12反應(yīng)動(dòng)力學(xué)基礎(chǔ)2.1概述2.2化學(xué)反應(yīng)速率方程的變換與積分2.3均相酶催化反應(yīng)動(dòng)力學(xué)2.4多相催化反應(yīng)動(dòng)力學(xué)2.5建立速率方程的步驟12反應(yīng)動(dòng)力學(xué)基礎(chǔ)2.1概述2.2化學(xué)反應(yīng)速率方程的變換與積分

不同化學(xué)反應(yīng)動(dòng)力學(xué)方程的變換與積分式動(dòng)力學(xué)參數(shù)的求取溫度對(duì)反應(yīng)速率的影響及最佳溫度學(xué)習(xí)的內(nèi)容：2.2化學(xué)反應(yīng)速率方程的變換與積分不同化學(xué)反應(yīng)動(dòng)力學(xué)方程2.2化學(xué)反應(yīng)速率方程的變換與積分2.2.1化學(xué)反應(yīng)速率方程的變換2.2.2化學(xué)反應(yīng)速率方程的積分2.2.3溫度對(duì)反應(yīng)速率的影響及最佳反應(yīng)溫度2.2化學(xué)反應(yīng)速率方程的變換與積分2.2.1化學(xué)反應(yīng)速率2.2.1

化學(xué)反應(yīng)速率方程的變換恒容過(guò)程2.2.1化學(xué)反應(yīng)速率方程的變換恒容過(guò)程影響反應(yīng)系統(tǒng)體積的因素影響因素物理?xiàng)l件：溫度、壓力化學(xué)反應(yīng)中組分摩爾數(shù)的改變化學(xué)膨脹因子(Chemicalexpansionfactor)

變?nèi)葸^(guò)程影響反應(yīng)系統(tǒng)體積的因素影響因素物理?xiàng)l件：溫度、壓力化學(xué)反應(yīng)中非恒容反應(yīng)系統(tǒng)中體積為：非恒容系統(tǒng)中組分濃度:非恒容反應(yīng)系統(tǒng)中體積為：非恒容系統(tǒng)中組分濃度:22-化學(xué)反應(yīng)速率方程的變換與積分課件動(dòng)力學(xué)方程：間歇恒容等溫動(dòng)力學(xué)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)：反應(yīng)：tCA12假定一組a,b值，作rA~CAaCBb關(guān)系圖：CAaCBbrA斜率=k動(dòng)力學(xué)方程：間歇恒容等溫動(dòng)力學(xué)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)：反應(yīng)：tCA12假定P22例2.2等溫下進(jìn)行醋酸（A）和丁醇（B）的酯化反應(yīng)：醋酸和丁醇的初始濃度分別為0.2332和1.16kom/m3。測(cè)得不同時(shí)間下醋酸轉(zhuǎn)化率如下，試求該反應(yīng)的速率方程。時(shí)間/h醋酸轉(zhuǎn)化率/(kmol/m3)時(shí)間/h醋酸轉(zhuǎn)化率/(kmol/m3)0050.0540510.0163660.0608620.0273270.0683330.0366280.0739840.04525P22例2.2等溫下進(jìn)行醋酸（A）和丁醇（B）的酯化反應(yīng)2.2化學(xué)反應(yīng)速率方程的變換與積分2.2.1化學(xué)反應(yīng)速率方程的變換2.2.2化學(xué)反應(yīng)速率方程的積分2.2.3溫度對(duì)反應(yīng)速率的影響及最佳反應(yīng)溫度2.2化學(xué)反應(yīng)速率方程的變換與積分2.2.1化學(xué)反應(yīng)速率(1)一級(jí)不可逆反應(yīng)：動(dòng)力學(xué)方程式間歇恒容系統(tǒng)分離變量法積分得:或tlnCA斜率=-k2.2.2化學(xué)反應(yīng)速率方程的積分2.2.2.1單一不可逆反應(yīng)：(1)一級(jí)不可逆反應(yīng)：動(dòng)力學(xué)方程式間歇恒容系統(tǒng)分離變(2)二級(jí)不可逆反應(yīng)

動(dòng)力學(xué)方程:間歇恒容系統(tǒng):分離變量法積分得:兩種反應(yīng)形式對(duì)于t1/CA斜率=k(2)二級(jí)不可逆反應(yīng)動(dòng)力學(xué)方程:間歇恒容系統(tǒng):分離變量法積動(dòng)力學(xué)方程:間歇恒容系統(tǒng):分離變量法積分對(duì)于t1/CA斜率=kCA=CB如何求K？動(dòng)力學(xué)方程:間歇恒容系統(tǒng):分離變量法積分對(duì)于t1/CA斜率=2.2.2.2單一可逆反應(yīng)（ReversibleReactions）

