第二章反應(yīng)動(dòng)力學(xué)基礎(chǔ).

1、第二章反浚鈾力禽產(chǎn)砒祀學(xué)反盜工程砂憲的殳要對(duì)彖足工曲反龍器.i 要磚究?jī)?nèi)容是工業(yè)女應(yīng)創(chuàng)力禽。其申宏觀創(chuàng)力禽 是核皿O宏九反矗刼力禽的豪舷是癢征鈾力芳.即也芳勧 力禽。癢章將虛物理 的裹砒上.從反龍工程芳科的 角庚闡述一些纟用的甌注鉗力哮概念和軻力席間 駆的處理方注，其屮包括的相反矗刼力芳及多相 侑他刑反泣刼力夕。2匕摩反盜速率祀禽反盜速卑的一釵足丈.，單伎體秋單假 反注時(shí)同反疹物索申某一$應(yīng)值今的反注 受我產(chǎn)物的1砥侵O對(duì)才反盜根據(jù)反盜速卑的占百才圳誌!/曲旦今2A. B及R的反虛董家總鳥(niǎo)下：店丄血丄如_V df，VdTrR=1 叫v hrM 由寸A和B召反左物，乂量總是隨討間而臧労，故冊(cè) 間

2、-idnB/dt0, dnH/dt0o因此.按甌凌物負(fù)叢婁耒針篇負(fù)龍速率討，需加上一負(fù) 號(hào)，使反泣速卑悝卷正值。崑銘，由于反泣針童索 飆來(lái)同，按眾同庚龍但今針兔的険發(fā)速卑撤值上足親 相等的。耒同値令瑕念的反瘡速卑之同的矣系在實(shí)際盜用時(shí)，一劇I鳧按一種殳要反注組 今我空要產(chǎn)物針篇的。無(wú)論用哪一種狙今家總由祀修討量禽扣. 各反盜物轉(zhuǎn)化養(yǎng)與各反龍產(chǎn)物笙麻董乏間 的比例塞系應(yīng)符合他禽針婁*索，即： rA：rB：rR=（_ 叫）：$或亠=亠=竺=常數(shù)7VA VB VR4化修反龍速率的普遍也熟吞無(wú)徒按哪一個(gè)反盜鉉今材篇的反注速準(zhǔn), 其與相應(yīng)的他哮針董索敷之比桓簽定值-1 dmK丸累甌虛ali滋：則韋二丄壟

3、V dt山誰(shuí)水彖*的反注速卑因禺 nA=VcA則 /1 c1caV) dCA CA clV /* = = 九亠亠“ H亠/ 、亠 dt V dt對(duì)于愜冬過(guò)程，勺輕如、則令：cIcar =此即范経拉祀禽働力芳舲 用的及走速卑處丈式7遂續(xù)虎鎖的反疝速率揚(yáng)鎭地席久詭童 Fao通入反盜器通行反 盜.矗耶達(dá)創(chuàng)定纟態(tài)則 反應(yīng)器內(nèi)伍何一點(diǎn)處 的物索秦?cái)Ⅰ珉S時(shí) 間而變。這時(shí).反盜速 車家總一殿式務(wù)：dFA r =dVr多相索仇反注速率的熟示對(duì)于多相反泣.也可“用相尿血積“代替反茨體獲 Vr耒良久氏泣速卑.女應(yīng)速卑式表示務(wù)：,_ dFA小 皋金優(yōu)屮痕用（0體偏訂莎4行的反盜時(shí)，相環(huán) 面花4偉化刑的內(nèi)表面O當(dāng)務(wù)

4、鏈?zhǔn)呛塾萌獗セ?L行的反應(yīng)時(shí)穩(wěn)私晁 寸因體的質(zhì)變W來(lái)定丈氏盜速卑.此樹(shù)鑄表斥式簽:Far JW11空速鳥(niǎo)接觸時(shí)同空速；單儘反宗體抵所灶理的淀金物的體穩(wěn)詭侵。(36 時(shí)間的倒厳(1 / h)oVsp =針M空速材的倬積詭童一淑使用皋態(tài)伴積，特殊俛明討可 使用傑作狀態(tài)詭爻。也葦使用唐金銓受的，隸色唐比空速。足衡龍反發(fā)賽笙產(chǎn)猿庚的童要操作秦就。錮矗氫合底反 左，壓力610Mpa時(shí)，空i 610000(1/h)z而曙;4力總 30MpaW,空逵則為 2800030000(1/h)。樓觸時(shí)間_V_ 孩徹討同疹標(biāo)帝接簸奇環(huán) 務(wù)攥作放態(tài)下的接燄襯間。侯觸時(shí)間是一金彥擬討同，眾如示裏正的甌泵討間。 更丈空

