燃烧理论之化学动力学资料

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【2017年整理】燃烧学复习重点

第一章燃烧化学反应动力学基础1、什么叫燃烧？2、浓度和化学反应速度正确的表达方法？化学反应速度如何计量？3、什么是单相反应、多相反应、简单反应、复杂反应、总包反应？4、质量作用定律的适用范围？如何从微观的分子运动论的观点来理解质量作用定律？试用质量作用定律讨论物质浓度对反应速度的影响。

5、什么是反应级数？反应级数与反应物浓度（半衰期）之间的关系如何？6、常用的固体、液体和气体燃料的反应级数值的范围是多少？7、试用反应级数的概念，讨论燃尽时间与压力之间的关系。

8、惰性组分如何影响化学反应速率？9、Arrhenius定律的内容是什么？适用范围？如何从微观的分子运动论的观点来理解Arrhenius定律？10、什么是活化能？什么是活化分子？它们在燃烧过程中的作用？11、图解吸热反应和放热反应的活化能与反应放热（吸热）之间的关系。

12、什么叫链式反应？它是怎样分类的？链反应一般可以分为几个阶段？13、描述氢原子燃烧的链式反应过程。

14、试用活化中心繁殖速率和销毁速率的数学模型，结合编程技术，绘制氢原子浓度随时间变化的图线，解释氢燃烧的几种反应的情况。

并讨论：分支链反应为什么能极大地增加化学反应的速度？15、烃类燃烧的基本过程是什么，什么情况下会发生析碳反应？如何进行解释？什么样的烃类燃烧时更容易发生析碳反应？如何防止烃类燃烧析碳？16、图解催化剂对化学反应的作用。

17、什么叫化学平衡？平衡常数的计算方法？吕·查德里反抗规则的内容是什么？18、什么是燃料的低位发热量和高位发热量？19、试用本章的知识解释，从燃烧学的角度来看，涡轮增压装置对汽车发动机的作用是什么？20、过量空气系数（a）与当量比（b）的概念？21、燃烧过程中，有几种NOx的生成机理？第二章燃烧空气动力学基础——混合与传质1．为什么说混合与传质对燃烧过程很重要？2．什么是传质？传质的两种基本形式是什么？3．什么是“三传”？分子传输定律是怎样表述的？它们的表达式如何？（牛顿粘性定律、傅立叶导热定律、费克扩散定律）4．湍流中，决定“三传”的因素是什么？湍流中，动量交换过程和热量、质量交换的强烈程度如何？怎么用无量纲准则数的数值来说明这一点？5．试推导一个静止圆球在无限大空间之中，没有相对运动的情况下，和周围气体换热的Nu数，以及和周围气体进行传质的Nu zl数。

燃烧理论基础-化学动力学

pN AV
2 AB
[
8kBT
]1/ 2
exp[ EA
/
RuT ]
4.17
• 不幸的是,碰撞理论没有给出确定活化能和空间因子的方法.
• 更先进的理论，具有破碎和形成键的分子结构的假设，活样化的络讨合论物不理在论本，讲的就范可围以，从有基兴本趣原可理参来考计算Rekfbsim.[o2le]ca。nd这[3]. （第141页)
12
1. 总包反应与基元反应
反应机制可以只包括几步 (基元反应）或可以达到几百个。如何选择最少的基元小步骤来描述一个特定的反应是一个活跃的研究领域
（寻找主要反应途径）。
13
1. 总包反应与基元反应
包含194种反应物和1459个基元反应的 H2/CO/C1-C12 动力学模型。
JetSurF网站首页（/JetSurF/）
反应的速度与以下的参数有关:
– 反应物浓度 – 温度 – 催化剂的存在与浓度 – 固体、液体或催化剂的表面积
反应速度随浓度变化一般用实验速度规律来表示。
为什么不用理论推导？
20
2.反应速率和反应级数
aA总包+ 反bB应 C 速度 = -[A]/t = k[A]m[B]n
• [A] & [B] = 反应物浓度 (M) • m, n =指数 [与化学反应中的系数(a和b）无关，一般是实验测量值]
A2(g) + B2(g)
2AB(g)
反应将会如何发生?
39
3. 基元反应速度
40
3. 基元反应速度一个有效的碰撞
活化复合体-假设
分离
41
3. 基元反应速度
• 例直如观,感在觉O，H希和望HH反要应撞形在成羟H基2O的的O反一应侧中要，比在H一侧更容易反应,因为产物是形成 H-O-H这样的键。一般地，空间因子要远小于1；但也有例外。

