《北学反应工程》教橐 耶二章均棺反应动功学基础 2.1基本概念与术语 大量实验表明,均相反应的速率是反应物系的组成、温度和压力的函 数。而反应压力通常可由反应物系的状态方程和组成来确定,所以主要是 考虑反应物系的组成和温度对反应速率的影响。通常用于均相反应的速率 方程有两类:双曲函数型和幂函数型 [板书]1.速率方程的分类 1)双曲函数型:可由设定的反应机理导得。 [举例] 例21-2HBr的合成反应,为双曲函数型: fHBr k+cHBr/cBr, [板书#]2)幂函数型:可直接由质量作用定律出发获得。 [讲解] 如果化学反应的反应式能代表反应的真正历程,称为基元反应,它的 动力学方程可以从质量作用定律直接写出。 质量作用定律( Law of mass action):基元反应的速率与反应物的浓度 (带有相的指数)的乘积成正比,其中各浓度项的指数就是反应式中各相 应物质的计量系数 然而,大多数化学反应是由若干个基元反应综合而成,称为非基元反 应,其动力学方程需要由实验确定。如果是均相反应,其动力学方程通常 可用幂函数形式的通式表示如下: A+ab=as r=kcc [板书]2.速率方程中动力学参数的物理意义 [讲解]1)反应级数 ①反应级数不能独立地预示反应速率的大小,它只是表明反应速率对 各组份浓度的敏感程度。a和b值越大,则A的浓度和B的浓度对反应速 率的影响也越大。 ②反应级数a和b的值是凭借实验来获得的,它既与反应机理无直接 的关系,也不等于各的计量系数。只有当化学计量方程与反映实际历程的 反应机理式一致时,反应级数与计量系数才会相等,对于这类反应我们称 为基元反应,它可以直接应用质量作用定律来列出其反应速率方程 ③由于反应级数是由实验获得的经验值,所以只能在获得其值的实验 条件范围内加以应用;它们在数值上可以是整数、分数或零,亦可以是负 数,但总反应级数在数值上很少是达到3的,更不可能大于3 [板书]|2)速率常数 [讲解] ①式(2-1-24)中k称为速率常数,或称为比反应速率,它在数值上等 于当CA=CB=1.0时的反应速率。按定义,它与除反应浓度外的其它因素有 关,如温度、压力、催化剂及其浓度或所用的溶剂等。 作者:傅杨武 第7页共12页《化学反应工程》教案 第二章 均相反应动力学基础 2.1 基本概念与术语 ［板 书］ ［举 例］ ［板 书］ ［讲 解］ ［板 书］ ［讲 解］ ［板 书］ ［讲 解］ 大量实验表明，均相反应的速率是反应物系的组成、温度和压力的函 数。而反应压力通常可由反应物系的状态方程和组成来确定，所以主要是 考虑反应物系的组成和温度对反应速率的影响。通常用于均相反应的速率 方程有两类：双曲函数型和幂函数型。 1．速率方程的分类 １）双曲函数型：可由设定的反应机理导得。 例 2.1-2 HBr 的合成反应，为双曲函数型： 2 2 2 HBr Br 1 2 1 H HBr k c c k c c r Br + = ２）幂函数型：可直接由质量作用定律出发获得。 如果化学反应的反应式能代表反应的真正历程，称为基元反应，它的 动力学方程可以从质量作用定律直接写出。 质量作用定律（Law of mass action）：基元反应的速率与反应物的浓度 （带有相的指数）的乘积成正比，其中各浓度项的指数就是反应式中各相 应物质的计量系数。 然而，大多数化学反应是由若干个基元反应综合而成，称为非基元反 应，其动力学方程需要由实验确定。如果是均相反应，其动力学方程通常 可用幂函数形式的通式表示如下： a AA + aBB = aSS + aRR b B a A A − r = kc c (2-1-24) 2. 速率方程中动力学参数的物理意义 1）反应级数 ①反应级数不能独立地预示反应速率的大小，它只是表明反应速率对 各组份浓度的敏感程度。a 和 b 值越大，则 A 的浓度和 B 的浓度对反应速 率的影响也越大。 ②反应级数 a 和 b 的值是凭借实验来获得的，它既与反应机理无直接 的关系，也不等于各的计量系数。只有当化学计量方程与反映实际历程的 反应机理式—致时，反应级数与计量系数才会相等，对于这类反应我们称 之为基元反应，它可以直接应用质量作用定律来列出其反应速率方程； ③由于反应级数是由实验获得的经验值，所以只能在获得其值的实验 条件范围内加以应用；它们在数值上可以是整数、分数或零，亦可以是负 数，但总反应级数在数值上很少是达到 3 的，更不可能大于 3。 2）速率常数 ①式(2-1-24)中 k 称为速率常数，或称为比反应速率，它在数值上等 于当 CA=CB=1.0 时的反应速率。按定义，它与除反应浓度外的其它因素有 关，如温度、压力、催化剂及其浓度或所用的溶剂等。 作者：傅杨武 第 7 页 共 12 页