冶金反应动力学--

冶金反应工程学,化学反应过程的速率及均相反应动力学学号：1304240518姓名：王超,目录,1.化学反应过程的速率2.均相反应动力学,1.化学反应过程的速率,化学（冶金）反应的速率化学（冶金）反应的机理（历程）温度、压力、催化剂、溶剂及其它外界因素对反应速率的影响热力学的反应可能性变为现实性。,1.1动力学的研究对象,宏观（唯象）动力学研究各种宏观因素（如T,P,C,催化剂等）对反应速率的影响微观（分子）动力学研究反应机理和结构与反应性能间的关系,1.2动力学的分类,1.3冶金反应的类型,均相反应参与反应的各物质均处于同一个相内进行化学反应。非均相反应参与反应的各物质处于不同的相内进行化学反应。,表1-1冶金反应按相分类表,1.4化学动力学几个基本概念,基元过程或基元反应-一个化学反应由反应物到产物，不能由宏观实验方法探测到中间产物的反应叫基元反应。复合反应-由两个以上的基元反应组合而成反应称为复合反应。反应机理-复合反应组合的方式或次序叫反应机理。,反应速率两种表示化学反应是在一定的时间间隔和一定的大小空间进行。时间的长短表示反应的快慢；空间大小决定反应的规模。对任意反应0=BB,设起始反应，即，参加反应的物质B的量为，时，其量为，定义在的时间范围内该反应的反应进度。,反应进度的微分式为,化学动力学几个基本概念对应于反应时间和反应空间有两种反应速率表达式。,(1)转化速率,相应与一定的反应空间，反应进度随时间的变化率,叫反应的转化速率。单位。,(2)反应速率,单位体积中反应进度随时间的变化率,（为了表述清楚此处用rA表示反应速度）,此外经验证明基元反应的速率与反应物浓度的乘积成正比，其中各浓度的方次就是反应式中各成分的系数。对于反应式aA+bBrR+qQ反应速率为（k为反应速率常数，主要随温度变化而变化）上述方程式称之为“质量作用定律”非基元反应，只有分解为若干个基元反应时，才能逐个适用“质量作用定律”。如果一般的非基元反应以下式表示：aA+bB+产物则：,指数为反应物A的反应级数，为反应物B的反应级数，因此反应物的级数不一定和计量数相同，只是基元反应才相等。,1.6反应速率与温度的关系通常用阿累尼乌斯方程（Arrheniuslaw）表示反应速度常数与温度的关系，即表示；A指前因子，其因次与k相同；E反应的活化能；R气体常数。即lnk=lnAE/RT,不是在所有的温度范围内上面均为直线关系，不能外推。其原因包括：（1）速率方程不合适；（2）反应过程中反应机理发生变化；（3）传质的影响；（4）指前因子A与温度有关。,2均相反应动力学,均相反应指气相或单一液相中发生的反应，通常液相中的反应可认为是恒容反应，气相反应因受压力变化的影响，可分为恒容和恒压两种情况。,2.2串联反应速率方程式,串联反应是指一个反应的生成物，又进一步作为反应物生成另一产物的反应。以下面的形式表示一般串联反应：,2.3平行反应速率方程,平行反应是指同一反应物通过两种反应生成两种产物的反应。,2.4可逆反应