燃烧理论知识点

CH11.何谓燃烧？燃烧是一种急速、剧烈的发光发热的氧化反应过程。

2. 化合物的标准生成焓: 化合物的构成元素在标准状态下（25oC，0.1MPa）定温—定容或者定温定压；经化合反应生成一个mol的该化合物的焓的增量（kJ/mol）。

所有元素在标准状态下的标准生成焓均为零。

3. 反应焓: 在定温-定容或定温-定压条件下，反应物与产物之间的焓差，为该反应物的反应焓（kJ）。

4. 反应焓的计算??5. 燃烧焓: 单位质量的燃料（不包括氧化剂）在定温—定容或定温—定压条件下，燃烧反应时的反应焓之值（kJ/kg）。

6.燃料热值: 燃料热值有高热值与低热值之分，相差一个燃烧产物中的水的气化潜热。

7.化学反应速度、正向反应速度、逆向反应速度、反应速度常数??8.平衡常数的三种表达方式和相互间的关系??按浓度定义的反应平衡常数,以分压定义的反应平衡常数,以体积百分比定义的平衡常数??平衡常数越大，反应进行得越彻底9.反应度λ: 表示系统达到平衡时反应物能有效变为产物的程度反应式: aA+bB→（1-λ）*（aA+bB）+λ（cC+dD）10. Gibbs函数的定义: 自由焓，为状态参数。

g=h-Ts11. Helmholtz函数自由能f f=u-Ts12.焓与生成焓仅是温度的单一函数，而自由焓与P、T有关。

13.标准反应自由焓14.平衡常数kp与反应自由焓的关系15.过量空气系数: 燃烧1kg燃料，实际提供空气量/ 理论所需空气量。

16.当量比(φ)C－实际浓度，Cst－理论浓度17.浓度（燃空比）: 一定体积混合气中的燃料重量/ 空气重量18. 化学计量浓度时的浓度时的浓度19. 绝热燃烧火焰温度的求解方法，尤其是考虑化学平衡时的计算方法首先分别根据平衡常数kp和能量守恒方程得到反应度λ和绝热火焰温度Tf 的关系，然后采用迭代法计算得到Tf 。

20.绝热燃烧火焰温度计算程序及数据处理CH21. 化学反应动力学是研究化学反应机理和化学反应速率的科学。

燃烧理论反应动力学打印版

➢对于复杂反应，最终产物因由几步反应完成，不能用化学反应方程式来判断反应物浓度对反应速率的影响关系。
➢要正确地判断反应物浓度对反应速率影响的程度，须由实验方法来测出反应物浓度所影响反应速率
的方次，即 123...
反应级数
• 反应级数 n 1 2 3
• 化学反应的反应级数由实验测定，对某些化学反应，反应级数与化学反应方程式中所表示的反应物分子数恰好相等。
CO
CH 2
CO
CH4 ,CH2
CO
1 2
C2 H 4
CO
dcA
d
dcx
d
k1 (c A0
cx )
cx cA0 (1 ek1 ) cA cA0ek1
d
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d
c
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k1 (cA0
cx ) k2 (cx
cy )
cc
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cA0 [1
k2 k2 k1
e k1
k1 k2 k1
e k2
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cA0k1 k2 k1
(ek1
ek2 )
ln( k1 )
d (cx cy )
d
cA0k1 k2 k1
(k1ek1
k2ek2 ) 0
k1 k2
e(k1k2 )
• 若经历时间相同，则c/c0的比值保持不变。把反应物的浓度降低到初始浓度一半所需经历的时间称为半衰期。
• 半衰期容易测定，而且对于一级反应尤为重要。应用领域有放射性核素的衰变、一级化学反应和药物在体内的吸收和代谢等。
c1/ 2
1 2 c0

