反应时间以同样倍数下降。一级反应所需时间τ仅与转化率XA有关，而与初始浓度无关。因此，可用改变初始浓度的办法来鉴别所考察的反应是否属于一级反应。以或对τ作图，若是直线，则为一级反应，其斜率为k。二级反应达到一定转化率所需反应时间τ与初始浓度有关。初始浓度提高，达到同样转化率XA所需反应时间减小。对n级反应：当n＞1时，达到同样转化率，初始浓度提高，反应时间减少；当n＜1时，初始浓度提高时要达到同样转化率，反应时间增加。对n＜1的反应，反应时间达到某个值时，反应转化率可达100%。而n≥1的反应，反应转化率达10

3、0%，所需反应时间为无限长。这表明反应级数n≥l的反应，大部分反应时间是用于反应的末期。高转化率或低残余浓度的要求会使反应所需时间大幅度地增加。例1-1解题思路根据题意是恒温恒容一级不可逆均相反应，又要求求反应一定时间后物料的残余浓度，故选择公式解题较简便。对于多组分单一反应，反应物的反应量与产物的生成量之间有化学计量关系的约束，可以根据它们的化学计量关系推导出它们反应过程中的浓度关系。运用恒温恒容一级不可逆反应的转化率积分形式解题。例1-2解题思路：根据题意为恒温恒容二级不可逆均相反应，运用相应的浓度积分形式解题。引申知识点：对二级反应，要求残余浓度很低时，尽管初

4、始浓度相差很大，但所需的反应时间却相差很少。练习1、反应时间与初始浓度无关的是____级反应。2、对反应级数大于1的反应，达到同样转化率，初始浓度提高，反应时间增加。3、对于反应级数小于1的反应，初始浓度提高时要达到同样转化率，反应时间减少。4、反应级数n≥l的反应，大部分反应时间是用于反应的末期。高转化率或低残余浓度的要求会使反应所需时间大幅度地增加。有一反应，在间歇反应器中进行，经过8min后，反应物转化掉80%，经过18min后转化掉90%，求表达此反应的动力学方程式。解题思路：（1）设反应级数为n级（2）选用表中n级反应的积分结果公式解题。（3）由题意可以列

5、两个方程，将两个方程式相除，得到只有一个未知数的方程式，解此方程即得。在一均相恒温聚合反应中，单体的初始浓度为0.04mol/L和0.08mol/L，在34min内单体均消失20%。求单体消失的速率。解题思路：(1)正确判断反应级数由题意：单体的初始浓度为0.04mol/L和0.08mol/L，在34min内单体均消失20%，说明反应时间仅与转化率有关，与初始浓度无关，故此反应为一级反应。(2)选用一级反应的积分结果公式解题，求出反应速率常数。(3)完整表达动力学方程式。