六、反应速率方程 均相反应速率是反应物系的组成、温度和压 力的函数。而反应压力通常可由反应物系的状态 方程和组成来确定,所以主要是考虑反应物系的 组成和温度对反应速率的影响 用于均相反应的速率方程有两类;双曲函数 型和幂函数型。双曲型速率式通常是由所设定的 反应机理而导得的。幂函数型速度方程则是直接 由质量作用定律出发的
六、反应速率方程 均相反应速率是反应物系的组成、温度和压 力的函数。而反应压力通常可由反应物系的状态 方程和组成来确定,所以主要是考虑反应物系的 组成和温度对反应速率的影响。 用于均相反应的速率方程有两类;双曲函数 型和幂函数型。双曲型速率式通常是由所设定的 反应机理而导得的。幂函数型速度方程则是直接 由质量作用定律出发的
例:不可逆反应 aA+a|B=a、S+a2R 反应物A的反应速率为: r,=keach (2.1-22) 下面就式(2,1-22)中的动力学参数a、b和k的物理 意义加以讨论
例:不可逆反应 反应物A的反应速率为: (2.1-22) 下面就式(2.1-22)中的动力学参数a、b和k的物理 意义加以讨论。 A B S R A B S R + = + b B a rA = k CA C
(1)反应级数 总反应级数:各浓度项上方的指数a和b分别是反 应组分A和B的反应级数;这些指数的代数和称为 总反应级数 ※①反应级数不能独立表示反应速率的大小,只表 明反应速率对各组分浓度的敏感程度。 ②反应级数的值是由实验获得的,与反应机理无 直接的关系,也不一定等于计量系数。 ③反应级数可以是整数、分数,亦可是负数,但 总反应级数在数值上不可能大于3
(1)反应级数 总反应级数:各浓度项上方的指数a和b分别是反 应组分A和B的反应级数;这些指数的代数和称为 总反应级数。 ※①反应级数不能独立表示反应速率的大小,只表 明反应速率对各组分浓度的敏感程度。 ②反应级数的值是由实验获得的,与反应机理无 直接的关系,也不一定等于计量系数。 ③反应级数可以是整数、分数,亦可是负数,但 总反应级数在数值上不可能大于3
(2)速率常数 速率常数:系数k称为速率常数,它在数值上等于 当CA=CB-1.0时的反应速率 当反应速率采用kmom3.h-1为单位时,k的 因次应为(kmom3)1-(a+bh1 对于气相反应,常用组分的分压来代替速率方 中的浓度项,式(2.1-22)可写成 2.1-23) 式中PA和PB分别为组分A和B的分压,此时kp的因 次为kmom3h1Pa(a+b)
(2)速率常数 速率常数:系数k称为速率常数,它在数值上等于 当CA=CB=1.0时的反应速率。 当反应速率采用kmol·m-3·h-1为单位时,k的 因次应为 (kmol·m-3) [1-(a+b)]·h-1; 对于气相反应,常用组分的分压来代替速率方 程中的浓度项,式(2.1-22)可写成 (2.1-23) 式中PA和PB分别为组分A和B的分压,此时kP的因 次为kmol·m-3·h-1 Pa-(a+b) 。 b B a rA = kP PA P
k与温度、压力、催化剂浓度或所用的溶剂等因素 有关,在催化剂、溶剂等影响因素固定时,k就仅 仅是反应温度T的函数,并遵循阿累尼乌斯 ( Arrhenius)方程。即 E k=ko expl (2.1-24) RT 式中:k0称为指前因子或频率因子;E为反应 的活化能,因次为]/mol R为通用气体常数。 频率因子ko与T成正比,但受温度的影响不显 著,可近地看成是与温度无关的常数
k与温度、压力、催化剂浓度或所用的溶剂等因素 有关,在催化剂、溶剂等影响因素固定时,k就仅 仅是反应温度T的函数,并遵循阿累尼乌斯 (Arrhenius)方程。即 (2.1-24) 式中:k0称为指前因子或频率因子; E为反应 的活化能,因次为 J/mol; R为通用气体常数。 频率因子k0 与Tn成正比,但受温度的影响不显 著,可近似地看成是与温度无关的常数。 exp[ ] 0 RT E k = k −