一級(jí)可逆反應(yīng)：動(dòng)力學(xué)方程:間歇恒容系統(tǒng):分離變量法積分假定t=0時(shí)，CR0=0，CR=CA0-CA反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)，2.2.2.2單一可逆反應(yīng)（ReversibleRea2.2.2.3反應(yīng)級(jí)數(shù)求?。翰罘址ò胨テ诜▍?shù)估值法2.2.2.3反應(yīng)級(jí)數(shù)求取：差分法差分法動(dòng)力學(xué)方程：如果Δt足夠小，則：兩邊取對(duì)數(shù)，差分法動(dòng)力學(xué)方程：如果Δt足夠小，則：兩邊取對(duì)數(shù)，半衰期法當(dāng)反應(yīng)物消耗一半時(shí)所需的時(shí)間，為半衰期。此時(shí)，動(dòng)力學(xué)方程：采用分離變量法積分得：兩邊取對(duì)數(shù)，則：斜率=1-N如何安排實(shí)驗(yàn)?zāi)?？半衰期法?dāng)反應(yīng)物消耗一半時(shí)所需的時(shí)間，為半衰期。此時(shí)根據(jù)以下實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，確定蔗糖水解反應(yīng)級(jí)數(shù)。不同反應(yīng)時(shí)間蔗糖的濃度根據(jù)以下實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，確定蔗糖水解反應(yīng)級(jí)數(shù)。不同反應(yīng)時(shí)間蔗糖的濃參數(shù)估值法動(dòng)力學(xué)方程為：

如A為關(guān)鍵組分，測(cè)得某時(shí)CA，根據(jù)計(jì)量方程、轉(zhuǎn)化率及初始濃度，可求得其余組分的濃度。

假設(shè)一組a,b,s,r的初始值，用計(jì)算機(jī)進(jìn)行優(yōu)化求解。參數(shù)估值法動(dòng)力學(xué)方程為：如A為關(guān)鍵組分，測(cè)得某時(shí)CA2.2.2化學(xué)反應(yīng)速率方程的積分2.2.2.1單一不可逆反應(yīng)2.2.2.2單一可逆反應(yīng)2.2.2.3反應(yīng)級(jí)數(shù)的求取2.2.2.4復(fù)合反應(yīng)2.2.2化學(xué)反應(yīng)速率方程的積分2.2.2.1單一不可逆(1)平行反應(yīng)（ParallelReaction）設(shè)均為1st-order不可逆反應(yīng)甲烷蒸氣轉(zhuǎn)化反應(yīng)：2.2.2.4復(fù)合反應(yīng)（ComplexReaction）

(1)平行反應(yīng)（ParallelReaction）設(shè)均為1t斜率=k1+k2lnCA0/CA斜率=k1/k2CPCSCS0CP0平行反應(yīng)濃度分布t斜率=k1+k2lnCA0/CA斜率=k1/k2CPCSC瞬時(shí)選擇性濃度的影響與主、副反應(yīng)級(jí)數(shù)有關(guān)＝，與濃度無(wú)關(guān)>，濃度增高，瞬時(shí)選擇性增加<，濃度增高，瞬時(shí)選擇性降低提高濃度，對(duì)反應(yīng)級(jí)數(shù)大的反應(yīng)有利。瞬時(shí)選擇性濃度的影響＝，與濃度無(wú)關(guān)提高濃度，對(duì)反應(yīng)級(jí)(2)連串（Consective）反應(yīng)

反應(yīng)物先生成中間產(chǎn)物，中間產(chǎn)物又繼續(xù)反應(yīng)生成最終產(chǎn)物的反應(yīng)。如甲烷氯化反應(yīng)：CH4→CH3Cl→CH2Cl2→CHCl3→CHCl4(2)連串（Consective）反應(yīng)22-化學(xué)反應(yīng)速率方程的變換與積分課件最佳反應(yīng)時(shí)間topt連串反應(yīng)濃度時(shí)間分布圖最佳反應(yīng)時(shí)間topt連串反應(yīng)濃度時(shí)間分布圖2.2化學(xué)反應(yīng)速率方程的變換與積分2.2.1化學(xué)反應(yīng)速率方程的變換2.2.2化學(xué)反應(yīng)速率方程的積分2.2.3溫度對(duì)反應(yīng)速率的影響及最佳反應(yīng)溫度2.2化學(xué)反應(yīng)速率方程的變換與積分2.2.1化學(xué)反應(yīng)速率2.2.3溫度對(duì)反應(yīng)速率的影響及最佳溫度一.最佳溫度（TheOptimumTemperature）

