均相反应动力学基础

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1、第二章均相反应动力学基础第一节基本概念与术语(BasicConceptsandTerminology)第二节单一反应速率式的解析(SingleReactionRateEquationAnalysis)第三节复合反应(CompositeReaction)ChapterⅡ均相反应动力学基础ChapterⅡKineticBasisofHomogeneousReaction第二章均相反应动力学基础ChapterⅡ均相反应动力学基础★重点掌握：◆化学反应速率的定义和各种表示方法。◆反应速率方程和影响反应速率的

2、主要因素。◆复合反应的基本形式和反应进程的描述方法。◆反应速率方程的积分形式，包括恒容和变容过程。◆多相催化作用原理、理想吸附等温式和反应动力学方程的推导。◆动力学参数的确定和建立速率方程的一般步骤。第二章均相反应动力学基础ChapterⅡ均相反应动力学基础※深入理解：◆反应进度的意义。◆反应网络的概念和应用背景。◆真实吸附和吸附等温式的联系与区别。◆动力学参数的确定和建立速率方程的一般步骤。◆动力学参数的确定和建立速率方程的一般步骤。◆广泛了解：◆多相催化作用和原理。◆固体催化剂的组成与作用。第一

3、节基本概念与术语§2-1基本概念与术语掌握化学计量方程的书写、意义，单一反应和复合反应的概念；掌握化学反应速率的定义、表示方法，转化率的定义及表示方法，膨胀因子的定义、物理意义以及非等分子反应的转化率的表达式；教学目标教学目标掌握速率方程中速率常的量纲的确定方法、物理意义以及阿伦尼乌斯公式，反应级数及其确定方法；掌握幂函数型速率方程的表达式，会根据机理式运用“拟平衡态”和“拟定常态”假设推导双曲函数型速率方程。§2-1基本概念与术语教学重点§2-1基本概念与术语※根据机理式运用“拟平衡态”和“拟定常

4、态”假设推导双曲函数型速率方程；※转化率的定义及表示方法，膨胀因子的定义、物理意义以及非等分子反应的转化率的表达式。※根据机理式运用“拟平衡态”和“拟定常态”假设推导双曲函数型速率方程。§2-1基本概念与术语如果参与反应的各物质均处同一个相内进行化学反应则称为均相反应。这类反应包括的范围很广，如烃类的高温气相裂解反应、一般的酯化、皂化反应等均属于均相反应。均相反应动力学是研究各种因素如温度、催化剂、反应物组成和压力等对反应速率、反应产物分布的影响，并确定表达这些影响因素与反应速率之间定量关系的速率方

5、程。因此，均相反应动力学是研究均相反应过程的基础，它为工业反应装置的选型,设计计算和反应的操作分析等提供理论依据和有关的动力学基础数据。一、化学计量方程§2-1基本概念与术语它是表示各反应物与生成物在反应过程中量的变化关系的方程。如氨合成反应的计量方程如下：它表明，每反应掉一个摩尔的N2同时就反应掉三个摩尔的H2，并生成两个摩尔的NH3。式（2-1-1）中各组分前的数值即为各相应组分的计量系数。式（2-1-1）可写成如下的一般化形式：或一个由S个参与的反应体系，其计量方程可写成:式(2-1-4)中：

6、ai表示i的计量系数。通常把反应物的计量系数定为负数，反应产物的计量系数定为正值。§2-1基本概念与术语一、化学计量方程１）化学计量方程仅表示由于反应而引起的各个参与反应的物质之间量的变化关系，而本身与反应的实际历程无关；２）规定计量方程的计量系数之间不应含有除1以外的任何公因子;３）单一反应：只用一个计量方程即可唯一地给出各反应之间量的变化关系的反应体系：4)复合反应：必须用两个(或更多)计量方程方能确定各反应在反应时量的变化关系。§2-1基本概念与术语一、化学计量方程§2-1基本概念与术语二、化

7、学反应速率的定义间歇系统:反应速率定义的数学形式是与反应的操作形式密切相关。在间歇生产系统中，反应物一次加入反应器，经历一定的反应时间达到所要求的转化率后，产物一次卸出，生产是分批进行的，在反应期间，反应器中没有物料进出。如果间歇反应器中物料由于搅拌而处于均匀状态，则反应物系的组成、温度、压力等参数在每一瞬间都是一致的，但随反应的进行而变，故独立变量为时间。§2-1基本概念与术语在间歇系统中，反应速率的定义分为以下几种情况：１．均相反应对于均相反应常用单位时间、单位反应容积内着眼(或称关键)K的物质

8、量的变化来定义K的反应速率。因此，由计量方程二、化学反应速率的定义反应(2-1-10)中各的反应速率可写成：１）体积Ｖ不恒定时在反应物的速率前应冠以负号，避免反应速率出现负值。显然，各反应的反应速率之间应具有如下关系：§2-1基本概念与术语二、化学反应速率的定义２）反应物系体积Ｖ恒定时间歇反应主要用于液相反应，反应混合物体积的变化可以略去，即作恒容处理。同样，对于等分子的气相反应也是一恒容过程。因此，经典的化学动力学常以单位时间内反应物或产物的浓度变化来表示反应速率，