化學(xué)反應(yīng)過(guò)程及設(shè)備-閱讀頁(yè)
2024-08-24 03:30本頁(yè)面
【正文】 )(1)( 111 xax aaxaxa ?????變換把 化做 )( xaxdx?差的積分等于積分的差 8/20/2022 那么不按計(jì)量比投料的積分運(yùn)算則為 ????? AACCAABBAAAABCCCaaCdCtaak0 )(00A0BBA0AA0A0BBA0A0BBACCaaC)CCCaa(lnCCaa1?????顯然不按計(jì)量比投料積分結(jié)果大不相同，要復(fù)雜的多 8/20/2022 求取動(dòng)力學(xué)參數(shù) 微分法 積分法 假設(shè)反應(yīng)級(jí)數(shù) n 分離變 量積分 ktCdCA0ACC nAA? ??代入數(shù)值 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù) 分別做圖 驗(yàn)證 n 得到直線 → n假設(shè)正確 否則重新假設(shè) n 依據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù) 據(jù)做 CAt圖 對(duì)應(yīng)點(diǎn)的斜率： rA 對(duì) rA＝ kCA兩邊取對(duì)數(shù) ln(rA)=nlnCA+lnk 斜率＝ n 截距 k 做圖 由直線斜率 → k 假設(shè)正確得到 n 8/20/2022 （ 1）可逆反應(yīng) (恒容 ) SAAA CkCkdtdCr ?????? )(（假設(shè) CS0＝ 0） 式中 kCAA的消耗速率 k′ CSA的生成速率 速率方程 對(duì)于一級(jí)可逆反應(yīng) 8/20/2022 （ 1）可逆反應(yīng) (恒容 ) 將 CS用 CA表示 可逆反應(yīng) A與 S是 1： 1的關(guān)系 開(kāi)始 S為 0，反應(yīng)到某一時(shí)刻 A的濃度為 CA S的濃度為 CS A消耗的量 CA0－ CA S的生成量＝ A的消耗量 CS＝ CA0－ CA A除反應(yīng)消耗可逆反應(yīng)中還會(huì)增加 把 CS＝ CA0－ CA代入速率方程 8/20/2022 （ 2）可逆反應(yīng) )()( 0 AAAAA CCkCkdtdCr ???????0AA CkC)kk( ?????dtCkC)kk(dC t00AAACCA0A?? ??????分離變量積分 8/20/2022 （ 2）可逆反應(yīng) ????????????????????t00AAACCt00AAACCdtCkC)kk()kk(dCkk1dtCkC)kk(dCA0AA0At)kk(CkkkCkkkCln0A0AA?????????－)(k/kK ,t)kk(]K1C C)K1/1l n [0AA 平衡常數(shù)???????（8/20/2022 t)kk(CCCClnt)kk(]K1CC)K1/1ln [eA0AeAA0AA???????????（當(dāng)反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí) A的濃度不再下降，這時(shí)的濃度就叫 平衡濃度 CAe 式中 CA0、 CA、 CAe都是可測(cè)的已知數(shù) ee0eSe AAAA CCCCCK ??用平衡常數(shù) 來(lái)表示 8/20/2022 （ 1）可逆反應(yīng) (恒容 ) 當(dāng)反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)，設(shè)平衡濃度為 CAe和 CSe, tkkCCCCAAAA )(lne0e ??? －ee0eSe AAAA CCCCCK ??eA0AeAACCCClnt 8/20/2022 （ 1）可逆反應(yīng) (恒容 ) e0elnAAAACCCC由 CAt 的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，則可根據(jù)上式計(jì)算速率常數(shù) k和 k′并由此求出平衡常數(shù) K e0elnAAAACCCC前提是一級(jí)反應(yīng)，否則 對(duì) t作圖不是一條直線，就必須重新假設(shè)反應(yīng)級(jí)數(shù)再進(jìn)行積分。直線的斜率為 )kk( ??－平衡常數(shù)可以通過(guò)實(shí)驗(yàn)得到。 由兩個(gè)以上的計(jì)量方程，才能把反應(yīng)計(jì)量關(guān)系描述清楚。 8/20/2022 (2) 復(fù)合反應(yīng) 化學(xué)反應(yīng) 連串反應(yīng) 復(fù)合反應(yīng) 平行反應(yīng) 平行連串反應(yīng) 單一反應(yīng) 8/20/2022 PA0AP0PAA0P0PP CCCCnnnn ?? ?? ????? 