《北学反应工程》教橐 第二章反应动力学基础 2.2单一反应速率究的解析 反应速率最大时相应的CA的浓度CAm kCMo -2kC,=0 do 将它代入式(2-2-31)中可得相应于最大反应速率时的反应时间tm R (2-2-34) 若将式(2-2-30)改成以转化率X来表示的速率式,则有 C-=(1-xCMo-CAo(I-xI (2-2-35) 40 对于给定的CA0,在不同的Cco下以rA/kCA0对X发作图可得如图 2-2-2(b)所示的一族曲线。由该图可知:只有在Cco/CA0<10的场合反应速 才会有最大值,且Cco/CA0之值愈小,相应于最大反应速率的XA值就大 并以xA=1/2为极限 虽然以上的讨论均是对定容的场合,但对于液相反应此假定不会导致明 显的偏差。而对于气相的非等摩尔的均相反应,必须应用膨胀因子来计及反 应前后总摩尔数变化的影响。 [举例]例2-2-1下述气相反应的计量方程为: A R TA 设气体为理想气体,若反应系在定容分批式反应器内进行。随着反应的 进行器内的总压力将发生变化,且与反应程度有关。试用系统的总压力来表 达该反应的微分和积分速率方程。 讲解] 解:可将速率方程(2)改写成如下的形式 n 其中V为反应容积(恒定),若以n,po表示t=0时器内反应混合气的总 摩尔数和总压力 运用膨胀因子6A的表达式 可得在反应后的总摩尔数n为: n=no+o no-n)=no(l+oy)-o,n 将上式对t求导后可得: 作者:傅杨武重庆三峡学院化学工程系 第9页共14页《化学反应工程》教案 第二章 均相反应动力学基础 2.2 单一反应速率式的解析 ［举 例］ ［讲 解］ 反应速率最大时相应的CA 的浓度CA,max ： ( ) = − 2 = 0 A A A kC r M 0 kC − dC d ∴ (2-2-33) 将它代入式(2-2-31)中可得相应于最大反应速率时的反应时间 tmax: (2-2-34) 若将式(2-2-30)改成以转化率 χA来表示的速率式，则有: ( ) A CM x [ ( A A C x kC = − − − − 1 1 0 0 )] A Ar 0 (2-2-35) 对于给定的 CA0，在不同的 Cco 下以-rA／kCA0 对 χA发作图可得如图 2-2-2(b)所示的一族曲线。由该图可知：只有在 CC0／CA0<l.0 的场合反应速 率才会有最大值，且 CC0／CA0 之值愈小，相应于最大反应速率的 χA值就大， 并以 χA=1/2 为极限。 虽然以上的讨论均是对定容的场合，但对于液相反应此假定不会导致明 显的偏差。而对于气相的非等摩尔的均相反应，必须应用膨胀因子来计及反 应前后总摩尔数变化的影响。 例 2-2-1 下述气相反应的计量方程为: 设气体为理想气体，若反应系在定容分批式反应器内进行。随着反应的 进行器内的总压力将发生变化，且与反应程度有关。试用系统的总压力来表 达该反应的微分和积分速率方程。 解：可将速率方程(2)改写成如下的形式 其中 V 为反应容积(恒定)，若以 n0，p0 表示 t=0 时器内反应混合气的总 摩尔数和总压力。 运用膨胀因子 δA的表达式： A a A A n y x n n n n 0 0 0 0 A n n0 − = − − σ = 可得在反应后的总摩尔数 n 为： ( ) ( ) A A A A AnA n n n y = 0 +σ 0 − nA = n0 1+σ 0 −σ (4) 将上式对 t 求导后可得: 作者：傅杨武 重庆三峡学院化学工程系 第 9 页 共 14 页