第十一章 化学反应动力学(综合).pdf

第十一章 化学动力学 化学动力学研究浓度、压力、温度以及催化 剂等各种因素对反应速率的影响； 还研究反应进行时要经过哪些反应步骤，即 所谓反应的机理。 所以，化学动力学是研究化学反应速率和反应 机理的学科。 研究化学动力学的目的： 1. 增加化工产品的产量； 2. 提高产品的质量； 3. 提供如何避免危险品的爆炸、材料的腐蚀或 产品的老化变质的知识； 4. 为科研成果的工业化进行最优设计和最优控 制，为现有生产选择最适宜的操作条件。 化学动力学是化学反应工程的主要理论基础 之一。 对于化学反应的研究，动力学和热力学是相辅相成 的。 化学动力学的研究比热力学的复杂得多。 在动力学研究中： 均相反应； 非均相反应。 §11.1 化学反应的反应速率及速率方程 定义：表示一化学反应的反应速率与浓度等参数间 的关系式，称为化学反应的速率方程式，简称速率 方程，或称为动力学方程。 1. 反应速率的定义 某反应的化学计量式 0 B ∑νB B 一般只表示初始反应物与最终产物间的计量关系， 总的计量式中一般不出现反应中间物。 如果反应步骤中存在着中间产物，而且随反应的 进行，中间物的浓度逐渐增加。 依时计量学反应 若某反应不存在中间物，或虽有中间物，但其浓 度可忽略不计，则此类反应将在整个反应过程中 均符合一定的计量式， 非依时计量学反应 对于非依时计量学反应，反应进度ξ的定义式为： 1 dξ dnB ν B . 转化速率 的定义为：ξ . def dξ 1 d n ⎛ ⎞ B ξ ⎜ ⎟ dt νB dt ⎝ ⎠ 即用单位时间内发生的反应进度来定义转化率 mol s ⋅ −1 对于非依时计量学反应，转化率的数值与化学 计量式的写法有关。 另外化学反应速率定义： ξ1 d nB υ⋅ V V ν dt B 即用单位时间单位体积内化学反应的反应进度来定 义反应速率。 −3 −1 mol m ⋅s ⋅ 对于恒容反应，体积V为常数 dnB dcB V