燃烧学化学热力学与化学动力学

1摩尔的燃料完全燃烧释放的热量称为化合物的燃烧热。如果燃烧发生于定压过程，这时的燃烧热称为燃烧焓。
有两点需要注意：1、燃烧热是针对燃料的；2、是燃料与氧发生化学反应。
§4-2 化学热力学的基本定律
从热力学第一定律能量守恒出发可导出两个重要的化学热力学定律，即拉瓦西—拉普拉斯（Lavoisier - Luplace）定律和盖斯（Hess）求和定律。拉瓦西—拉普拉斯定律：使一化合物分解成为组成它的元素所要求供给的热量和由元素生成该化合物产生的热量相等，即化合物的分解热等于它的生成焓。例如 1 C O2 CO, h f 26.42kcal / mol 2 1 CO C O2 , hd 26.42kcal / mol 2 1 1 H 2 I 2 HI , h f 6kcal / mol 2 2 1 1 HI H 2 I 2 , hd 6kcal / mol 2 2
概述

燃烧现象的本质是化学反应
掌握化学动力学基础，是弄清燃烧速本章将介绍一些最基本的化学动力学知率及其影响因素以及掌握燃烧污染物形成识，讨论有关均匀混合气体的单相反应问题机理的前提
在一个系统内各个组成物质都是同一物态，如都是气态或液态，则此系统为单相系统，在此系统内进行的化学反应为单相反应。
概述

化学动力学是研究化学反应机理和化学反应速率及其影响因素的一门科学
化学动力学与化学热力学有什么不同？
化学动力学研究体系从运用热力学第一、第二定律确定各种化学反应速度化学热力学研究一一个状态变到另一个状研究化学反应，尤其是燃烧以及各种因素（浓度、个化学反应体系的态所经历的过程和该过反应中能量转化的规律、化温度等）对反应速度的初始状态和终了状程所需要的时间，或反学反应的方向及化学平衡等影响态应速率

燃烧反应动力学

燃烧反应动力学：这一章主要从化学动力学的角度阐述燃烧反应的一些基本概念、原理和理论模型。

首先定义了反应速度：化学反应速度是在单位时间内由于化学反应而使反应物质（或燃烧产物）的浓度改变率。

dCw d τ=-然后介绍了最基本的反应——基元反应，即反应物分子（或离子、官能团）在碰撞种一步转化为产物分子（或离子、官能团）的反应。

同时引入了反应级数的概念。

并在此基础之上逐步讨论了一级反应和二级反应的一些结论和特点。

其中又引入了半衰期的概念，其定义如下：经过一定时间r 后，反应物的浓度降为初始浓度的一半时所需要的时间即是该反应的半衰期。

在简单的基元反应基础之上，课程进一步研究了一些复杂反应，包括：可逆反应、平行反应、连续反应等。

至此基本的反应类型介绍完毕。

紧接着课程讨论了各种参数对化学反应速度的影响，包括温度、压力、浓度等。

其后继续介绍了反应速度的碰撞理论模型。

并提出了有效碰撞理论：● 在相互反应的分子碰撞过程中，只有一部分的分子碰撞处于合适的方位上； ● 处于合适方位上的分子间的相互碰撞，只有一部分有能力足以使得化学键破裂； ● 反应速率常数可以表示成：/E RT AB k Z e ϕ-=有了碰撞理论模型的基础之后，课程开始介绍另外一种比较特殊的重要反应类型——链锁反应。

主要介绍了不分支链锁反应（也叫直链反应）和分支链锁反应两个类型。

本章的最后介绍了燃烧学中常用的一些概念和术语。

现总结如下：● 生成焓：当化合物是由不同元素组成时，化学能被转换成热能，这种转换的能量称为化合物的生成焓。

● 过量空气系数：燃烧反应过程当中实际空气量和理论空气量的比值。

● 当量比：111φ=千克燃料实际燃空比实际燃烧过程种供给的空气量＝千克燃料理论燃空比千克燃料完全燃烧所需要的理论空气量● 绝热燃烧温度：一个绝热、无外力做功、没有动能或势能变化的燃烧过程，燃烧产生的热量全部用于加热燃烧产物，这样一个过程中燃烧产物的温度。

