热力学、计量学、动力学网络结构VIP

1，3热力学分析在动力学研究中的应用，热力学分析的目的：方向、极限、热效应和热力学图、关系化学反应热、热燃烧热总热效应、2、例题、高热值、低热值概念？ 生成热(下标f表示)、燃烧热(下标c表示)、3、4、化学平衡常数与温度的关系、vanth off方程式、计算-Gibbs自由标准生成焓、经验式算法(内插、外插)增量法(基贡献法)、-对称数。 当被认为是刚性的分子围绕一个或多个对称轴旋转时可能占用的等效位置的数量，例如，甲烷=12； 乙烷=2，5，化学平衡组成的计算依据：将化学平衡&元素平衡、多反应体系分为若干单一反应(即在不同反应器内进行不同反应)，6，例题：甲烷与水蒸气混合物的水碳比为5，转化过程中不析出炭黑，尝试计算1atm与600oC条件下的平衡组成。 该条件下主反应和平衡常数如下：反应1:CH4 H2O=CO 3H2Kp1=0.9618反应2:CO H2O=CO2 H2Kp2=2.7，解：以原料CH41mol为基准，将x在反应1中转化的ch4摩尔数、y在反应2中转化的CO摩尔数、m设为水碳比， 平衡材料关系为：反应1:CH4 H2O=CO 3H2状态： 1m0状态：1-xm-xx3x，反应2:CO H2O=CO2 H2状态： xm-x03x状态： x-ym-x-yy3x y，结果： CH41-x； H2Om-x-y； COx-y； H23x y； CO2y系统总摩尔数为1 m 2x，7，反应1:CH4 H2O=CO 3H2的初始状态：1m0的最终状态：1-xm-xx3x，反应2:CO H2O=CO2 H2的初始状态： xm-XXXO3x的最终状态： x-ym-x-yy3x y，结果： CH41-x； H2Om-x-y； COx-y； H23x y； CO2y系统的总摩尔数1 m 2x； 总压p，8，整理后，可得到以下平衡组成。 9、化学反应计量学是研究化学反应进行过程中反应混合物组成变化规律的科学，其基础是化学反应计量公式。4化学反应计量学和动力学反应图式的判定、4.1化学反应计量学的概念和依据、甲醇合成、惯性表示方法CO 2H2=CH3OH(1)、各种摩尔数变化关系、化学计量式-CO-2H2 CH3OH=0(2)、反应物为-、生成物为。 总的来说，(1)和(2)没有本质的差异，10 )，不失一般性，对于n个Ai种涉及的k个反应的复杂的反应体系(j-反应)，化学反应方程式为：同样的化学计量关系(文献中常见的形式)，Ji-计量系数，反应物为“，生成物为“ ”(正，负)，11 ) 解释的途径是什么(组成、动力学、途径等)，静态问题：在决定混合物的组成时，至少要知道一些物质的量键群数及其选择决定成分的变化量，至少需要一些化学反应化学计量学独立反应数及其选择， 动态问题：成分变化量与各反应进行度之间有什么样的关联，nij化学计量学独立反应是动力学独立反应动力学独立反应数及其选择，12、4.2关键成分与化学计量学的独立反应(原子矩阵法)，关系中， 由l个元素构成的n个物质的化学反应过程遵循原子保存法则(元素平衡)、i=1N、h=1L (元素)、bh-h元素的原子数，但化学反应以摩尔数的变化进行，ni=ni-ni0、hi的基体b具有(ll )个基体要素，将该基体的等级设为r 该系统的自由未知数(自由度)通常为R=N-R(R-键成分)，与RV=R(RV-化学计量学上的独立反应数)、化学计量学上的基础、13、例1键成分确定化学计量学上的独立反应，甲烷水蒸气转化为合成气体。 物质CH4、H2O、CO、CO2、H2、c； 元素c、h、o； 种数i=16，元素数h=13。 确定和选择重要成分和化学计量的独立反应。