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指浓度函数中各组分浓度的幂数。

反应的反应级数或总反应级数：

指浓度函数中各组分浓度的幂数之和。

对可逆反应，有正反应的反应级数和逆反应的反应级数。

对于基元反应：

aA+bB=rR+sS分子数：

基元反应中反应物分子或离子的个数。

对于基元反应来讲,必须是正整数，+是基元反应的分子数，不能大于3（根据碰撞理论，+的取值不能大于3，必须是一个小于等于3的正整数）。

分子数：

反应级数指动力学方程中浓度项的幂数，如式中的和，和分别称作组分A和组分B的反应级数+=n，n是基元反应的总反应级数。

AR与2A2R意义不同，前者rA=kACA后者rA=kACA2,非基元反应：

aA+bB=rR+Ss+=n，n为非基元反应的总反应级数，取值可以是小于或等于3的任何数，和的值与计量系数a和b的值无关。

取值是通过实验测定的。

注意：

区分反应级数和反应的分子数。

相同点：

非基元反应中的反应级数与基元反应中的分子数，取值n3；

、仍称做反应物A或B的反应级数。

不同点：

非基元反应n的取值还可以是负数、0、小数；

分子数是专对基元反应而言的，非基元过程因为不反映直接碰撞的情况，故不能称作单分子或双分子反应。

反应级数的大小反映了该物料浓度对反应速率影响的程度。

级数愈高，则该物料浓度的变化对反应速率的影响愈显著。

2、速率常数k,化学反应速率方程体现了浓度和温度两方面的影响，浓度的影响体现在浓度项上，反应级数表明了反应速率对浓度变化的敏感程度。

温度的影响则是由速率常数k体现的。

2.1反应速率常数在一般情况下，反应速率常数kc与绝对温度T之间的关系可以用Arrhenius经验方程表示，即：

k0指前因子，其单位与反应速率常数相同Ec化学反应的活化能，J/molRg气体常数，8.314J/（mol.K）,k之所以称之为常数，是指当反应温度不变时，k是个常数，当反应温度变化较大时它就不再是常数。

对于恒温反应因为影响不大k0指前因子或频率因子，看做与温度无关的常数,活化能E，根据过度状态理论，反应物生成产物，要超过一个能垒，因此E的取值永远是正值。

lnk与1/T是直线关系E/R为斜率lnk0为截距,图21,通过实验测出不同温度下的速率常数k，作图根据截距就可以求出指前因子k0，再根据直线的斜率求出活化能E,对给定的反应，反应速率与温度的关系在低温时比高温时更加敏感。