5、遠(yuǎn)的倒敎。因茨卷耐間單值。當(dāng)俅和詭畫E棟態(tài)0L侵討，賽襯桃作狀態(tài)下的饑譽(yù)，I 血賽常宴，詭鈿體寶的反龍速.車可通過(guò)接觸材間哀貳：r _ JNa _ 耳。(1-忑)_ “兒。d兀AdVK d(V) V.dT 匕 dz多和殺疣反應(yīng)速卑的換算的相反臨索痣一般都是見(jiàn)于反盜體獲來(lái)衣示其反 痊速阜O鄉(xiāng)相反盜蓋饑特別是采用囿體偉祀刑述行反朮 的系銃.侑他刑的體積、偉化刑內(nèi)家面穩(wěn).傕 他刑質(zhì)屢熬示的反疹速車彬式都韋。在變驗(yàn)室通 行創(chuàng)力芳科究時(shí)，第三種形式憑多。送三種方式務(wù)示的及應(yīng)速卑可“連行城爭(zhēng)。例27例2. 1在350C尋溫忸容下純的T二烯進(jìn)行二聚反應(yīng)測(cè)丹反應(yīng)系統(tǒng)總壓/與反應(yīng)時(shí)列 r的關(guān)系如廠r/mbi06

6、12Z53S如Q/kPoCC- 763.3沁 9S3. S3 4g 7試求時(shí)何為26min時(shí)的反瘋速.電解.以A和R分別代表丁二煒及其二孫物則法二後皮應(yīng)可寫成，.2A .R由于在恒溫恒容&進(jìn)行反應(yīng).血反應(yīng)刑舊物糸的總序爾散改交囚之總壓的空化巧反映51應(yīng)進(jìn)和的 19. Q-o時(shí).丁二煒的釀也為3,時(shí)E為/時(shí)則為由化學(xué)計(jì)*關(guān)糸知UR物的釀?dòng)袶!應(yīng) 為（s c）/2丁是單位悴枳內(nèi)反應(yīng)俎分的總處為（3+5/2.由體定障鮒 _也5+G/2 一 Pp9為4-0時(shí)V3昱的總壓.（A）式艾可列咸c = c2 占一】由P尼恒瘁下反應(yīng)枚可用或（2. 6喪示反應(yīng)ift 率.停式（B代入點(diǎn)2. 6）化的后何der=_

7、N故攻C）可改寫成f a-齋無(wú)2A 總圧與反&時(shí)何關(guān)*e12很軀繃據(jù)，以p對(duì)/作圖如圖2A所示。于 = 26min處作曲線的切線，切線的斜奉即為普值, Mf-l.lkPa/mm將有關(guān)數(shù)據(jù)代入式(D)即得以丁二烯轉(zhuǎn)化量表示的反應(yīng)建率值。2X(-1.118.314(350+273)=4 29X104kmol/(m3 min)若以生成的二聚物表示成應(yīng)速率則為215X10 kmol/Cm5 min).以上是用作圖法求導(dǎo)數(shù)值，精麼較低.如將所綸數(shù)據(jù)用合適的經(jīng)驗(yàn)公式關(guān)聯(lián)，然后莒求 9取值，可以避免人為諛左，相應(yīng)可提髙舸度.丿這一小節(jié)殳要介拾了反凌速卑的各種定丈護(hù)式：間歇鳥(niǎo)遙篌、怕相鳥(niǎo)多相.各種反 扌個(gè)今及

