燃烧学燃烧理论基础重点知识

1、4燃烧理论基础4.1燃烧反应的热力学基础1、单相反应：在一个系统内反应物与生成物属同一物态。2、多向反应(异相反应)：在一个系统内反应物与生成物不属与同一物态。3、浓度：单位体积中所含某物质的量。摩尔浓度：R=N"V_Mmi质量浓度：i - V Ni ni Ci摩尔相对浓度：Xi=rv=z7 = zP98-100)质量相对浓度：YiM；J % M % n4、标准生成始、反应始、燃烧始、显始、绝对始( 5、化学反应速率：单位时间内，反应物(或生成物)浓度的变化量。其单位为：kg/(m3s)、kmol/(m3s)、 分子数/(m3s)例：aA bB，cC dDa、b、c、d为对应于反应物

2、A、B和产物C D的化学反应计量系数反应速率可以表示为rAdCAdCBrC 二dCCCrDdCD化学反应速率与计量系数之间有如下关系1 dCA1 dCB 1 dCC 1 dCD-= -= = a db dc dd d= rA : rB: rC : rD = a: b : c: d化学反应速率的三种表示方法：反应物的消耗速度、生成物的生成速度、r为反应速度1 dC a 1 dC b 1 dC g 1 dC h 广II-1111a db d g d h da -arb 二一brg = grh = hr影响化学反应的因素：（温度、活化能、压力、浓度、 可燃混合气的配比、混合气中的惰性成分）1 .浓度

3、：浓度越大，反应速度越快。2 .压力：对于气体燃料，压力升高，体积减少，浓度 增加，反应速度加快。（压力对化学反应速度的影响 与浓度相同。）3 .温度：温度增加，反应速度近似成指数关系增加，体现在反应速度常数。E阿累尼乌斯定律：r= kCACbk= Ae一再a一常数，频率因子，由实验确定；R通用气体常数，8.28kJ/molK, 1.98kcal/molK ;E一活化能，J/mol,由实验确定气体分子的运动速度、动能有大有小；在相同温度下，分子的能量不完全相同，有些分子的能量高于分子的平均能量，这样的分子称为 活化分子（自由基、活化中心、活化络合物、中间不稳物） 化学反应中，由普通分子到达活化

4、分子所需最小能量一活化能E;（讨论活化能对反应速率影响，通过阿累尼乌斯定律）； W”Ea W阿累尼乌斯定律反应了温度对反应速率的影响；阿累尼乌斯定律是实验得由的结果；并不是所有的化学反应都符合阿累尼乌斯定律。4 .反应物浓度：在其他条件不变的情况下，反应物浓度越大，反应速率越大。5 .混合气体：取决于可燃气所占组分，可燃气所占组分越多，反应速率越快。化学当量比：燃料与空气刚好完全燃烧时，空气与燃料的质量比。化学反应的分类：1 .物态：单相反应、多相反应2 .基元反应（分子数分）：单分子反应、双分子反应、 三分子反应（P102）3 .反应机理复杂程度： 简单反应、复杂反应4 .反应级数：1级反应

5、、1.5级反应、2级反应5 .基元反应：能够一次完成的反应，即反应物的粒子只经过一次分子间的碰撞而实现的化学变化。6 .总反应：（P102）质量作用定律：一组化学组分消失的速率与各反应物浓度以其化学计量系数事函数的乘积成正比。（只适用于基元反应） W = kCKbk：反应速率常数或比反应速度， 不同的反应有不同的 k, 其大小直接反映了速度的快慢和反应的难易， 并取决于反应 温度及反应物的物理化学性质。化学平衡常数：对于可逆反应：aA bB cC dD正反应速度：Wf = kfCAaCBb逆反应速度：Wr二krCCcCDd化学平衡：% 二 rkfCACB = kCCCD（化学平衡是动态平衡，反

6、应物与产物的浓度均不变，但反应没有停止。）化学平衡常数：Ko=匕=CCCD-k CaCb（kf, kr取决于反应温度及反应物的物理化学性质）化学反应级数：实验表明，反应速度与反应物浓度之间存在着一定量的关系。aA bB . cC dD W 二-空二 k CxCBy dn A? kn：反应的比反应速度吊数；? x+y:反应级数，一般由实验测定。化学反应级数与反应分子数的区别:4反应的级数按实验测定的动力学方程来确定，而反应的分子数则根据引起反应所需的最少分数目来确定；4简单反应的级数常常与反应式中作用物的分子数相同； 复杂反应，反应物或生成物的净反应速度与其反应机理 相关，具某一化合物的净反应速

7、度应是该化合物在各个 基元反应中的消耗速度与生成速度的代数和。4.2 活化分子碰撞理论?在简单反应中，由于反应物中存在着大量作不规则热运 动的分子，它们之间会发生碰撞。当碰撞能破坏反应物 原有分子键结构，生成新键时化学反应发生。?只有相互碰撞的分子所具有的能量超过一定反应能级 水平时才能进行化学反应，这一能级称为活化能。?分子之间需要通过碰撞才能引起化学反应；不是所有的碰撞都会发生反应；发生反应所需的临界能量叫活化能。?能量大于活化能的分子为活化分子；活化分子间的碰撞可以发生反应；单位时间内碰撞次数越多， 反应速率越 快；活化能越小，物质的化合能力越强。4.3 链锁反应理论链锁反应：P112 链锁反应的三个基本步骤:链的形成（引发）链的增长（发展）链的中断（终止）链锁反应分两大类：直链反应（不分枝链锁反应）分支链反应（分枝链锁反应）链的引发（形成）：由反应物分子生成最初活化中心的 过程。（稳定物质，生成活化分子过程 ）链的传播（增长）：活性中间产物与原物质作用产生新 的活性中间产物的过