(1).不可逆反應(yīng)（irreversiblereactions）

最佳溫度:在條件允許的情況下，盡可能提高

(2).可逆吸熱反應(yīng)(Reversibleendothermicreactions）

最佳溫度:在條件允許的情況下，盡可能提高

2.2.3.1溫度對(duì)單一反應(yīng)速率的影響及最佳溫度2.2.3溫度對(duì)反應(yīng)速率的影響及最佳溫度一.最佳溫度（Th以天然氣為原料生產(chǎn)合成氨流程原料氣制備原料氣凈化氨的合成1為什么兩段轉(zhuǎn)化？2.空氣為什么在二段轉(zhuǎn)化加入？CH4<0.5%以天然氣為原料生產(chǎn)合成氨流程原料氣制備原料氣凈化氨的合成1天然氣-水蒸氣轉(zhuǎn)化工藝流程圖1-鈷鉬加氫脫硫器;2-氧化鋅脫硫罐；3-一段對(duì)流爐；4-一段輻射爐；5-二段轉(zhuǎn)化爐；6-第一廢熱鍋爐；7-第二廢熱鍋爐；8-汽包；9-輔助鍋爐；10-排風(fēng)機(jī)；11-煙囪一段轉(zhuǎn)化爐二段轉(zhuǎn)化爐800℃CH4≈10%1000℃CH4<0.5%天然氣-水蒸氣轉(zhuǎn)化工藝流程圖一段轉(zhuǎn)化爐二段轉(zhuǎn)化爐800℃10

二段轉(zhuǎn)化爐二段轉(zhuǎn)化爐2.2.3溫度對(duì)反應(yīng)速率的影響及最佳溫度一.最佳溫度（TheOptimumTemperature）

(1).不可逆反應(yīng)（irreversiblereactions）

最佳溫度:在條件允許的情況下，盡可能提高

(2).可逆吸熱反應(yīng)(Reversibleendothermicreactions）

最佳溫度:在條件允許的情況下，盡可能提高

2.2.3.1溫度對(duì)單一反應(yīng)速率的影響及最佳溫度2.2.3溫度對(duì)反應(yīng)速率的影響及最佳溫度一.最佳溫度（Th及正、逆反應(yīng)活化能間的關(guān)系及正、逆反應(yīng)活化能間的關(guān)系反應(yīng)速率隨溫度的變化規(guī)律吸熱反應(yīng)反應(yīng)速率隨溫度的變化規(guī)律吸熱反應(yīng)(3).可逆放熱反應(yīng)(ReversibleExothermicreactions）放熱反應(yīng)(3).可逆放熱反應(yīng)(ReversibleExotherm放熱反應(yīng)當(dāng)溫度較低時(shí)，反應(yīng)速率隨溫度的升高而增加；當(dāng)溫度超過(guò)某一值后，反應(yīng)速率隨溫度的升高而降低。(3).可逆放熱反應(yīng)(ReversibleExothermicreactions）

因此，存在一個(gè)最佳反應(yīng)溫度，此溫度下的反應(yīng)速率最大。放熱反應(yīng)當(dāng)溫度較低時(shí)，反應(yīng)速率隨溫度的升高而增加；(3).可二氧化硫氧化反應(yīng)速率相對(duì)值與轉(zhuǎn)化率及溫度的關(guān)系二、最佳反應(yīng)溫度曲線二氧化硫氧化反應(yīng)速率相對(duì)值與轉(zhuǎn)化率及溫度的關(guān)系二、最佳反應(yīng)溫可逆吸熱反應(yīng)的反應(yīng)速率與溫度及轉(zhuǎn)化率的關(guān)系圖平衡溫度曲線XA可逆放熱反應(yīng)的反應(yīng)速率與溫度及轉(zhuǎn)化率的關(guān)系圖每一條等速率線上都有極值點(diǎn)，此點(diǎn)轉(zhuǎn)化率最高，其溫度為Top。連接所有等速率線上的極值點(diǎn)所構(gòu)成的曲線，叫最佳溫度曲線?？赡嫖鼰岱磻?yīng)的反應(yīng)速率與溫度及轉(zhuǎn)化率的關(guān)系圖平衡溫度曲線XA下面是兩個(gè)反應(yīng)的T-X關(guān)系圖，圖中AB是平衡曲線，NP是最佳溫度曲線，AM是等溫線，HB是等轉(zhuǎn)化率線。根據(jù)下面兩圖回答：（1）是可逆反應(yīng)還是不可逆反應(yīng)；（2）是放熱反應(yīng)還是吸熱反應(yīng)；（3）在等溫線上，A、D、O、E、M點(diǎn)中，哪一點(diǎn)速率最大，哪一點(diǎn)速率最小？（4）在等轉(zhuǎn)化率線上，H、C、R、O、F及B點(diǎn)中，哪一點(diǎn)速率最大，哪一點(diǎn)速率最??？（5）在C、R兩點(diǎn)中，誰(shuí)的速率最大？（6）根據(jù)圖中所給的十點(diǎn)，判斷哪一點(diǎn)速率最大？下面是兩個(gè)反應(yīng)的T-X關(guān)系圖，圖中AB是平衡曲線，NP是最佳反應(yīng)達(dá)平衡，則r＝0：Te為反應(yīng)體系中實(shí)際組成對(duì)應(yīng)的平衡溫度，為轉(zhuǎn)化率XA的函數(shù)，因此，Top是XA的函數(shù)。

