Ca和Sr是铸造铝硅合金中最有效的变质元素,一般在浇铸前以中间合金的形式加入.然而在废杂铝熔铸再生工业中,原料中常含有微量的Ca和Sr,预控它们在熔炼过程中的含量变化是它们再利用的前提.本文以工业A356铸锭为原料,实验研究了熔炼温度和保温时间对Ca和Sr质量分数变化规律的影响.结果表明:Ca和Sr质量分数随着保温时间延长均呈Exp3P2规律下降,且随熔炼温度升高质量分数下降速率均逐渐提高.根据热力学和动力学分析可知,在废杂铝熔炼再生过程前期主要发生[Ca]和[Sr]与熔体中的氧发生氧化反应生成CaO和SrO,这些氧化物又会与Al2O3反应生成Al2O3·6CaO和Al2O3·SrO,经扒渣操作后Ca和Sr质量分数下降.在熔炼中后期,[Ca]和[Sr]以扩散至熔体表层还原Al2O3的方式使它们的质量分数降低.计算得出在660~740℃熔炼A356合金时Ca和Sr氧化反应的表观活化能分别为182.6 kJ·mol-1和117.8 kJ·mol-1,两者均受化学反应过程控制.根据Ca和Sr质量分数的变化规律建立了它们的质量分数预报模型,经生产验证表明预报误差均小于10%,可用于预报废杂铝熔炼再生过程Ca和Sr的质量分数

采用热重法实验研究了773~1273K氧化亚铁的等温氢还原动力学，发现873K温度以上，反应动力学曲线有明显转折，说明反应机理发生了变化．在973~1073K的温度范围，出现了反常的温度效应．即反应速率随温度升高而减小．为讨论产物结构对反应动力学的影响，分别对不同温度的反应产物，以及一定温度不同还原状态（不同反应时间）的产物进行形貌观察．结果显示．随着反应温度升高，还原产物表面的孔洞增多，枝状特征显著增加，而973K和1023K时表面的烧结现象明显．一定温度下，随着反应进行，表面的孔洞增多，并逐渐出现烧结．973K和1023K温度条件下反应产物大体保留原来的大颗粒外形，而1173K时还原2min开始，就大量出现枝状产物，并逐渐烧结．结合产物形貌变化和反应动力学曲线，反应前期为界面化学反应控速，随着反应进行．还原的金属铁发生烧结现象，致密的结构阻碍了产物气体向外扩散，反应控速环节转变为产物气体的外扩散，还原速率也随之降低．

采用非等温热重的方法,在30% CO+70% N2(体积分数)气氛下,以10 K·min-1升温至1123 K的过程中,比较了铁酸钙与赤铁矿的逐级还原过程及其还原动力学.结果表明:铁酸钙和赤铁矿开始还原温度分别为873 K和623 K;由反应速率与反应度的关系及分阶段X射线衍射物相分析发现,铁酸钙还原过程为两段式反应(CaO·Fe2O3→2CaO·Fe2O3→Fe),而赤铁矿还原过程为传统的三段式反应(Fe2O3→Fe3O4→FeO→Fe).通过Freeman-Carroll法计算得知铁酸钙和赤铁矿的还原平均活化能分别为49.88和43.74 kJ·mol-1;铁酸钙还原过程符合随机成核随后生长模型,动力学模式函数为Avrami-Erofeev方程,其积分形式为[-ln (1-α)]n;而赤铁矿还原过程动力学机理分为两部分,在还原度α为0.1~0.5时,为三级化学反应模型,模式函数积分形式为1-(1-α)3;在α为0.5~0.9时,符合二维圆柱形扩散模型,动力学模式函数为Valensi方程,其积分形式为α+(1-α)ln (1-α)

本书的内容在化学基本理论和基本知识方面主要包括热化学，化学反应的方向、程度和速率，水化学，电化学，物质结构基础以及金属元素化学，非金属元素化学，有机高分子化合物等；在联系工程实际方面主要包括能源、大气污染、水污染、金属腐蚀及防止、金属材料及表面处理、非金属材料、有机高分子材料及改性等。在内容安排上，全书在基本理论和基本知识方面主要贯穿两条主线。前一条是从宏观的热化学开始，引入一些化学热力学和化学动力学基础，并在水化学和电化学中予以应用。后一条是从微观的物质结构基础开始，联系周期系，重点阐述一些与工科有关的典型物质的性质及应用。这两条主线，既各有其侧重面，又互有关联。同时各章均有侧重联系工程实际的专题，主要是有关能源、环境化学和材料化学方面的内容

