吸附作用與多相催化(參考版)
2025-05-16 20:39本頁(yè)面
【正文】 化工資源有效利用國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 37 RTEek /A ??RTA e/H0 ??? ??qEEE app ?????? 第三章：吸附作用與多相催化（習(xí)題） 物理吸附與化學(xué)吸附的主要區(qū)別 ？ 推導(dǎo)出 Langmuir吸附等溫式： 推導(dǎo)出按 LangmuirHinshelwood機(jī)理進(jìn)行的反應(yīng)速率方程： 推導(dǎo)出 表觀活化能 Eapp方程 : 化工資源有效利用國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 38 pp????? 12)1(PPCCBBAABABAPPPkr?????????qEEE app ?????? 。 如反應(yīng)： A ? B的機(jī)理包括如下兩步： A + * ? A * A * ? B + * 這里只有 A一種物質(zhì)吸附 ， 根據(jù)穩(wěn)態(tài)條件則有： 1k1?k0θ......θθ ???? dtddtddtd iBA2?k2k0θ ?dtd A第四節(jié) 催化反應(yīng)動(dòng)力學(xué) 因?yàn)?A * 的形成速率與 A * 的消失速率相等 ， 可列出方程： 又因?yàn)?θ0 ＋ θA＝ 1, 所以： 因各步的凈速率相等 ， 即 r1 = r2 = r， 總速率可用任意一步表示若用第一步 ， 則速率方程為： AABA kkPkPk ???? 210201 ?? ?－＋212121kkPkPkPkPkBABAA ?????－－－?2121210 kkPkPkkkBA ????? ??－－?21212121101kkPkPkPkkPkkkPkrBABAAA ??????? ???－－??第四節(jié) 催化反應(yīng)動(dòng)力學(xué) 表觀活化能 ： 在某些情況下 ， 速率方程中的 “ 速率常數(shù) ” 僅僅是表觀速率常數(shù) ， 由它出發(fā)借助 Arrhenius定律獲得的 “ 活化能 ” 稱為表觀活化能 。第四節(jié) 催化反應(yīng)動(dòng)力學(xué) 沒有控制步驟的速率方程－穩(wěn)態(tài)處理法 ： 如果各步速率相近和遠(yuǎn)離平衡的情況 ， 就沒有速控步驟了 ， 這時(shí)速率方程可用穩(wěn)態(tài)法求得 。 設(shè)一反應(yīng)： A ? B 它的機(jī)理包括： A + * ? A * (速控步驟 ） A * ? B * B * ? B + * 總反應(yīng)速率為： 化工資源有效利用國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 32 ?kAA kPkr ?? ?? ?? 0?k第四節(jié) 催化反應(yīng)動(dòng)力學(xué) 由于吸附這一步?jīng)]有處于平衡狀態(tài) ， 因而不能直接將 PA代入Langmuir等溫方程求 θA， 但 θA 與相對(duì)應(yīng)的某個(gè)壓力是處于平衡的 ， 設(shè)該平衡壓力為 PA*,利用 Langmuir等溫方程 將 θ0、 θA代入 ， 即得： 利用總反應(yīng)平衡可以把 PA*表示出來(lái) ， 總反應(yīng)平衡常數(shù) K=PB/PA*， 又 ， ? ＝ k＋ /k－ ， 代入 ， 即得速率方程： 其中： BBAAAAAPPP??????? **1BBAAAAAPPPkPkr??????? ??*1*BBAA PP ??? ??? *0 1 1BBAPkKPPkr39。 根據(jù)速控步驟的不同 ， 速率方程有以下不同的形式 。 化工資源有效利用國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 25 第四節(jié) 催化反應(yīng)動(dòng)力學(xué) 理想吸附模型的速率方程 在這種吸附層中 ， 吸附 、 脫附行為均符合 Langmuir模型的假定 ， 因此凡涉及到吸附和脫附速率時(shí) ， 都采用 Langmuir吸附 、 脫附速率方程 。 如此獲得的速率方程稱為機(jī)理速率方程 ， 利用此方程與某未知機(jī)理的反應(yīng)速率數(shù)據(jù)相比較 ， 從而為該反應(yīng)是否符合所擬定的機(jī)理提供判據(jù) 。 對(duì)于均相催化反應(yīng) ， ?是反應(yīng)體系的體積；對(duì)于固體催化劑的氣固多相催化反應(yīng) ， ?可以是催化劑的體積 V、 表面積 S或質(zhì)量 W。 第四節(jié) 催化反應(yīng)動(dòng)力學(xué) （ 2） 反應(yīng)速率定義 反應(yīng)速率表示反應(yīng)的快慢 ， 通常定義為參與反應(yīng)的某種反應(yīng)物或產(chǎn)物 i的量隨反應(yīng)時(shí)間的變化率 。 如果擴(kuò)散對(duì)過程的總反應(yīng)速率不產(chǎn)生影響 ， 即反應(yīng)速率由吸附 、脫附和表面反應(yīng)決定 ， 這時(shí)的動(dòng)力學(xué)方程帶有吸附或脫附動(dòng)力學(xué)的特征 ，為本征催化動(dòng)力學(xué)方程 ， 或稱為理想動(dòng)力學(xué)方程 。 ?? da kpk ?? )1(pp????? 1? 第三節(jié) 吸附平衡 對(duì)于解離吸附： 對(duì)于混合吸附： 化工資源有效利用國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 20 ?
教學(xué)課件相關(guān)推薦
鄂ICP備17016276號(hào)-1