反應(yīng)達(dá)平衡，則r＝0：Te為反應(yīng)體系中實(shí)際組成對(duì)應(yīng)的平衡溫度Notes：反應(yīng)速率隨x升高而降低（包括可逆及不可逆反應(yīng)，吸熱和放熱反應(yīng)）；②k隨T升高而升高（包括正反應(yīng)和逆反應(yīng)）；③對(duì)于不可逆反應(yīng)和可逆吸熱反應(yīng)，T升高，r升高；④對(duì)于可逆放熱反應(yīng)，存在最佳溫度Top溫度是影響化學(xué)反應(yīng)速率的一個(gè)敏感因素，尤其對(duì)放熱反應(yīng)，要及時(shí)調(diào)節(jié)和控制反應(yīng)溫度。Notes：反應(yīng)速率隨x升高而降低（包括可逆及不可逆反應(yīng)，吸實(shí)現(xiàn)最佳溫度的方法

對(duì)于可逆放熱反應(yīng)，如果不從反應(yīng)混合物導(dǎo)出熱量，反應(yīng)熱將使反應(yīng)器內(nèi)溫度不斷升高，從而超過(guò)最佳操作溫度。因而隨著反應(yīng)的進(jìn)行，必須設(shè)法不斷的將反應(yīng)所放出的熱量移走，使反應(yīng)沿著最佳溫度曲線進(jìn)行，以獲得最大的生產(chǎn)能力。實(shí)現(xiàn)最佳溫度的方法對(duì)于可逆放熱反應(yīng)，如果不從反2.2.3.2溫度對(duì)多重反應(yīng)速率的影響(1)平行反應(yīng)

瞬間選擇性

溫度對(duì)多重反應(yīng)的影響應(yīng)當(dāng)同時(shí)考慮溫度對(duì)主、副反應(yīng)的影響，或考慮溫度對(duì)主反應(yīng)收率、選擇率的影響?！仄渌麠l件一定

2.2.3.2溫度對(duì)多重反應(yīng)速率的影響(1)平行反應(yīng)瞬間（2）連串反應(yīng)(L為目的產(chǎn)物）瞬間選擇性同上，

當(dāng)主反應(yīng)活化能小于副反應(yīng)活化能時(shí)，采用較低的操作溫度，方可得到較高的目的產(chǎn)物，但反應(yīng)的轉(zhuǎn)化率由于溫度的降低而降低，因此，應(yīng)結(jié)合具體反應(yīng)器進(jìn)行討論。（2）連串反應(yīng)(L為目的產(chǎn)物）瞬間選擇性同上，練習(xí)題化學(xué)反應(yīng)工程中的“三傳一反”中的三傳是指

、

、

?；瘜W(xué)反應(yīng)過(guò)程按操作方法分為

、

、

操作。3.某一平行反應(yīng)，均為一級(jí)不可逆反應(yīng)，如果主反應(yīng)活化能大于副反應(yīng)活化能，提高選擇性應(yīng)