多组分反应流体力学基本方程组：这章主要从流体力学的角度分析多组分燃烧反应过程的一些特点以及结论，并导出多组分燃烧反应的基本方程组。

第1章_燃烧化学反应动力学基础

第五节第六节
2019/2/2
链式化学反应
燃烧化学反应中的化学平衡氮氧化物形成的化学反应机理
第一节
燃烧化学反应动力学概述
一燃烧定义: 燃料与氧气的剧烈化学反应，并伴随着发光发热的现象二燃烧作用: 燃烧反应将燃料的化学能转化为热能,诸如锅炉/内燃机/燃气轮机等能量转换设备,均是以燃烧的形式实现化学能向热能,进而向机械能转换..
参考资料
• 课程内容主参考书《燃烧原理》，陈义良等，航空工业出版社《粉煤燃烧与气化》，J.G.斯穆特，科学出版社《燃烧物理学基础》，付维彪等，机械工业出版社辅助参考书《燃烧理论与化学流体力学》,周力行，科学出版社《高等燃烧学》，岑可法等，浙江大学出版社《化工热力学》，《化学反应工程学》
' ' a b
注意此式应是基元反应
w kcA cB k ：化学反应速率常数，也称反映了进行燃烧化学反应难易的性质（活性，反应能力），比反应速率。（反应物浓度均该值仅与反应物的种类和温度为单位1时的反应速率）有关，与压力和浓度无关。
29
2、用分子碰撞理论论证
2 A B C
新化学键的建立——放出一定的能量；
键能的差额——反应中的能量变化。化学反应动力学—— 化学的一个分支。定量地研究化学反应进行的速率及其影响因素。
Sox , Nox
燃烧科学的应用
• •
全世界的能源结构以石油和煤为主，石油和煤的主要利用方式——燃烧；现代社会的主要动力来源——矿物燃料燃烧；火力发电厂锅炉（2008年雪灾，电煤），工业用蒸汽，发动机等均是以固、气、液体燃料的燃烧产生的热能为动力（热源）；火箭发动机高强度燃烧装置；燃料中存在有害物质：烟尘、灰、SOx、NOx →污染环境 →酸雨、温室效应等。改善燃烧工艺，控制燃烧过程，发展洁净燃烧技术。

燃烧理论反应动力学打印

由反应特性决定，与反应温度和浓度无关
参加反应的不是所有分子，而是其中的活化分子，其所具有的能量比系统平均能量Ea大的分子。
第17页/共33页
反应速率理论
-对Arrhenius定律的了解分析
活化能可理解为使两个分子接近和破坏或减弱键所需的能量
第18页/共33页
反应速率理论
-对Arrhenius定律的了解分析
如果2个反应的物质的初始浓度和瞬时浓度不相等：
第12页/共33页
复合反应-对行反应
第13页/共33页
对行反应的平衡浓度
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复合反应-平行反应
第15页/共33页
复合反应-连续反应
第16页/共33页
反应速率理论
-Arrhenius定律
K0: 指数前因子，或频率因子；Ea：活化能
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质量作用定律
当温度不变时，化学反应的反应速率是与该瞬间各反应物浓度的乘积成正比例的。
k: 反应速率常数，与反应物的浓度无关，取决于反应的温度以及反应物的物理化学性质。对于严格按照化学反应方程式的关系式一步完成的化学反应，浓度的方次即等于化学反应方程式中的系数。
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对于复杂反应，最终产物因由几步反应完成，不能用化学反应方程式来判断反应物浓度对反应速率的影响关系。要正确地判断反应物浓度对反应速率影响的程度，须由实验方法来测出反应物浓度所影响反应速率的方次，即
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不分支的链反应
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不分支的链反应
w
t
在一定温度工况下，反应速率在达到可能的最大值之前，反应速率的增加是与氯原子及氢原子的浓度在反应初期的增加有关；达到最大值以后，由于反应物质浓度降低，使得链反应速率减慢。

燃烧理论化学热动力学

i f j r
式中：Mi、Mj分别表示生成物、反应物的摩尔数； Δh0f，298i、Δh0f，298j分别表示生成物、反应物的标准生成热。

例如以下化学反应： C (s) + O2 (g) = CO2 (g) 该反应的标准反应热可由下式求得： Δh0r，298 = MCO2Δh0f，298CO2 – (MCΔh0f，298C + MO2Δh0f ，298O2) = 1×(-393.51) – (1×0 + 1×0) = -393.51 kJ 上式也意味着，如果反应物是稳定单质，生成物为一摩尔的化合物时，该式的反应热在数值上就等于该化合物的生成热。
h
0 r , 298
M i C pi dT
Tf i f 298

