第二章第二节-化学反应工程-教学课件.ppt

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1、二、单一反应速率式的解析二、单一反应速率式的解析 化学反应化学反应可逆反应可逆反应反应同时朝两个方向进行反应同时朝两个方向进行 不可逆反应不可逆反应 反应只沿一个方向进行反应只沿一个方向进行 1 1、不可逆反应、不可逆反应 1 1）不可逆反应的速率方程表达式）不可逆反应的速率方程表达式 为不可逆单一反应，速率方程为为不可逆单一反应，速率方程为：2/19/2023若在间歇反应器内进行恒容反应若在间歇反应器内进行恒容反应 2)2)数据测取及整理数据测取及整理）微分法）微分法2/19/2023斜率斜率=k2/19/2023iiii）积分法）积分法分离变量积分，得：分离变量积分，得：2/19/2023

2、解解：（1 1）当 时有时有:2/19/20232/19/2023(2)2/19/20233 3）变容反应）变容反应 设设A为为A A组分转化时物料体积改变的分率，当转化率为组分转化时物料体积改变的分率，当转化率为xA时时对于理想气体，等温、等压时，有：对于理想气体，等温、等压时，有：2/19/2023如零级反应：如零级反应：2/19/20234 4）以总压表示的反应速率）以总压表示的反应速率 间歇反应器内进行的间歇反应器内进行的气相气相均相恒容均相恒容变变mol反应反应2/19/2023对于理想气体对于理想气体,等等V V、等、等T T时时PV=nRTn=PV/RT 2/19/2023当当=

3、1=1时时当当11时时2/19/2023代入速率方程，整理代入速率方程，整理积分得积分得令令2/19/2023平衡常数平衡常数2/19/2023注意注意：只有当只有当反应级数与计量系数相同反应级数与计量系数相同时才成立时才成立 根据计量关系和物料衡算关系可知根据计量关系和物料衡算关系可知:代入代入式式,整理后可得整理后可得:2/19/20233 3、均相催化反应、均相催化反应若忽略非催化反应部分的速率，可表示为：若忽略非催化反应部分的速率，可表示为：对于间歇反应器内进行的恒容反应，其速率方程为：对于间歇反应器内进行的恒容反应，其速率方程为：积分2/19/20234 4、自催化反应、自催化反应 设反应对各反应组分均为一级反应，则速率方程为：设反应对各反应组分均为一级反应，则速率方程为：由计量关系可得由计量关系可得:2/19/2023代入微分式代入微分式将将xA对对t作图作图2/19/2023转化率2/19/2023得:2/19/2023