。

當(dāng)計(jì)量方程中計(jì)量系數(shù)的代數(shù)和等于零時(shí)，這種反應(yīng)稱為

，否則稱為

。5.生成主產(chǎn)物的反應(yīng)稱為

，其它的均為

。6.某一平行反應(yīng)，均為一級(jí)不可逆反應(yīng)，如果主反應(yīng)活化能大于副反應(yīng)活化能，選擇性與

無(wú)關(guān)，僅是

的函數(shù)。練習(xí)題化學(xué)反應(yīng)工程中的“三傳一反”中的三傳是指例2.3在實(shí)際生產(chǎn)中合成氨反應(yīng)N2+3H2?2NH3是在高溫高壓下采用熔融鐵催化劑進(jìn)行的。合成氨反應(yīng)為可逆放熱反應(yīng)，故過(guò)程盡可能按最佳溫度曲線進(jìn)行?，F(xiàn)擬計(jì)算下列條件下的最佳溫度(1)在25.33MPa下，以3:1的氫氮混合氣進(jìn)行反應(yīng)，氨含量為17%；(2)其他條件同(1)，但氨含量為12%；(3)把壓力改為32.42MPa，其他條件同(1)。已知該催化劑的正反應(yīng)活化能為58.618×103J/mol，逆反應(yīng)的活化能為167.48×103J/mol。平衡常數(shù)Kp(Mpa-1)與溫度T(K)及總壓p(MPa)的關(guān)系如下：logKp=(2172.26+19.6478p)/T-(4.2405+0.02149p)例2.3在實(shí)際生產(chǎn)中合成氨反應(yīng)N2+3H2?2NH3是在高本節(jié)小結(jié)掌握動(dòng)力學(xué)方程中各組分濃度的變換及其積分式；掌握溫度對(duì)反應(yīng)速率的影響規(guī)律及最佳溫度；掌握溫度對(duì)復(fù)合反應(yīng)的影響。本節(jié)小結(jié)掌握動(dòng)力學(xué)方程中各組分濃度的變換及其積分式；作業(yè)2.5,2.6,2.7作業(yè)2.5,2.6,2.7502反應(yīng)動(dòng)力學(xué)基礎(chǔ)2.1概述2.2化學(xué)反應(yīng)速率方程的變換與積分2.3均相酶催化反應(yīng)動(dòng)力學(xué)2.4多相催化反應(yīng)動(dòng)力學(xué)2.5建立速率方程的步驟12反應(yīng)動(dòng)力學(xué)基礎(chǔ)2.1概述2.2化學(xué)反應(yīng)速率方程的變換與積分

不同化學(xué)反應(yīng)動(dòng)力學(xué)方程的變換與積分式動(dòng)力學(xué)參數(shù)的求取溫度對(duì)反應(yīng)速率的影響及最佳溫度學(xué)習(xí)的內(nèi)容：2.2化學(xué)反應(yīng)速率方程的變換與積分不同化學(xué)反應(yīng)動(dòng)力學(xué)方程2.2化學(xué)反應(yīng)速率方程的變換與積分2.2.1化學(xué)反應(yīng)速率方程的變換2.2.2化學(xué)反應(yīng)速率方程的積分2.2.3溫度對(duì)反應(yīng)速率的影響及最佳反應(yīng)溫度2.2化學(xué)反應(yīng)速率方程的變換與積分2.2.1化學(xué)反應(yīng)速率2.2.1

化學(xué)反應(yīng)速率方程的變換恒容過(guò)程2.2.1化學(xué)反應(yīng)速率方程的變換恒容過(guò)程影響反應(yīng)系統(tǒng)體積的因素影響因素物理?xiàng)l件：溫度、壓力化學(xué)反應(yīng)中組分摩爾數(shù)的改變化學(xué)膨脹因子(Chemicalexpansionfactor)