一、掌握反应速率的表示法以及基元反应、反应级数、反 应分子数等基本概念。 二、重点掌握具有简单反应级数的速率公式的特点,能从 实验数据求反应级数和速率常数。 三、了解几种复合反应的动力学公式及活化能求法。 四、重点掌握根据稳态近似法和平衡态近似法由复合反应 的反应历程导出反应速率公式。 五、掌握链反应的特点及速率方程的推导。 六、了解气体碰撞理论和过渡状态理论。 七、了解溶液中的反应和多相反应。 八、掌握光化学定律及光化反应的机理和速率方程。 九、了解催化作用的通性及单相多相催化反应的特点。 §11.1 化学反应的反应速率及速率方程 §11.2 速率方程的积分形式 §11.3 速率方程的确定 §11.4 温度对反应速率的影响,活化能 §11.5 典型复合反应 §11.6 复合反应速率的近似处理法 §11.7 链反应 §11.8 气体反应的碰撞理论 §11.9 势能面与过渡状态理论 §11.10 溶液中的反应 §11.11 多相反应 §11.12 光化学 §11.13 催化作用的通性 §11.14 单相催化反应 §11.15 多相催化反应 §11.16 分子动态学

第一章 绪论 1-1 本课程的重要性和内容 1-2 能源概况 1-3 能源在国民经济中的地位 1-4 燃烧学的发展史及研究方法 第二章 燃料 2-1 煤 2-2 液态燃料 2-3 气态燃料 第三章 燃烧过程的热工计算 3-1 燃料燃烧所需的空气量 3-2 完全燃烧产物生成量、成分和密度 3-3 不完全燃烧产物及燃烧过程的质量检测 3-4 空气消耗系数及运行时的风量调整 3-5 燃烧温度计算 第四章 燃烧化学动力学基础 4-1 化学反应速率 4-2 阿累尼乌斯定律 4-3 影响反应速率的因素 4-4 链锁反应 第五章 着火过程 5-1 热自燃理论 5-2 强迫着火 5-3 熄火 第六章 火焰传播和火焰稳定 6-1 层流火焰传播速度 6-2 影响层流火焰传播速度的因素、火焰传播界限及淬熄距离 6-3 湍流火焰传播速度 6-4 本生灯燃烧过程及其火焰稳定 6-5 高速混气流中火焰稳定原理及稳焰方法 第七章 气体燃料燃烧 7-1 扩散燃烧与动力燃烧 7-2 射流流动 7-3 扩散火焰结构 7-4 预混火焰结构 7-5 引射式大气燃烧器 7-6 鼓风式燃烧器 7-7 燃烧器的适应性 7-8 新型气体燃料燃烧器 第八章 液体燃料燃烧 8-1 液体燃料的燃烧过程 8-2 燃油雾化过程 8-3 燃油雾化装置——喷嘴 8-4 燃油喷嘴的雾化特性 8-5 油珠的蒸发与燃烧 8-6 油雾燃烧 8-7 乳化油及其燃烧 8-8 典型液体燃料燃烧装置简介 第九章 固体燃料燃烧 9-1 煤的燃烧过程 9-2 固体碳粒的燃烧 9-3 碳粒燃烧的化学反应 9-4 多孔性碳粒的燃烧 9-5 二次反应对碳粒燃烧的影响 9-6 扩散与动力控制的碳粒表面燃烧 9-7 灰分对碳燃烧的影响 9-8 固体燃料的燃烧方式和燃烧装置 9-9 水煤浆燃烧 9-10 煤的气化 第十章 燃料燃烧引起的污染及其防治 10-1 燃料燃烧对空气污染的影响 10-2 碳黑与飞灰的形成与防治 10-3 硫氧化物的形成与防治 10-4 氮氧化物的形成与防治 附录 燃烧物理学基本方程 1 分子输运基本定律 2 基本守恒方程 3 二维边界层守恒方程 4 泽尔多维奇转换和广义雷诺比拟 5 斯蒂芬(Stefan)流

一、化学动力学基础 1、化学动力学基础:了解反应速率及其测定、反应分子数 和反应级数、各级反应的特征(351页)。 2、什么叫酶促反应动力学?(Kinetics of enzyme-catalyzed- reaction 酶促反应动力学是研究酶促反应的速度以及影响 此速度的各种因素的科学,是酶工程研究中的一个 重要内容

• 化学计量基础 • 生物反应的质量衡算 • 生物反应过程的得率系数 • 生物学基础 • 细胞数动力学 • 无抑制的细胞生长动力学 • 有抑制的细胞生长动力学 • 产物形成动力学 • 环境因素对生长及代谢的影响 • 传质 • 气-液传质 • 液体-微生物传质 • 传热 • 剪切力问题

• 腐蚀速率 • 极化 • 混合电位理论 • 腐蚀极化图及其应用 • 极化曲线 • 极化控制下的腐蚀动力学方程 • 腐蚀的阳极反应与阴极反应 • 均匀腐蚀动力学与局部腐蚀动力学

武汉大学：《物理化学》课程教学资源（PPT课件）第七章 宏观反应动力学（链反应及复杂反应动力学近似处理）