8、反盜進(jìn)庚番。1322反浚速率方穆広求速卑方程也蘇禺初力曇方專：用”】奴序鍛；*炭彳各 科因素和反左速卑的翼t.o良丈，定龍描述反泣速年和幕響玄左速.年的因索之間關(guān)圭的 黒1式隸拓反;4速卑方趙或刼力夕方程。彩詢化竅反左速卑的電歩很3，玄委的甌左瘴身特儀、外稀 Q素韋反丈濃決、滾決.龍力、傳刑“及偉化刑的W質(zhì)孑。濕決和誰(shuí)凌這鬲個(gè)因歩足對(duì)儀何化垮的建車都或笙彩也的， 俚落刑和催代刑畀眾是位何化學(xué)反荒郝必頸采用，甌系壓 力也眾尾著熄農(nóng)玄彩曲，反應(yīng)床身特松眾可改變。所“速卑方程我勒力席方程足衣落狗及僵化狗孔圧力一走的 怡況下，定童描述反定速阜與濕決及誰(shuí)決閔關(guān)索。即 r=f (c, T)鎖力禽方程的一般

9、熟總衫式移構(gòu)反凌速卑的反龍伶滾凌晨限于一個(gè)。速卑方租隨反 凌而畀，化便形式相同而泰敘值也51舍本同。對(duì)于同一個(gè) 反左.所親用笨化狗眾同，衫式和朱就都可儲(chǔ)晨一卅。對(duì)于眾可連反龍A + B，基刼力夕方程一撅可家示石；r = gkm olnr s式中,kc = koe以濃度表示的反應(yīng)速率常數(shù)16篡送反注鳥(niǎo)漲乘無(wú)反注對(duì)于基免及盜攻疹瓦表斥了表正的反泓歷莊.刼 力禽方程可根據(jù)質(zhì)婁作用定律傅出矗/STM對(duì)于雅臭無(wú)反癌.可“看啟是塔干區(qū)無(wú)反盜的探合 幷卑。反應(yīng)的速率方戲可由反矗機(jī)理可“雅導(dǎo)得 別。藥贈(zèng)疫無(wú)反疝速率方丑是由下列及應(yīng)步驟組祖.一尸十。A yV + 尸zA* D這囲個(gè)反力怕怎晁免反力曳屮 窗反應(yīng)過(guò)

10、程的彳 間化合物。由反應(yīng)機(jī)理推導(dǎo)速率方程咎用的方眩 是假定曳屮遢行軼慢的一步為邃率校制步驟，S 爸它對(duì)反盜速卑起決定世作用。17漲乘免反疹速車方程的建立矗皋第二步鐵慢.則由庚受作用定律建阜方租卷：我竝=心c； = Kg/Cp代入上式得封hrA=k2KcA/cp=kcA/cp18例：NO氣化反注速率方程對(duì)孑反盜得列的速卑方程簽2,/VO +。2 27VO2該動(dòng)力労方程并樑足由懇然茨規(guī)為爲(wèi)廣作 用定禪得出，韋禽猜認(rèn)鬲該反盜由下列畫步 組啟/NO + NOo(NO)2畀Ji第二步怎速*夠細(xì)參嶄2NO一氣他氮?dú)饣瘎?chuàng)力席方程建圣由于第二步范速卑的授制步驟因此韋:第一步達(dá)到年衡.則丸：Cnc2 = KCn

11、c代入上式得因此，生得創(chuàng)的速卑方程與由質(zhì)量作用虧甘得創(chuàng)的形 式相同，眾儲(chǔ)說(shuō)明徴反定一底足晁免反應(yīng)。僅晁免反 疝的速卑方務(wù)可用質(zhì)屢作闍良禪束表彖。乙乙畀加=(/睜(圜癢雛夠?qū)?獎(jiǎng)殆家孚專洋慘寧老學(xué) (巧乙/(/)% = *傳爭(zhēng)X睜鄉(xiāng)審浪空弓睜勒鄉(xiāng) 洋鑼學(xué)黑何謬哪鉤鄒一* 亦多爭(zhēng)畢、鄉(xiāng)爐修夠*率家弓并軍黑矽專 黑魅仔前苜欣丑華爭(zhēng)寧匪淨(jìng)傅逵鄉(xiāng)韓一砂傘筋毋。鞋纟藐 毋并玄。註纟*率傍學(xué)孚劣?xùn)X鄴斷半秤爭(zhēng)鄉(xiāng)割羊 予湧里*宇帑更艸鼻孚歹貝尿睜纟丫殆蠟Q 0經(jīng)席穿為彫李#那習(xí)歹#%如。?8:#0*率皆出睛刊艮稲詁卑爭(zhēng)可嚴(yán)壬農(nóng)纟琢爭(zhēng)冊(cè) 母祥 0 ON (0對(duì)綁$“皿4卜訓(xùn)療纟事3*事弓君N * W 游叫對(duì)*科章