變?nèi)葸^(guò)程影響反應(yīng)系統(tǒng)體積的因素影響因素物理?xiàng)l件：溫度、壓力化學(xué)反應(yīng)中非恒容反應(yīng)系統(tǒng)中體積為：非恒容系統(tǒng)中組分濃度:非恒容反應(yīng)系統(tǒng)中體積為：非恒容系統(tǒng)中組分濃度:22-化學(xué)反應(yīng)速率方程的變換與積分課件動(dòng)力學(xué)方程：間歇恒容等溫動(dòng)力學(xué)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)：反應(yīng)：tCA12假定一組a,b值，作rA~CAaCBb關(guān)系圖：CAaCBbrA斜率=k動(dòng)力學(xué)方程：間歇恒容等溫動(dòng)力學(xué)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)：反應(yīng)：tCA12假定P22例2.2等溫下進(jìn)行醋酸（A）和丁醇（B）的酯化反應(yīng)：醋酸和丁醇的初始濃度分別為0.2332和1.16kom/m3。測(cè)得不同時(shí)間下醋酸轉(zhuǎn)化率如下，試求該反應(yīng)的速率方程。時(shí)間/h醋酸轉(zhuǎn)化率/(kmol/m3)時(shí)間/h醋酸轉(zhuǎn)化率/(kmol/m3)0050.0540510.0163660.0608620.0273270.0683330.0366280.0739840.04525P22例2.2等溫下進(jìn)行醋酸（A）和丁醇（B）的酯化反應(yīng)2.2化學(xué)反應(yīng)速率方程的變換與積分2.2.1化學(xué)反應(yīng)速率方程的變換2.2.2化學(xué)反應(yīng)速率方程的積分2.2.3溫度對(duì)反應(yīng)速率的影響及最佳反應(yīng)溫度2.2化學(xué)反應(yīng)速率方程的變換與積分2.2.1化學(xué)反應(yīng)速率(1)一級(jí)不可逆反應(yīng)：動(dòng)力學(xué)方程式間歇恒容系統(tǒng)分離變量法積分得:或tlnCA斜率=-k2.2.2化學(xué)反應(yīng)速率方程的積分2.2.2.1單一不可逆反應(yīng)：(1)一級(jí)不可逆反應(yīng)：動(dòng)力學(xué)方程式間歇恒容系統(tǒng)分離變(2)二級(jí)不可逆反應(yīng)

動(dòng)力學(xué)方程:間歇恒容系統(tǒng):分離變量法積分得:兩種反應(yīng)形式對(duì)于t1/CA斜率=k(2)二級(jí)不可逆反應(yīng)動(dòng)力學(xué)方程:間歇恒容系統(tǒng):分離變量法積動(dòng)力學(xué)方程:間歇恒容系統(tǒng):分離變量法積分對(duì)于t1/CA斜率=kCA=CB如何求K？動(dòng)力學(xué)方程:間歇恒容系統(tǒng):分離變量法積分對(duì)于t1/CA斜率=2.2.2.2單一可逆反應(yīng)（ReversibleReactions）

一級(jí)可逆反應(yīng)：動(dòng)力學(xué)方程:間歇恒容系統(tǒng):分離變量法積分假定t=0時(shí)，CR0=0，CR=CA0-CA反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)，2.2.2.2單一可逆反應(yīng)（ReversibleRea2.2.2.3反應(yīng)級(jí)數(shù)求?。翰罘址ò胨テ诜▍?shù)估值法2.2.2.3反應(yīng)級(jí)數(shù)求?。翰罘址ú罘址▌?dòng)力學(xué)方程：如果Δt足夠小，則：兩邊取對(duì)數(shù)，差分法動(dòng)力學(xué)方程：如果Δt足夠小，則：兩邊取對(duì)數(shù)，半衰期法當(dāng)反應(yīng)物消耗一半時(shí)所需的時(shí)間，為半衰期。此時(shí)，動(dòng)力學(xué)方程：采用分離變量法積分得：兩邊取對(duì)數(shù)，則：斜率=1-N如何安排實(shí)驗(yàn)?zāi)?？半衰期法?dāng)反應(yīng)物消耗一半時(shí)所需的時(shí)間，為半衰期。此時(shí)根據(jù)以下實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，確定蔗糖水解反應(yīng)級(jí)數(shù)。不同反應(yīng)時(shí)間蔗糖的濃度根據(jù)以下實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，確定蔗糖水解反應(yīng)級(jí)數(shù)。不同反應(yīng)時(shí)間蔗糖的濃參數(shù)估值法動(dòng)力學(xué)方程為：

如A為關(guān)鍵組分，測(cè)得某時(shí)CA，根據(jù)計(jì)量方程、轉(zhuǎn)化率及初始濃度，可求得其余組分的濃度。

假設(shè)一組a,b,s,r的初始值，用計(jì)算機(jī)進(jìn)行優(yōu)化求解。參數(shù)估值法動(dòng)力學(xué)方程為：如A為關(guān)鍵組分，測(cè)得某時(shí)CA2.2.2化學(xué)反應(yīng)速率方程的積分2.2.2.1單一不可逆反應(yīng)2.2.2.2單一可逆反應(yīng)2.2.2.3反應(yīng)級(jí)數(shù)的求取2.2.2.4復(fù)合反應(yīng)2.2.2化學(xué)反應(yīng)速率方程的積分2.2.2.1單一不可逆(1)平行反應(yīng)（ParallelReaction）設(shè)均為1st-order不可逆反應(yīng)甲烷蒸氣轉(zhuǎn)化反應(yīng)：2.2.2.4復(fù)合反應(yīng)（ComplexReaction）