如果上式中燃烧产物各组份摩尔数Mi已知，则解该方程便可求出绝热火焰温度Tf。对于燃烧产物温度低于1250K的反应系统，由于燃烧产物CO2、H2O、N2和O2等是正常的稳定物质，因而它们的摩尔数可以根据简单的质量平衡计算出来。然而大多数燃烧系统所达到的温度明显地高于1250K，这时就会出现上述稳定物质的离解。为了求解该方程，必须借助于化学平衡的概念。

下表列出了某些燃料在等温等压条件下的标准燃烧热，完全燃烧产物为H2O(l)、CO2 (g)和N2(g)。需要注意的是，这里的H2O为液态，而不是气态。H2O (l)的生成热和H2O (g)的生成热是不同的。 H2O (l) → H2O (g) ；Δh0f，298 = 44.01 kJ/mol。这里Δh0f，298为一摩尔水的汽化潜热。下表列出的燃烧热，在工程上称为高位热值。燃烧热也可以根据燃烧反应式，按照反应热式进行计算。
1、生成热

第7章燃烧化学反应动力学基础

第7章燃烧化学反应动力学基础7-1 定义和定律一．单相反应和多相反应单相反应:在一个系统内各个组成物质都是同一物态(气态或液态)，则称此系统为单相系统。

在此系统内进行的化学反应则称单相反应。

多相反应:若在一个系统内各个组成物质不属同一物态(固态和气态同时存在)，则称此系统为多相系统。

在多相系统内进行化学反应就称多相反应。

二．浓度，摩尔浓度，分子浓度和相对浓度任何物质的浓度是以单位体积内所含的物质数量来确定的。

物质的数量可以用不同的单位来表示，例如千克浓度，摩尔浓度和分子浓度。

一般气态物质它们的浓度都用摩尔浓度来表示。

因气体的摩尔数与其容积成正比，气体的压力和容积是比较容易精确确定的两个物理量，故已知气体的压力和容积就可确定气体质量。

按照定义，摩尔浓度可用下式来表示： C=M/V （7-1）式中：C为物质的摩尔浓度；M为物质的摩尔数；V 为物质的体积。

在混合气体中，各组成气体的摩尔浓度与各气体的分压力成正比。

则该气体的状态方程式为 RT M V i i p = 由此可得摩尔浓度 RT p V M C i i i == （7-2）上式表明气体的摩尔浓度和气体分压力之间互成正比。

有时物质的浓度用单位容积内的物质分子数来表示更显得方便。

此时，物质的分子浓度 n=VV 体积中所具有的分子数物质在体积式中n 为单位体积内的分子数即为分子浓度。

分子浓度和摩尔浓度之间关系可用下式表示：n= （5-3C N A ）式中常数，=6.023l/mol Avogadro 为A N A N 2310×。

由分子物理学中知道，每克摩尔气体内具有6.023个分子。

2310× 此外物质的浓度还可用相对浓度来表示。

这是一种无因此浓度，它表示该种物质的分子数（或摩尔数）与同一容积内总的分子数（或摩尔数）之比值。

按此定义，相对浓度可以写成下列形式：⎪⎪⎭⎪⎪⎬⎫====∑∑∑∑i i i i ri i i i i ri C C M M C n n N N C （7-4）在研究燃烧过程时，采用相对浓度有时较采用其他浓度更为方便，因它可直接指出过程进行的程度或未完全燃烧的燃料的损失率。