化学反应式决定(热力学分析)、14，根据键组的点数和化学独立反应数决定元素的原子守恒，通过初等变换可以得到等级： r=3，15，键组的点数和化学独立反应数，根据反应原料的组成和目标物的不同，ch4h2o=co3h22(1) co2h2o=co2h2(6)ch4=c2h2(7)，发生无析碳反应时，选择r=3、R=5-3=2、CH4 H2O=CO 3H2(1)CO H2O=CO2 H2(6)、16、例2化学计量独立反应和资料平衡计算、甲醇合成. 原料CO/CO2/H2、生成物： CO/CO2/H2、CH3OH、H2O和N2 CH4. 确定并选择化学计量独立的反应，计算基本的物料平衡。 主反应CO2 H2=ch3oh CO2 h2=ch3oh H2O2h2=coh2o，等级： r=3； 关键组分数和化学独立反应数为：17，化学计量独立反应CO2h2=CH3OHCO2h2=ch3ohh2o，以co和CO2为关键组进行材料平衡计算，M-为甲醇，18，M-为甲醇，co2h2=ch3ohco2h2o=ch3ohh2o，19 答案如下：21，4.3成分变化量与反应程度的关系，反应程度：广义量，单一反应：化学计量反应程度反应速度，22，复杂反应网络：化学计量反应程度反应速度，j=1M(M-动力学独立反应)，即RV=N-R1，成分Ai的摩尔数变化为多个反应j 、23、4.4计量学与反应动力学的关系，化学动力学的目的：从反应系数随时间的变化导出反应的进度和反应机理，具有物理和化学规律。 相反，从计量学角度考虑的大多数反应没有动力学意义(随机选定)的动力学独立反应数不一定等于化学计量学独立反应数(或关键组的分数)？ 即是否一定存在，回答： RV不一定是m， 动力学图的分析条件(不一定等于24 ):A1、A2和A3是相同分子组成的异构体，原料中具有大量的a 1和小量的A2和A3，可能的动力学反应路径(前三个：实际反应数等于关键组的数量)，路径1路径2路径3路径4， 25个特殊的例子蔗糖的转化反应(实际反应的数目小于关键组的数目)应该是RV计算：相应元素类型矩阵的秩为2，并且在计量上应该有与两个(4-2=2)线性无关的反应方程。 第二个重要反应可能是异构化反应： C12H22O11 (蔗糖) H2O=C6H12O6(葡萄糖) C6H12O6(果糖)、C6H12O6(葡萄糖)=C6H12O6(果糖)，但由于化学上不可能进行该异构化反应，因此计量学以重要反应数为上限计量学只是在系统的数学处理上设置了外部范围，给重要的反应数设置了上限。 27、4.5动力学路径分析例，例1 :非晶C(A1) )石墨(A2)或金刚石(A3)问题(1)的3种物质全部由c构成，独立化学反应数=？ (2)用纯原料A1进行变速实验，结果发现低速下的生成物只有A2，A3没有生成，在高速下，A1、A2和A3并存，动力学图是什么解： (1)计量独立化学反应数=？ 方法1 :对于c、h、o系，键组点数=种数-构成这些种的元素数=3-1=2，方法2 :28， 4.5动力学路径分析实例；(2)动力学路径可辨别路径；路径1 -根-2-根-3-根- 4；可能的反应路径或29， 例2用苯和异丙醇的气相烷基化合成异丙醇，实验确定了苯和异丙醇的气相烷基化合成异丙醇的动力学反应网络结构。原料由苯(b )和异丙醇(IPA )组成，生成物的分布测定和热力学分析GC-MS测定中，生成物主要由丙烯(Pr )、水、枯烯(IPB )、少量二异丙苯(DIPB )、微量正丙苯(NPB )和微量枯烯(TIPB )组成，分别为30%、 例2苯与异丙醇气相烷基化合成异丙苯，主反应： IPA=h2opr (1)、prb=ipb (2)、ipab=IP b