(1)平行反應(yīng)（ParallelReaction）設(shè)均為1t斜率=k1+k2lnCA0/CA斜率=k1/k2CPCSCS0CP0平行反應(yīng)濃度分布t斜率=k1+k2lnCA0/CA斜率=k1/k2CPCSC瞬時(shí)選擇性濃度的影響與主、副反應(yīng)級(jí)數(shù)有關(guān)＝，與濃度無(wú)關(guān)>，濃度增高，瞬時(shí)選擇性增加<，濃度增高，瞬時(shí)選擇性降低提高濃度，對(duì)反應(yīng)級(jí)數(shù)大的反應(yīng)有利。瞬時(shí)選擇性濃度的影響＝，與濃度無(wú)關(guān)提高濃度，對(duì)反應(yīng)級(jí)(2)連串（Consective）反應(yīng)

反應(yīng)物先生成中間產(chǎn)物，中間產(chǎn)物又繼續(xù)反應(yīng)生成最終產(chǎn)物的反應(yīng)。如甲烷氯化反應(yīng)：CH4→CH3Cl→CH2Cl2→CHCl3→CHCl4(2)連串（Consective）反應(yīng)22-化學(xué)反應(yīng)速率方程的變換與積分課件最佳反應(yīng)時(shí)間topt連串反應(yīng)濃度時(shí)間分布圖最佳反應(yīng)時(shí)間topt連串反應(yīng)濃度時(shí)間分布圖2.2化學(xué)反應(yīng)速率方程的變換與積分2.2.1化學(xué)反應(yīng)速率方程的變換2.2.2化學(xué)反應(yīng)速率方程的積分2.2.3溫度對(duì)反應(yīng)速率的影響及最佳反應(yīng)溫度2.2化學(xué)反應(yīng)速率方程的變換與積分2.2.1化學(xué)反應(yīng)速率2.2.3溫度對(duì)反應(yīng)速率的影響及最佳溫度一.最佳溫度（TheOptimumTemperature）

(1).不可逆反應(yīng)（irreversiblereactions）

最佳溫度:在條件允許的情況下，盡可能提高

(2).可逆吸熱反應(yīng)(Reversibleendothermicreactions）

最佳溫度:在條件允許的情況下，盡可能提高

2.2.3.1溫度對(duì)單一反應(yīng)速率的影響及最佳溫度2.2.3溫度對(duì)反應(yīng)速率的影響及最佳溫度一.最佳溫度（Th以天然氣為原料生產(chǎn)合成氨流程原料氣制備原料氣凈化氨的合成1為什么兩段轉(zhuǎn)化？2.空氣為什么在二段轉(zhuǎn)化加入？CH4<0.5%以天然氣為原料生產(chǎn)合成氨流程原料氣制備原料氣凈化氨的合成1天然氣-水蒸氣轉(zhuǎn)化工藝流程圖1-鈷鉬加氫脫硫器;2-氧化鋅脫硫罐；3-一段對(duì)流爐；4-一段輻射爐；5-二段轉(zhuǎn)化爐；6-第一廢熱鍋爐；7-第二廢熱鍋爐；8-汽包；9-輔助鍋爐；10-排風(fēng)機(jī)；11-煙囪一段轉(zhuǎn)化爐二段轉(zhuǎn)化爐800℃CH4≈10%1000℃CH4<0.5%天然氣-水蒸氣轉(zhuǎn)化工藝流程圖一段轉(zhuǎn)化爐二段轉(zhuǎn)化爐800℃10

二段轉(zhuǎn)化爐二段轉(zhuǎn)化爐2.2.3溫度對(duì)反應(yīng)速率的影響及最佳溫度一.最佳溫度（TheOptimumTemperature）

(1).不可逆反應(yīng)（irreversiblereactions）

最佳溫度:在條件允許的情況下，盡可能提高

(2).可逆吸熱反應(yīng)(Reversibleendothermicreactions）

最佳溫度:在條件允許的情況下，盡可能提高

2.2.3.1溫度對(duì)單一反應(yīng)速率的影響及最佳溫度2.2.3溫度對(duì)反應(yīng)速率的影響及最佳溫度一.最佳溫度（Th及正、逆反應(yīng)活化能間的關(guān)系及正、逆反應(yīng)活化能間的關(guān)系反應(yīng)速率隨溫度的變化規(guī)律吸熱反應(yīng)反應(yīng)速率隨溫度的變化規(guī)律吸熱反應(yīng)(3).可逆放熱反應(yīng)(ReversibleExothermicreactions）放熱反應(yīng)(3).可逆放熱反應(yīng)(ReversibleExotherm放熱反應(yīng)當(dāng)溫度較低時(shí)，反應(yīng)速率隨溫度的升高而增加；當(dāng)溫度超過(guò)某一值后，反應(yīng)速率隨溫度的升高而降低。(3).可逆放熱反應(yīng)(ReversibleExothermicreactions）

