第三章冶金反应动力学基础 第三章冶金反应动力学基础 3.1概述 动力学研究的内容:探讨反应的速率和机理。 冶金反应多为高温多相反应,冶金过程常常伴有流体流动和传热传质现象发 生,因此,冶金动力学研究必然有涉及动量传递、热量传递和质量传递等冶金传 输问题。 3.2化学反应的动力学基础 化学反应速度的表示方法 化学反应速率通常用单位时间内反应物浓度的减少或生成物的减少浓度增 加值表示。如反应 A+B=AB 其速率 AB 其中CA、CB、CAB分别表示反应物A、B和反应产物AB的浓度 JA、JB、JAB分别是以反应物A、B和反应产物AB表示的反应速度;反应物和 反应产物表示的反应速度符号相反。 必须指出,若反应方程式中反应物和生成物的化学计量数不同,则以各物质 浓度随时间变化所表示的反应速率易不同。例如反应 2C+02=2C0 由于要消耗2molC和 Imol o2才能生成2 mol Co,显然C的消耗速度是氧的 2倍,所以有 dc dt 2 dt 当参加反应的物质浓度以质量百分数表示时,如炼钢过程钢液的降碳速率常 用质量百分数表示,这时相应的反应速率为 dcc d[%C] (3-3) 在均相反应中,参加反应的溶质A的浓度采用单位体积内A物质的量的变 化表示时,有 dc 1 dt v dt 在流体和固体的反应中,以固体的单位质量W为基础,即用单位质量固体第三章 冶金反应动力学基础 43 第三章 冶金反应动力学基础 3．1 概述 动力学研究的内容：探讨反应的速率和机理。 冶金反应多为高温多相反应，冶金过程常常伴有流体流动和传热传质现象发 生，因此，冶金动力学研究必然有涉及动量传递、热量传递和质量传递等冶金传 输问题。 3．2 化学反应的动力学基础 一、 化学反应速度的表示方法 化学反应速率通常用单位时间内反应物浓度的减少或生成物的减少浓度增 加值表示。如反应 A+B=AB 其速率 dt dC J A A − dt dC J B B = − dt dC J AB AB = (3-1) 其中CA、CB、CAB分别表示反应物A、B和反应产物AB的浓度； JA、JB、JAB分别是以反应物A、B和反应产物AB表示的反应速度；反应物和 反应产物表示的反应速度符号相反。 必须指出，若反应方程式中反应物和生成物的化学计量数不同，则以各物质 浓度随时间变化所表示的反应速率易不同。例如反应 2C+O2=2CO 由于要消耗 2mol C和 1mol O2才能生成 2mol CO，显然C的消耗速度是氧的 2 倍，所以有 ( ) 2 1 ( ) 2 1 2 dt dC dt dC dt dCC O CO = − = − (3--2) 当参加反应的物质浓度以质量百分数表示时，如炼钢过程钢液的降碳速率常 用质量百分数表示，这时相应的反应速率为： dt d C dt dC J C C [% ] − − = − (3-3) 在均相反应中，参加反应的溶质 A 的浓度采用单位体积内 A 物质的量的变 化表示时，有 ( ) 1 dt dn dt V dC J A A A = − = − (3-4) 在流体和固体的反应中，以固体的单位质量 W 为基础，即用单位质量固体 43