第1章_燃烧化学反应动力学基础

35
六基元反应的化学反应速率:
1 双分子反应:燃烧中发生的大多数基元反应
A B C D
2 H 2O 例对H2与O2的燃烧,其总包反应: 2 H 2 O2
其双分子反应:
H 2 O2 HO2 H
H O2 OH O OH H 2 H 2O H
' ' a b
注意此式应是基元反应
w kcA cB k ：化学反应速率常数，也称反映了进行燃烧化学反应难易的性质（活性，反应能力），比反应速率。（反应物浓度均该值仅与反应物的种类和温度为单位1时的反应速率）有关，与压力和浓度无关。
292、用分子碰ຫໍສະໝຸດ 理论论证2 A B C
mA A V
kg / m3
nA cA V
(mol / m3 )
nA p A V RT
p AV nA RT c A
R : 通用气体常数 8.314 J / mol K
24
3．摩尔分数
nA xA nA nB ...
摩尔分数与物质的量浓度之间的关系：
RT xA cA p
六基元反应的化学反应速率:
3 三分子反应:
A B M C M
例:
瞬时速率
26
2 表达式：化学反应速度既可以用反应物浓度的减少
来表示，也可以用生成物浓度的增加来表
dc A w d
示。但均取正值。
' ' '' '' A B G 例： a b g hH ' ' '' '' a , b , g , h 为各物质的化学计量系数

燃烧理论第二讲燃烧反应动力学

k k

当τ→∞时
在对行反应中，经过无限长时间后反应物浓度等于其平衡浓度

平行反应
k1 A B k2 A C
假设两个平行反应都是一级反应，经过τ时间后，反应物消耗了cx，形成的产物分别为cx1，cx2，则cx= cx1 + cx2
dc x1 k1 c A, 0 cx d dc x 2 k 2 c A,0 cx d
由此说明：
1. 2.
3.
反应物浓度的倒数与时间τ的关系为线性当时间τ→∞，则c →0。说明在二级反应中，要使反应物全部耗尽，亦必须经过无限长的时间。 1 以cA1=(1/2)cA1,0代入上式，得半衰期为 1
2
kcA1,0
半衰期将不是常数，与反应物的初始浓度成反比

当cA1≠cA2时
dc A1 w k c A1,0 cx c A2， 0 cx d

链的传递过程：
H+O2→OH+O-71.2kJ/mol O+H2→OH+H+2.1kJ/mol OH+H2→H2O+H+50.2kJ/mol
所需活化能75.4kJ/mol 所需活化能25.1kJ/mol 所需活化能42kJ/mol

一级反应

若k为常数，且τ=0时，c=c0 则 k
根据
c c0e
dc kc d

上式说明：

1.反应物浓度的对数lnc与时间τ的关系为线性，如果实验数据符合这个规律，便可确定为一级反应，其斜率即为反应常数k。 2.当时间τ→∞，则c →0。说明在一级反应中，要使反应物全部耗尽，必须经过无限长的时间。 3不论反应物的初始浓度c0为多少，只要经历时间τ相同，某瞬间浓度c与初始浓度c0的比值c/c0保持不变。

高等燃烧学(第1章化学动力学和化学平衡)

24
高等燃烧学 Advanced Combustion
阿累尼乌斯定律适用场合简单化学反应（基元反应），或复杂化学反应中的每一步基元反应有明确反应级数n和速度常数k的复杂反应
n
n
25
高等燃烧学 Advanced Combustion
三、活化能E
分子运动学说：根据气体分子运动学说理论，化学反应的发生是由于反应物分子相互碰撞而引起的。并不是每一次碰撞都会引起化学反应，只有那些动能很大，超过某一数值（即E）而足以破坏其原有结构者才会引起化学反应。这种分子称为活化分子。
高等燃烧学advancedcombustion49不分支链分支链反应链中断高等燃烧学advancedcombustion50氢的链式反应一燃烧化学反应机理分解成氢原子h活化中心的形成以外的其他高能分子高等燃烧学advancedcombustion51氢原子h活化中心与o高等燃烧学advancedcombustion52二讨论质量作用定律和阿雷尼乌斯定律适用于式1决定了整个反应的速度所以氢燃烧化学反应速度为用生成物水分子来表示7541010exp高等燃烧学advancedcombustion53氢原子h是h燃烧反应中的活化中心故研究氢原子h浓度的变化fcgc氢原子浓度变化氢原子初生浓度氢原子繁殖速度氢原子销毁速度繁殖比例常数销毁比例常数高等燃烧学advancedcombustion54解此一阶线性常微分方程如果活化中心h原子销毁比例常数g繁殖比例常数f趋向一个很小的定值反应可以忽略高等燃烧学advancedcombustion55如果活化中心h原子销毁比例常数g繁殖比例常数flimexp随时间线性增加由于斜率很小故增加缓慢
τ rj ↓ τ ≥ τ rj
21
高等燃烧学 Advanced Combustion