因此，存在一個(gè)最佳反應(yīng)溫度，此溫度下的反應(yīng)速率最大。放熱反應(yīng)當(dāng)溫度較低時(shí)，反應(yīng)速率隨溫度的升高而增加；(3).可二氧化硫氧化反應(yīng)速率相對(duì)值與轉(zhuǎn)化率及溫度的關(guān)系二、最佳反應(yīng)溫度曲線二氧化硫氧化反應(yīng)速率相對(duì)值與轉(zhuǎn)化率及溫度的關(guān)系二、最佳反應(yīng)溫可逆吸熱反應(yīng)的反應(yīng)速率與溫度及轉(zhuǎn)化率的關(guān)系圖平衡溫度曲線XA可逆放熱反應(yīng)的反應(yīng)速率與溫度及轉(zhuǎn)化率的關(guān)系圖每一條等速率線上都有極值點(diǎn)，此點(diǎn)轉(zhuǎn)化率最高，其溫度為Top。連接所有等速率線上的極值點(diǎn)所構(gòu)成的曲線，叫最佳溫度曲線?？赡嫖鼰岱磻?yīng)的反應(yīng)速率與溫度及轉(zhuǎn)化率的關(guān)系圖平衡溫度曲線XA下面是兩個(gè)反應(yīng)的T-X關(guān)系圖，圖中AB是平衡曲線，NP是最佳溫度曲線，AM是等溫線，HB是等轉(zhuǎn)化率線。根據(jù)下面兩圖回答：（1）是可逆反應(yīng)還是不可逆反應(yīng)；（2）是放熱反應(yīng)還是吸熱反應(yīng)；（3）在等溫線上，A、D、O、E、M點(diǎn)中，哪一點(diǎn)速率最大，哪一點(diǎn)速率最??？（4）在等轉(zhuǎn)化率線上，H、C、R、O、F及B點(diǎn)中，哪一點(diǎn)速率最大，哪一點(diǎn)速率最??？（5）在C、R兩點(diǎn)中，誰(shuí)的速率最大？（6）根據(jù)圖中所給的十點(diǎn)，判斷哪一點(diǎn)速率最大？下面是兩個(gè)反應(yīng)的T-X關(guān)系圖，圖中AB是平衡曲線，NP是最佳反應(yīng)達(dá)平衡，則r＝0：Te為反應(yīng)體系中實(shí)際組成對(duì)應(yīng)的平衡溫度，為轉(zhuǎn)化率XA的函數(shù)，因此，Top是XA的函數(shù)。

反應(yīng)達(dá)平衡，則r＝0：Te為反應(yīng)體系中實(shí)際組成對(duì)應(yīng)的平衡溫度Notes：反應(yīng)速率隨x升高而降低（包括可逆及不可逆反應(yīng)，吸熱和放熱反應(yīng)）；②k隨T升高而升高（包括正反應(yīng)和逆反應(yīng)）；③對(duì)于不可逆反應(yīng)和可逆吸熱反應(yīng)，T升高，r升高；④對(duì)于可逆放熱反應(yīng)，存在最佳溫度Top溫度是影響化學(xué)反應(yīng)速率的一個(gè)敏感因素，尤其對(duì)放熱反應(yīng)，要及時(shí)調(diào)節(jié)和控制反應(yīng)溫度。Notes：反應(yīng)速率隨x升高而降低（包括可逆及不可逆反應(yīng)，吸實(shí)現(xiàn)最佳溫度的方法

對(duì)于可逆放熱反應(yīng)，如果不從反應(yīng)混合物導(dǎo)出熱量，反應(yīng)熱將使反應(yīng)器內(nèi)溫度不斷升高，從而超過(guò)最佳操作溫度。因而隨著反應(yīng)的進(jìn)行，必須設(shè)法不斷的將反應(yīng)所放出的熱量移走，使反應(yīng)沿著最佳溫度曲線進(jìn)行，以獲得最大的生產(chǎn)能力。實(shí)現(xiàn)最佳溫度的方法對(duì)于