第3讲 单一反应动力学方程PPT课件

均相反应动力学单一反应动力学方程,恒温恒容二级不可逆反应,它有二种情况：一种是对某一反应物为二级且无其它反应物，或者是其它反应物大量存在，因而在反应过程中可视为常值；另一种是对某一反应物为一级，对另一反应物也是一级，而且二反应物初始浓度相等且为等分子反应时，亦就演变成第一种情况。此时其动力学方程式为：经变量分离并考虑初始条件，恒温时为常数，则积分结果为：或若用转化率表示：,其它级数的恒温恒容不可逆反应,只要知道其反应动力学方程，代入式，积分即可求得结果。,从速率方程积分表可得到一些定性的结论：速率方程积分表达式中，左边是反应速率常数k与反应时间的乘积，表示当反应初始条件和反应结果不变时，反应速率常数k以任何倍数增加，将导致反应时间以同样倍数下降。一级反应所需时间仅与转化率XA有关，而与初始浓度无关。因此，可用改变初始浓度的办法来鉴别所考察的反应是否属于一级反应。以或对作图，若是直线，则为一级反应，其斜率为k。二级反应达到一定转化率所需反应时间与初始浓度有关。初始浓度提高，达到同样转化率XA所需反应时间减小。,对n级反应：当n1时，达到同样转化率，初始浓度提高，反应时间减少；当n1时，初始浓度提高时要达到同样转化率，反应时间增加。对n1的反应，反应时间达到某个值时，反应转化率可达100%。而n1的反应，反应转化率达100%，所需反应时间为无限长。这表明反应级数nl的反应，大部分反应时间是用于反应的末期。高转化率或低残余浓度的要求会使反应所需时间大幅度地增加。,例1-1解题思路根据题意是恒温恒容一级不可逆均相反应，又要求求反应一定时间后物料的残余浓度，故选择公式解题较简便。对于多组分单一反应，反应物的反应量与产物的生成量之间有化学计量关系的约束，可以根据它们的化学计量关系推导出它们反应过程中的浓度关系。运用恒温恒容一级不可逆反应的转化率积分形式解题。,例1-2解题思路：根据题意为恒温恒容二级不可逆均相反应，运用相应的浓度积分形式解题。引申知识点：对二级反应，要求残余浓度很低时，尽管初始浓度相差很大，但所需的反应时间却相差很少。,练习1、反应时间与初始浓度无关的是_级反应。2、对反应级数大于1的反应，达到同样转化率，初始浓度提高，反应时间增加。3、对于反应级数小于1的反应，初始浓度提高时要达到同样转化率，反应时间减少。4、反应级数nl的反应，大部分反应时间是用于反应的末期。高转化率或低残余浓度的要求会使反应所需时间大幅度地增加。,有一反应，在间歇反应器中进行，经过8min后，反应物转化掉80%，经过18min后转化掉90%，求表达此反应的动力学方程式。解题思路：（1）设反应级数为n级（2）选用表中n级反应的积分结果公式解题。（3）由题意可以列两个方程，将两个方程式相除，得到只有一个未知数的方程式，解此方程即得。,在一均相恒温聚合反应中，单体的初始浓度为0.04mol/L和0.08mol/L，在34min内单体均消失20%。求单体消失的速率。解题思路：(1)正确判断反应级数由题意：单体的初始浓度为0.04mol/L和0.08mol/L，在34min内单体均消失20%，说明反应时间仅