12、昭尋母曹切下暑3W李弓2-竦【*爭(zhēng)=J 撫纟并目T*h鶯：ON 乙 -ON + ON，ON ZO + ON 鄉(xiāng)矗艸巻峯yw號(hào)夠ON*陽(yáng) A0*系併X%*督砒禪R9僅學(xué)寫 供*鄉(xiāng)& 3M孚鄉(xiāng)鉤莽艇祚聘d。鐘蛇T 審“艸丫耳鐘祥券窮空果科*硝號(hào)伙并矗年老系軟 修卅盲徘觀W峯號(hào)鈴鶴期竽弓g無(wú)葩羊昴0密羽擁塗* 冷步喬洋多歹也篆譲範(fàn)更速卑方程形式癡r = kc*c曽.=町c：式中的濬庚銀毅，對(duì)寸晁免甌分幺蘢討哽#.獻(xiàn)，以疫無(wú) 反定簽變驗(yàn)畫歸泰就。 右幺左物與產(chǎn)掬的滾庚都僉彩喰幺龍速卑，因此，式屮 左包枯所韋徂今濬庚的冊(cè)構(gòu)，兄論息反龍物足是甌龍產(chǎn)物 都包桔虛內(nèi)。曳韋召彩響我劇構(gòu)女小典由實(shí)臉束料明。23可

13、遊反溢速率方程的幕笛超形式可遇反痊的及泣速卑普于正攻盜速隼藥逆反盜 速卑之差，一殿所謂的耒可逆反泣戸是家明遊 女龍的反龍速卑甚小可忽醋來(lái)針而己?？慑夥?泣的速率方程可用彖釦赦憑示屆下/N_ N省及應(yīng)達(dá)劃年衙皤左更陡、建卑馬卩qS此可見(jiàn)正 連及龍速卑纟報(bào)鳥(niǎo)4W報(bào)之沁#在一災(zāi)的關(guān) 案O24約速率方程務(wù)：+ vhB o VrRr UR廠卩AOb 廠Qr.年衡時(shí) a Kca cb Cr 一心a cb cr匚=0lmaA廠Ur kca cb cr kca ch crcr_SCt%嚴(yán) k254匕診年衡纟就的X殺A、B及RM為理惣條，A和B務(wù)反蛙揚(yáng)，鮎匕席 針蛋索就疹笛負(fù)位，方攻盜達(dá)別年衡時(shí)，由熬力學(xué) 可応

14、/cfcfcf = Kc殺危正瑕.上式可改寫貶：V當(dāng)/C斡=027比軼反映化席反痊達(dá)到年衡的上述3個(gè)式& 可得Pr aR =VrIvA-=v/v fiB-aB=vB/vk/k=K這一轄累可用松驗(yàn)速率方程椎導(dǎo)的正確例2*2等溫下進(jìn)行酹酸(A)和丁理(B)的雷化反應(yīng)：CHjCOOH+C4H5OH F：H jCOOCH+HQ時(shí)間/h融酸轉(zhuǎn)化*/(knol/m輛轉(zhuǎn)化(bnd沁)時(shí)伺/h爾酸轉(zhuǎn)化jbGmo】/W)00 .30.0366260.0608610.016360.0452570. OW33:Z0 02732,50 0540580.07398雷酸和丁醇的初姐按度分別為0. 2332和1.16kmo

15、i/ni測(cè)得不同時(shí)司下常酸轉(zhuǎn)化址如下I I|試求該反應(yīng)的速率方程。28r一莞圖2B才土力的關(guān)系解，由于腔洽的數(shù)據(jù)均為醋骰轉(zhuǎn)化率低的數(shù)據(jù)且丁霹又大址過(guò)羈.可以忽略逆反應(yīng)的 形響.同時(shí)可不考?jí)☆⒛蚨葘?duì)反應(yīng)速率的彫響.所以.設(shè)正反應(yīng)的速率方程為積分式（A）得更由式（B）用作圖迭求a及h 只能用試差法，耳先藪設(shè) 但段作圖，根鋸所得的線性關(guān)系進(jìn)行取舍.為比設(shè)a-2. RI 式（B）化為屜=古_(tái)十（O用腹的切始最度減去題給的醋酸轉(zhuǎn)化繪尊于表2A屮列 出了計(jì)算結(jié)果.由式C）可見(jiàn)，如以*-土對(duì)r作圖得-直 給則說(shuō)明所設(shè)的值局正確的.圖2B是很據(jù)農(nóng)2A的數(shù)據(jù) 瓷作出，由圖可見(jiàn)線性關(guān)系良好故滾反應(yīng)對(duì)磐酸為二級(jí)灰