燃烧过程的化学动力学

燃烧过程的化学动力学燃烧过程是物质热力学中最基本、最重要的过程之一。

燃烧是指物质与氧气发生氧化反应的过程，它是一种化学反应，也是一种物理过程。

对于燃烧过程的化学动力学研究，可以加深我们对这个过程的认识，为控制燃烧反应、提高燃烧效率提供理论依据和实验基础。

一、燃烧反应的化学动力学基础燃烧反应是指物质与氧气反应时所释放的热量，这个过程可以通过反应体系的温度、压力、反应物浓度等参数来定量描述。

化学反应的速度与反应物的浓度、反应体系的温度、催化剂的存在等因素都有关系。

当反应物浓度越大、温度越高或催化剂的存在有利于化学反应的进行时，反应速度也就越快。

二、燃烧反应的反应机理燃烧反应的反应机理是指燃烧过程中反应物分子之间的相互作用和转化，并通过化学方程式进行描述。

在燃烧反应中，氧气是最重要的反应物，其与燃料在燃烧反应中相互作用生成二氧化碳、水蒸气等物质。

燃料的种类和组成、氧气的浓度、反应体系的温度等因素都会影响燃烧反应的反应机理。

三、燃烧反应的温度对反应速率的影响反应体系的温度是一种可以影响燃烧反应速度的重要因素，当反应体系的温度越高时，反应自由能变化也就越大，反应速度也就越快。

温度对燃烧反应速度的影响可以通过阿伦尼乌斯方程进行定量描述。

另外，在燃烧反应过程中，一些反应是自发进行的，也就是说，这些反应在一定温度下可以自行进行。

四、燃烧反应的催化作用催化剂是一种可以加速化学反应速率的物质，它可以提高反应活化能和降低反应状态的能量垒，从而加速整个反应过程的进行。

在燃烧反应过程中，催化剂的存在可以显著提高反应速率，降低反应温度和反应的副反应产物等。

所以，在燃烧反应的生产过程中，催化剂的应用可以大大提高燃烧的效率。

五、燃烧反应的实际应用燃烧反应是一个广泛应用于能源、环保等领域中的重要过程。

如酸雨的产生、燃料的燃烧、工业生产过程中的化学反应等都与燃烧反应密切相关。

在实际应用中，我们可以通过调整燃料的配方、合理控制反应温度、选用适合的催化剂等措施来提高反应效率、减少反应的副反应产物并保护环境。

燃烧学-1.燃烧动力学基础

NO和N
三、化学平衡时燃烧产物成分的计算

计算步骤
（1）由燃料分子式，得出完全燃烧需要的空气量；（2）由原子平衡，得到反应物与产物系数等式；（3）给出约束条件方程；（4）根据离解化学反应平衡条件，写出平衡方程；（5）联立求解方程组，得到产物成分系数；（6）进一步求产物内能、焓等。

计算
假设：燃料的一般分子式为CnHmOlNk，燃烧产物共有H、 O、N、H2、OH、CO、NO、O2、H2O、CO2、N2、Ar等 12种，依次用x1～x12表示其摩尔分数。x13为产生1摩尔燃烧产物的燃料摩尔数。
0 0 H R 298 hC 298 M s h 0 M j h 0 fS fj
1 (393.51) 2 (285.85) 7.52 0 1 (74.85) 2 0 7.52 0
890.36kJ / mol
1.3

燃烧热的测量和计算
定容量热计：燃烧热不做功，所以所吸收的热量等于使内能增加了；定压量热计：燃烧热做功，所吸收的热量等于焓增大了 h 。
一.燃烧热的直接测量 (两种方法）

二. 烧热的间接计算法 (化学两个定律）

拉瓦锡-拉普拉斯 ( Laplace ) 定律
盖斯 ( Hess ) 定律
燃烧热：一摩尔的燃料和氧化剂在等温等压条件下
完全燃烧释放的热量。标准状态时的燃烧热称为标准燃烧热。
2．判断下列热化学方程式的反应热是否为生成热？原因？
1 2
H2 (g) +
1 I 2 2
(s) → HI (g)
h0 298 = 25.10 kJ／mol f
CO (g) + 1 O2 (g) → CO2 (g)

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