【文章內(nèi)容簡介】 ? ???? ????? ???GBAFEBECADCBAqqAAAAkkkk21q432332231321反應反應反應反應個反應：若發(fā)生了?????????????????qiiBqBBBBBqiiAqAAAAArrrrrrrrrrrrBA13211321??凈反應速率：、2022/5/26 浙江工業(yè)大學化材學院 劉華彥 47 速率方程 反應的物質(zhì)反應數(shù)下標說明：組分的反應速率：??? ??jirrjqiijj。15533424323222121121211121AvAvAvqAvAvAviAvAvAvAvAvAvAvqqjqjpipkikjijjj?????????????化學計量方程式反應個數(shù)必須確定 每個反應 中一種物質(zhì)的速率方程 2022/5/26 浙江工業(yè)大學化材學院 劉華彥 48 化學計量 相對反應速率 ? 反應： a A + b B → c C + d D – A、 B 的消失速率和 C、 D的生成速率滿足： – 對反應 i drcrbrar DCBA ?????iDiiCiiBiiAidrcrbrar ?????2022/5/26 浙江工業(yè)大學化材學院 劉華彥 49 化學計量 相對反應速率 ? 反應 i中， Ak的生成速率 ~Aj的生成速率關(guān)系 – 反應物的化學計量系數(shù)為負，生成物的為正 ikikijijvrvr?2022/5/26 浙江工業(yè)大學化材學院 劉華彥 50 化學計量 相對反應速率 2222 3)(13CAAAE CCkrrE ???的生成速率：)(322 2 基元反應：對反應 ECA Ak? ???2222 2)(12CAAAC CCkrrC ?????的生成速率：222 CAAA CCkrA ??的生成速率：2022/5/26 浙江工業(yè)大學化材學院 劉華彥 51 表 63 分析復合反應的步驟 ? 給各個反應編號 ? 寫出各種物質(zhì)的物料平衡式 ? 確定每個反應中每種物質(zhì)的速率方程 ? 確定各種物質(zhì)的凈生成速率 – 恒體積反應體系：以 Cj表示 – 變體積反應體系：以 Nj(間歇 )或 Fj(連續(xù) )表示 ? 聯(lián)立求解微分方程 (PFR， PBR，間歇 )或代數(shù)方程 (CSTR) 2022/5/26 浙江工業(yè)大學化材學院 劉華彥 52 例 64 復合反應中的 化學計量關(guān)系和反應速率方程 ? 寫出各反應中各種物質(zhì)的速率方程 ? 寫出 NO、 O2和 N2的凈反應速率 233222222221122322222232232265641ONOONONNNONHNONOCCkrNOONCkrONNOCCkrOHNNONH????????????：反應：反應：反應2022/5/26 浙江工業(yè)大學化材學院 劉華彥 53 ? 解：反應 3 的速率方程分別以 NO、 O2和N2的形式給出。改寫方程式： 233222222221122322222232132265321ONOONONNNONHNONOCCkrNOONCkrONNOCCkrOHNNONH????????????反應反應反應關(guān)聯(lián)各組分生成速率利用化學計量學：?????? iDiiCiiBiiAidrcrbrar2022/5/26 浙江工業(yè)大學化材學院 劉華彥 54 111 33 32)(32NONHNONONH CCkrr ????111 32 65)(65NONHNONON CCkrr ???32 NONHNONOOH CCkrr ???165321223 1111 OHNNHNOrrrr?????11223 36532:1NONHNONO CCkrOHNNONH ?????反應2022/5/26 浙江工業(yè)大學化材學院 劉華彥 55 22222222222222222222222:2NONNONONNNONONNCkrrCkrrCkrONNO????????反應233323332332222222222222222221)(2121:3ONOONOONOONONOOCCkrrCCkrrCCkrNOON???????????反應2022/5/26 浙江工業(yè)大學化材學院 劉華彥 56 02131???? ??NONOii N ONO rrrrNO 凈生成速率：23 2 NONNONHNONO CkCCkr ???22222 321312 NNNiiNN rrrrrN ???? ??凈生成速率：23221 222232 2165ONONONNONHNON CCkCkCCkr ???22222 32322 ONOOO rrrrrO ????凈生成速率：232222222 ONONONO CCkCkr ??2022/5/26 浙江工業(yè)大學化材學院 劉華彥 57 化學計量關(guān)系 濃度 ? 將濃度以摩爾流量的形式給出 0vFC jj ?? 液相：00010000,),(RTpCFFPTFFCTTppFFCCTnjjTTjTTjTj?????????其中：恒理想氣體：2022/5/26 浙江工業(yè)大學化材學院 劉華彥 58 化學計量關(guān)系 濃度 ? 用摩爾流量 (Fj) 表示消耗速率 – fn 是以濃度表示的凈生成速率 ),( 0202211TjTTTTTn FFCFFCFFCfr ??),( 01022TjTTTn FFCFFCfr ??2022/5/26 浙江工業(yè)大學化材學院 劉華彥 59 聯(lián)立求解 ? 將以摩爾流量形式表示的速率方程和物料平衡式結(jié)合，得到一階常微分方程組 (PFR等 )，求解后可以得到以反應器體積 (或長度 )表示的摩爾流量的函數(shù) ? 在液相反應中，由于反應體積沒有變化，沒有必要每一步都聯(lián)立求解總摩爾流量 2022/5/26 浙江工業(yè)大學化材學院 劉華彥 60 聯(lián)立求解 ? 對于等溫等壓氣相反應，聯(lián)立從 1到 j物質(zhì)的物料平衡式、速率方程和化學計量關(guān)系式 ),(),(010101011111TjTTTnqiijjjTjTTTnmiiFFCFFCfrrdVdFFFCFFCfrrdVdFj?????????????2022/5/26 浙江工業(yè)大學化材學院 劉華彥 61 聯(lián)立求解 ? 恒壓間歇反應體系，用 Nj代替 Fj ? 恒容間歇反應體系，用濃度代替 ? 所得到的 j個微分方程，可通過數(shù)值分析或ODE軟件求解 0/ VNC jj ?2022/5/26 浙江工業(yè)大學化材學院 劉華彥 62 例 65 聯(lián)立物料平衡式、化學計量關(guān)系式和反應速率方程 ? 考慮例題 64 中的反應， 以 摩爾流量 的形式寫出 PFR 反應器 中各物質(zhì)的物料平衡式 233222222223112232222222132265321ONOONONNNONHNONOCCkrNOONCkrONNOCCkrOHNNONH????????????反應反應反應2022/5/26 浙江工業(yè)大學化材學院 劉華彥 63 ? 解：對于氣相反應，物質(zhì) j的濃度為 ? 無壓降等溫操作 ? 所有氣體的總摩爾流量為 TTppFFCCTjTj000 ???TjTj FFCC0?22223 NOOOHNNHNOT FFFFFFF ??????2022/5/26 浙江工業(yè)大學化材學院 劉華彥 64 ? 以總摩爾流量形式寫出各組分物料平衡式 – (1