课堂练习题 ■氢气燃烧过程中的一个重要的基元反应为H2O2+M→OH+OH+M。 ■已知其反应速率常数指前因子为1.21017，活化能对应的温度为22750K。 ■假设氢气在燃烧时的温度为T=1000K,压力为P=4.052MPa(40atm)。 ■求该基元反应的特征时间(H,0,被消耗的特征时间)。 解：过氧化氢的消耗率为：dH,0,/dt=-KH,0,M H,0,1 1 其特征时间为： dH,O,l/di K[M] 化学反应速率常数为：K=1.2.101”exp(-22750/T) 单位为(mol/cm3s M呵以为任何分子，其装为：-子一-片-m-单验为mam 1=4.87.10单位为mol/cm3 因此有：x=1/1.2-107exp(-22750/1000)-4.87.101=1.3.10 单位为s t=38ms@800K,0.13ms@1000K,3s@1200K 《燃烧学基础》3，化学反应动力学 陈正(a@pku.edu.cnm)31 欢迎来到网络课堂！ ■请大家测试一下麦克风，以确保回答问题大家都能听到 ■有问题请随时打断我（可以自己打开音频开关，不发言 时请尽量关闭音频，以免有噪音)。 ■大家也可以在留言板中提问。 ■要求学号最后一位数字能被3除后余数为 1的学生打开摄像头。其余同学自愿。 《燃烧学基础》3，化学反应动力学 陈正(a@pku.edu.cn)32
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上次课小结 ■质量作用定律(Law of Mass Action): ∑yM→∑"M dC;/dt =o=K,(T)ⅡCg y",-y', =1 ■基元反应：H2+02=HO2+H,H+02=0+OH,OH+H2=H20+H ■总包反应：2H2+02=2H20,CH4+202=C02+2H20 ■三体反应：H+H+M=H2+M,H+O2+M=HO2+M ■Arrhenius定律K,(T)=AeF7 Ex/R Extent of reacti 《燃烧学基础》3，化学反应动力学 陈正(cz@pku.edu.cn)33 上次课小结 ■碰撞理论 A+BI→C+D A=-K,CC。=-AeB,RTCC。 d Z1AR =OnURCaN a- ZAB=πiURC CaN2品 ction of molecules vith energy Eor greater Gige-Ecig'T 《燃烧学基础》3，化学反应动力学 陈正(a@pku.edu.cm)34
澦䏝ׁक澧ͧԖՅڀԇԂ ୟࠔ I`&VQ[KJ[IT গسࠊІ ઔଞҀ࣐ؓڮ2G]UL3GYY'IZOUT͵ N k k k K N k k Mk f M ' " k k N k f i i i K T C dC dt ' ( ) " ' / ׁҪՅڀ͵H2+O2=HO2+HͧH+O2=O+OHͧOH+H2=H2O+H 㔀ԔՅڀ͵2H2+O2=2H2OͧCH4+2O2=CO2+2H2O ЅѼՅڀ..͵3#.3ͧ .53#.53 'XXNKTO[Yؓڮ E R T f Ae A K T 0 / ( ) O2+HͧH+O2= 2H2OͧCH4+2O #.3ͧ . 澦䏝ׁक澧ͧԖՅڀԇԂ ୟࠔ I`&VQ[KJ[IT গسࠊІ ࣂݍज A B C D K f A B E R T f A B A K C C Ae C C dt dC A 0 / B B B B B B B B B AB 2 AB A Z A B ABURCBNav 2 1 , 2 2 Z A,B ABURCACBNav B AB A B A U U b b E R T AB AB f av C e kT K N 0 2 / 1/ 2 8 B B Z Z A U
上次课小结 ■分子/原子间发生碰撞（高压) ■碰撞连心线方向相对动能足够大（高温） ■碰撞角度合适（方位因子Steric factor,s<1) o Before collision Collision After collision (a)Effective collision CI CI ON Before collisior Collision After collision (b)Ineffective collision 《燃烧学基础》3，化学反应动力学 陈正(z@pku.edu.cn)35 课堂练习题 ■氢气燃烧过程中的一个重要的基元反应为H2O2+M→OH+OH+M。 ■已知其反应速率常数指前因子为1.21017，活化能对应的温度为22750K。 ■假设氢气在燃烧时的温度为T=1000K,压力为P=4.052MPa(40atm)。 ■求该基元反应的特征时间(H202被消耗的特征时间)。 解：过氧化氢的消耗率为：d,0,/dt=一KH,0,1M H,01 其特征时间为： dIH,O,Vd KIM] 化学反应速率常数为：K=1.210”exp(-22750/T)单位为(mol/cmi)s M可以为任何分子，其浓度为：I-名=7一30=7单位为mom 4052000 M=4.87-10单位为mol/cm3 因此有：t=1/11.210”exp(-22750/1000)4.87.101=1.29.10单位为s 《燃烧学基础》3，化学反应动力学 陈正(z@plku.edu.cm)36
澦䏝ׁक澧ͧԖՅڀԇԂ ୟࠔ I`&VQ[KJ[IT গسࠊІ ӢԼՆ࣏जݍa ளԸͤ eࡴளͣלכԇৗરتࣼզݱڵݍज जݍڅ՟૯ ݱѸ֛9ZKXOILGIZUXY" 澦䏝ׁक澧ͧԖՅڀԇԂ ୟࠔ I`&VQ[KJ[IT ׂএЭங [H O ]/dt [H O ][M] d 2 2 K 2 2 [M] 1 | [H O ]/ | [H O ] 2 2 2 2 d dt K ! 1.2 10 exp( 22750 / ) 17 K T 487 8.314 1000 P 4052000 [M] 0 V R T n 4 [M] 4.87 10 17 4 4 1/[1.2 10 exp( 22750 /1000) 4.87 10 ] 1.29 10 ! ࠪࠩ䏝सЗࣩ▁ЖଜੌׁࣩҪՅڀНH2O2+M OH+OH+M澞 ٜऍҾՅڀૻܗݤٮࢴӸ֛Н1.2·1017ͧࡕԖৗڅࡴࣩڀتН22750 K澞 Ҝ੦֧ࠪࠩ䏝څࡴࣩݿНT=1000 KͧԸԂНP=4.052 MPa (40atm)澞 ࠭ੴׁҪՅݿڪࢤࣩڀ)H2O2ࡤৃݿڪࢤࣩ(澞 ҾݿڪࢤН͵ ͵НݤٮࢴૻڀՅԖ MՔјНџѽӢuҾڅН͵ ԤѸН mol/m3 ԤѸН mol/cm3 ԤѸНs ͵Нࢴৃࡤࣩࠪ㾀Ԗ͵ ԤѸН (mol/cm3)-1/s ͵ޥࠕ֛ H2O2 ]/dt K[H [M] 1 ]/ | O ] O2 O2 O ]/ | K 2 10 exp( 22750 17