恒容總收率 瞬時(shí)收率 0SSP0PS0SP0PO CCCCnnnnS ? ????? 恒容總選擇性 SPSPSPP rrdtCddt/Cddt/nddt/ndS ???瞬時(shí)選擇性 APAPAPP rrCdCdndnd ????得率 0AP0APP CCnnx ? ??? 恒容8/20/2022 總收率 Φ＝反應(yīng)前后目的產(chǎn)物 P的物質(zhì)的量之差 /反應(yīng)物反應(yīng)前后物質(zhì)的量之差 對(duì)于恒容反應(yīng) 總收率 Φ＝反應(yīng)前后目的產(chǎn)物 P的濃度之差 /反應(yīng)物 A反應(yīng)前后濃度之差 瞬時(shí)收率 φ＝某一瞬間目的產(chǎn)物 P的變化量（摩爾數(shù)或濃度） /反應(yīng)物 A的消耗量（摩爾數(shù)或濃度） 得率 xP＝轉(zhuǎn)化為產(chǎn)物 P 的物質(zhì)的量 /反應(yīng)開(kāi)始時(shí)反應(yīng)物 A 的物質(zhì)的量 8/20/2022 總收率 Φ＝反應(yīng)前后目的產(chǎn)物 P的物質(zhì)的量之差 /反應(yīng)物反應(yīng)前后物質(zhì)的量之差 對(duì)于恒容反應(yīng) 總收率 Φ＝反應(yīng)前后目的產(chǎn)物 P的濃度之差 /反應(yīng)物 A反應(yīng)前后濃度之差 瞬時(shí)收率 φ＝某一瞬間目的產(chǎn)物 P的變化量（摩爾數(shù)或濃度） /反應(yīng)物 A的消耗量（摩爾數(shù)或濃度） 得率 xP＝轉(zhuǎn)化為產(chǎn)物 P 的物質(zhì)的量 /反應(yīng)開(kāi)始時(shí)反應(yīng)物 A 的物質(zhì)的量 8/20/2022 注意區(qū)分 工業(yè)生產(chǎn) 中所指與反應(yīng)工程中的概念不一致 A0P0PP nnn ???收率（工業(yè)） ＝ 反應(yīng)前后目的產(chǎn)物的摩爾數(shù)的變化量 /反應(yīng)物初始摩爾數(shù) P?收率（工業(yè)中） 與反應(yīng)工程中的得率相同。 反應(yīng)工程中所定義的總收率、瞬時(shí)收率、總選擇性和瞬時(shí)選擇性僅適用于反應(yīng)工程。 總選擇性（工業(yè)中） 與反應(yīng)工程中的總收率相同。 平行反應(yīng)動(dòng)力學(xué)方程的建立 以一個(gè)反應(yīng)物 A 在兩個(gè)競(jìng)爭(zhēng)方向的分解反應(yīng)為例，討論平行反應(yīng)的動(dòng)力學(xué)方程式是如何建立的。 速率方程不同，產(chǎn)物分布隨時(shí)間的變化趨勢(shì)也會(huì)有區(qū)別。 8/20/2022 平行反應(yīng)產(chǎn)物分布 產(chǎn)物（無(wú)論是目的產(chǎn)物或非目的產(chǎn)物）單調(diào)遞增沒(méi)有極值出現(xiàn) 產(chǎn)物（目的產(chǎn)物或非目的產(chǎn)物出現(xiàn)極值） 對(duì)于平行反應(yīng)產(chǎn)物分布是 ，產(chǎn)物（無(wú)論是目的產(chǎn)物或非目的產(chǎn)物）單調(diào)遞增不會(huì)有最大值或最小值出現(xiàn)； ，產(chǎn)物 1單調(diào)遞增，增加到一定程度，趨于不變。 8/20/2022 (2) 復(fù)合反應(yīng) 對(duì)于一級(jí)不可逆的平行反應(yīng) S P A 平行反應(yīng) k1 k2 A1PP CkdtdCr ??A2SS CkdtdCr ?生成 P和 S的反應(yīng)都是一級(jí)，其速率方程分別表示為 8/20/2022 (2) 復(fù)合反應(yīng) 復(fù)合反應(yīng) A的消耗速率＝ A生成 P和 S的速率之和 ? ? A21A2A1AA CkkCkCkdtdCr ???????? ??? ??? t021CC AA dtkkCdCAA0tkkAA21AA 21eCC,tkkCCln )()( ?????008/20/2022 本章小結(jié)： ① 化學(xué)反應(yīng)過(guò)程不設(shè)備研究的內(nèi)容 ② 理解化學(xué)反應(yīng)和化學(xué)反應(yīng)器的分類 ③ 掌握化學(xué)反應(yīng)器的操作方式 ④ 理解均相反應(yīng)的特點(diǎn)、基本概念； ⑤ 掌握反應(yīng)速率的定義及勱力學(xué)方程； ⑥ 掌握恒容過(guò)程的勱力學(xué)方程的計(jì)算； ⑦ 理解可逆反應(yīng)的規(guī)律。 6. 完成形考作業(yè) 1
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