速率常数k及活化能E的求取,选择几组不同的反应温度，在等温、恒容下得到均相反应的实验数据，并据此求出相应的k值，进而就可以求得活化能E的值。

一气相分解反应在常压间歇反应器中进行，在400K和500K温度下，其反应速率均可表达为rA=23pA2molm-3s-1，式中pA的单位为kPa。

求该反应的活化能。

对二级不可逆反应：

A+B产物其反应速率方程为：

当CA0=CB0时，积分结果为：

例题1：

在0时纯气相组分A在一恒容间歇反应器依以下计量方程反应：

A2.5P，实验测得如下数据：

解：

当t时，pAe=0.02，故为可逆反应，设此反应为一级可逆反应，则,以（-ln（pA-pAe）对t作图,复合反应是指同时存在两个以上独立进行反应的反应过程。

从相同的反应物按各自的计量关系同时地发生的过程称为平行反应。

如果这些反应是依次发生的，这样的复合反应称为串联反应。

在这些反应产物中，有的产物是需要的对象，称为目的产物或主产物，而其余产物都称为副产物。

得到目的产物的反应称为主反应，其余反应称为副反应。

研究复合反应的目标是如何提高主反应的反应速率、减少副反应的发生的途径，改善产物分布，以提高原料利用率。

2.2.2复合反应,收率：

得率：

选择性：

收率、得率和选择性,瞬时收率：

瞬时选择性：

答案：

D,答案：

C,答案：

B,答案：

A,答案：

高、低,动力学方程的建立分离变量积分得到：

组织实验，得到Ci与t的数据，并以ln（CA0/CA）对t作图，应得到一条通过原点的直线。

该直线的斜率为（k1+k2）。

瞬时选择性为：

平行反应,积分得：

根据实验数据，以（CP-CP0）对（CS-CS0）作图，得到斜率为k1/k2的直线。

结合上述（k1+k2），从而可确定k1和k2。

产物分布则有：

分离变量积分得：

类似地可得：

这样，就可以以Ci对t作图，得到各组分浓度随时间的分布曲线如图2-8所示。

若则瞬时选择性为：

可见，影响选择性的因素有：

当E1E2时，E1E20，随着温度提高，exp（E1E2）/RT增大，k1/k2上升，从而使Sp提高；

反之亦然。

因此，增加温度，有利于活化能高的反应。

当a1a2时，a1a20，随着浓度提高，使Sp提高；

当a1=a2时：

产物分布由k1、k2唯一决定。

方法为：

改变操作温度、使用催化剂。

对反应：

对-rA分离变量积分得：

连串反应,对A作物料衡算，则有：

以各组分浓度对时间作图得到各组分的分布曲线，见图。

从而得到对应此最高浓度的反应时间为：

2.3.1.膨胀因子膨胀因子是指每转化掉1摩尔反应物A时所引起的反应物料总摩尔数的变化量，即：

式中，n0、n分别为反应前后物料的总摩尔数；

yA0为组分A的起始摩尔分率。

可见，,2.3等温变容过程,等分子反应缩体反应膨体反应,速率表示式为：

2.3.2膨胀率膨胀率是指反应物A全部转化后系统体积的变化分率：

它既与反应的化学计量关系有关，也与系统的惰性物量有关。

2.3等温变容过程,它与膨胀因子的关系：

2.3等温变容过程,有如下化学反应CH4+C2H2+H2=C2H4+CH4（I）（A）（B）（P）（I）在反应前各组分的摩尔数分别为nI0=1mol；

nA0=2mol；

nB0=3mol；

nP0=0，求反应物A膨胀率。

解法二,解法一,第3章均相反应过程,3.1概述基本概念流体单元：

反应器中物料温度和浓度均相等的流体团停留时间：

在连续流动反应器中，流体单元从反应器入口到出口经历的时间。

返混：

停留时间不同的流体单元之间的混合。

反应时间：

实际进行反应的时间,平均停留时间：

进入反应器的物料颗粒在反应器中的停留时间可能有长有短，形成一个时间分布，称为停留时间分布，常用平均停留时间来描述。

空速：

在规定条件下，单位时间内进入反应器的物料体积相当于几个反应器的容积，或单位时间内通过单位反应器容积的物料体积。

空时：

进入反应器的物料通过反应器体积所需的时间。

3.2间歇釜式反应器,一、釜式反应器的特征,基本结构,特点:

1、由于剧烈搅拌，反应器内物料浓度达到分子尺度上的均匀，且反应器内浓度处处相等，因而排除了物质传递对反应的影响；

2、具有足够强的传热条件，温度始终相等，无需考虑器内的热量传递问题；

3、物料同时加入并同时停止反应，所有物料具有相同的反应时间。

4、反应物料间歇加入与取出，反应物料的温度和浓度等操作参数随时间而变，不随空间位置而变，所有物料质点在反应器内经历相同的反应时间,对整个反应器进行物料衡算,单位时间内反应量=单位时间内累积量,二、间歇釜式反应器的数学模型,温度浓度,均一,由于,等容条件下分离变量并积分,在没有任何假设的条件下导出，不论在等温条件和变温条件，还是在等容条件和变容条件下都是适用的，是间歇反应釜用于反应时间计算的一般公式。

等容过程，液相反应,某厂生产醇酸树脂是使己二酸与己二醇以等摩尔比在70用间歇釜并以H2SO4作催化剂进行缩聚反应而生产的，实验测得反应动力学方程为：

cA0=4kmol.m-3若每天处理2400kg己二酸，每批操作辅助生产时间为1h，反应器装填系数为0.75，求：

（1）转化率分别为xA=0.5，0.6，0.8，0.9时，所需反应时间为多少?

（2）求转化率为0.8，0.9时，所需反应器体积为多少?

例3-1,解：

（1）达到要求的转化率所需反应时间为：

由上述结果可见，随转化率的增加，所需反应时间急剧增加。

因此，在确定最终转化率时应该考虑到这一情况。

（2）反应器体积的计算xA=0.8时：

tt=tr+t=8.5+1=9.5h每小时己二酸进料量FA0，己二酸相对分子质量为146，则有：

处理体积为：

实际反应器体积VR：

反应器有效容积VR：

当xA=0.9时：

tt=19+1=20hVR=0.17120=3.42m3VR=3.420.75=4.56m3,层流,湍流,活塞流,基本概念,活塞流模型（平推流）：

基本假定：

（1）径向流速分布均匀，所有粒子以相同的速度从进口向出口运动。

（2）轴向上无返混符合上述假设的反应器，同一时刻进入反应器的流体粒子必同一时刻离开反应器，所有粒子在反应器内停留时间相同。

特点：

径向上物料的所有参数都相同，轴向上不断变化。

连续定态下，各个截面上的各种参数只是位置的函数，不随时间而变化；

径向速度均匀，径向也不存在浓度分布；

反应物料具有相同的停留时间。

平推流反应器的特点,对于平推流反应器，可采用空时：

设计方程,dl,平推流反应器的设计方程,图35平推流反应器图解计算示意图,一级不可逆反应在一平推流反应器中进行，求在50反应转化率达70%所需的空时。

若v0=10m3/h，求反应器体积V。

已知：

例题2：

50的反应速率常数反应空时和反应器体积,在常压及800等温下在平推流反应器中进行下列气相均相反应：

反应的速率方程为：

式中cT及cH分别为甲苯和氢的浓度（mol/L）。

原料处理量为2kmol/h，其中甲苯与氢的摩尔比等于1。

若反应器的直径为50mm，试计算甲苯最终转化率为95%时的反应器长度。

例题,解:

由题意知，甲苯加氢反应为恒容过程，原料甲苯与氢的进料比等于1，即：

所需反应体积为：

所以反应器的长度为：

2、在555K及3kgf/cm2下，在平推流管式反应器中进行AP，已知进料中含30%A（摩尔数），其余为惰性物料，A加料流量为6.3mol/s，动力学方程为（-rA）=0.27cAmol/（m3s），为达到95%的转化率，试求

（1）所需空速为多少？

（2）反应器体积大小。

全混流模型：

径向混合和轴向返混都达到最大符合此假设的反应器，物料的停留时间参差不齐特点反应物系的所有参数在径向上均一，轴向上也均一，即：

各处物料均一，均为出口值,管径较小，流速较大的管式反应器可按活塞流处理剧烈搅拌的连续釜式反应器可按全混流处理,3.2.3全混流反应器（CSTR）ContinuousStirredTankReactor,进口中已有产物,在反应体积为1m3的釜式反应器中，环氧丙烷的甲醇溶液与水反应生产1，2-丙二醇：

该反应对环氧丙烷为一级，反应温度下反应速率常数等于0.98h-1，原料液中环氧丙烷的浓度为2.1kmol/m3,