溫度對反應速率的影響(已修改)
2025-08-27 22:51 本頁面
【正文】 溫度是影響化學反應速率的主要因素，對于不同類型的反應，其影響程度是不相同的。 溫度對單反應速率的影響及最佳溫度 1） 溫度對不同類型單反應速率的影響 2）可逆放熱反應的最佳溫度曲線 3）最佳溫度的實現(xiàn) 溫度對多重反應速率的影響 1）平行反應 2）連串反應 溫度對反應速率的影響及最佳反應溫度 溫度對單反應速率的影響及最佳溫度 ? 1）溫度對不同類型單反應速率的影響及最佳溫度 ? 不可逆吸熱反應 ? 不可逆放熱反應 ? 可逆吸熱反應 ? 可逆放熱反應 溫度 反應速率常數(shù) 平衡常數(shù) （ 1) 不可逆吸熱反應 對于單反應 0CgEk k e x pRT? （ － ） 溫度對化學反應的影響包括平衡常數(shù)和反應速率常數(shù)兩個方面，不可逆反應不受 平衡常數(shù)的限制，因此只考慮溫度對反應速率常數(shù)的影響。對不可逆吸熱反應當溫度升高時，k會增大，反應速率也相應增大。 （ 2) 不可逆放熱反應 當溫度升高時， k會增大， 反應速率也相應增大。 由于反應速率常數(shù)隨溫度的升高而升高，因此，無論是放熱反應還是吸熱反應，都應該在盡可能高的溫度下進行，以獲得較大的反應速率，但在實際生產(chǎn)中，要考慮以下問題： a）溫度過高，催化劑活性下降或失活； b）設備材質(zhì)的選取 c）熱能的供應 d）伴有副反應時，會影響反應的選擇性 例 1 硫鐵礦的焙燒反應： 4FeS2 +11O2 = 2Fe2O3+8SO2 是一個不可逆的放熱反應，實際上 FeS2高于 400℃ 就開始分解，溫度越高反應速率越快，工業(yè)上一般在 850950 ℃ 之間操作，反應器爐內(nèi)襯耐火磚，但溫度再高會使燒渣熔化，物料熔結(jié)會影響正常操作。 Fe2O3的熔點 1560 ℃ ， FeO的熔點1377 ℃ 。 例 2 煅燒石灰石制取 CO2及 CaO的反應： CaCO3 = CaO + CO2 是一個不可擬的吸熱反應，通?？咳紵固亢蜔o煙煤供給熱量，理論上常壓下 800℃ 開始分解，溫度越高反應速率越快，可以縮短煅燒時間，工業(yè)上控制在 11001200 ℃ 范圍之內(nèi)，溫度再過高，可能會出現(xiàn)熔融狀態(tài)，發(fā)生掛壁或結(jié)瘤。而且還會使石灰石變成堅硬不易消化的“過燒石灰”。 （ 3）可逆吸熱反應 ???????????????? ????)()(1)()()(1)()()(12111122112211 yfKyfyfkyfkyfkyfkyfkyfkryA ?隨溫度的升高， k1升高， 升高， 升高， 也升高 總的結(jié)果，隨溫度的升高，總的反應速率提高。因此，對于可逆吸熱反應，也應盡可能在較高溫度下進行，這樣既有利于提高平衡轉(zhuǎn)化率，又可提高反應速率。同時，也應考慮一些因素的限制。 ?yKyK????????? )( )(112yfKyfy?例如，天然氣的蒸汽轉(zhuǎn)化反應 是可逆吸熱反應，提高溫度有利于提高反應速率并提高甲烷的平衡轉(zhuǎn)化率，但考慮到設備材質(zhì)等條件限制，一般轉(zhuǎn)化爐內(nèi)溫度小于 800850℃ 。 224 HCOOHCH ???（ 4）可逆放熱反應 ???????????????? ????)()(1)()()(1)()()(12111122112211 yfKyfyfkyfkyfkyfkyfkyfkryA ?隨溫度的升高， k1升高， 降低， 降低， 也降低 總的結(jié)果，反應速率受兩種相互矛盾的因素影響。 ?yKyK????????? )( )(112yfKyfy?? 溫度較低時，由于 數(shù)
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