16、 應(yīng)但丁醉的濃度是否就沒(méi)右影單.旺需作進(jìn)一步實(shí)於址明.2A 不RBtfl下韻濃度“kraol/m)l/h1 1/hCA丄-丄ca rxAr/h丄丄 At A.00.2332030.19C60. ?SM6O.1T231.6U710. 216K0.32440.18”I- O33T7d 16491 776】20細(xì)00 5M50.17921.228a 169213322召浪度對(duì)反應(yīng)速率的影響恵幕站赦型燧虔方程屮.“反應(yīng)速卑纟瑕k束體況 浪應(yīng)對(duì)女應(yīng)速卑的彩枸。對(duì)于一良的濕庚，反盜 速卑k范定值。通纟用阿累尼女斯方軽家示反盜速 卑纟赦島浪茨韻*索。即；k = Aexp0E/RT）式中A為描詢（ &.曳因坎

17、鳥(niǎo)k枸同,E鬲活祀滋小窗 九保纟赦。30反疝速率席赦因決反龍速卑席撤的決與反茨速席的表示方式，速卑方程的 形式及反龍物索但版的表示方式宥關(guān)。反拓怨赦（沁、二他）、負(fù)企速車的9柴（反龍保初討、以侑化刑質(zhì)童針、“相界面針的反瘞速坪J、對(duì)于吒 相甌應(yīng)，纟用今壓、滾決孔厚攵今埠耒憑徐甌浚物#.的 個(gè)版. 1 E所“EE -轄肆莎(XJ 討g(X.J即可運(yùn)也氫更朮同丄荷紅2料広丈建卑曲終隨井反龍 濕決的提爲(wèi)而惦加。42可逆域藏更爲(wèi)的T-X涸由囹可直觀著岀反及於化年的變化。r=0詢曲伎隸倉(cāng)年衡曲錢相定的轉(zhuǎn) 化隼即島4衡轉(zhuǎn)化 準(zhǔn).是甌龍的級(jí)限。 在相同的反龍速卑 上，沮決升為，轉(zhuǎn) 化年也升右。圖22可逆吸熱

18、反應(yīng)速率與溫度及轉(zhuǎn)化率的關(guān)系可述敘熱反注的眾適宜浪歡對(duì)敘越反泣，由于EE6r E E -可導(dǎo)出則僉韋E一麗叫川（亓）X廣莎“（廠）-莎如XJ45可雄放熱反注的眾適宜浪未可連敎找甌左匏更宗速可擁憎加也可儲(chǔ)搟何。 虛個(gè)濕時(shí).由于岸衡* 斂報(bào)丸，逛蔦年衡.此 討動(dòng)力彥彩響占i宴他 儘.所“，反龍速隼隨 甌龍溫庚的提右而惜加。 僅在鬲漂樹(shù)，耳衝纟就 軟小.干衡0-f 6 i 宴矛冷，遜此攻糸速隼 隨反;4淡決的提右而亦圖2.3可逆放熱反應(yīng)的反應(yīng)題耶與溫度的關(guān)系可雄放熱反注的眾適宜浪未所對(duì)疼的支是莊x人條件下反盜速卑的拔木支，所對(duì)拓的泯決是在X條 件下的眾適宜濕應(yīng)或叫作撮伍溫虔。良丈：在一良的初胎條件及務(wù)化隼條件 下，反盜速卑達(dá)到鍛丈時(shí)所對(duì)應(yīng)的反痊 溟虔就球簽最仕泯庚。可逋敘熬反注的眾適宜溫京的朮軌令drE ；,E 7、得（打）X* -町2紆（心）町2檢以-Ekf（XA） = Ekg（XA）將速卑纟毅熱達(dá)式代入韋；EAexp(-E/R&) g(XJEAexp(E/RT0P) /(X47可遽敘熱反盜的彖適宜瀛衣的求取把正遊氏方反盜達(dá)到干衡時(shí)，反應(yīng)速車怎0,即Aexp（-E/?