建立动力学方程式的方法
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化学反应工程作业
建立动力学方程式的方法
（1）固定T，测定各时刻浓度，得到
ci=f(t)，确定反应级数和这个温度下的速
率常数； （2）变化T，确定不同温度下的k，得到 k=f(T)； （3）得到活化能E和指前因子k0。
N
根据反应 机理 推测
C-t关系 动力学 运算 并作图 方程形式
线性关 系否？
Y
1 1 c c A0 A
对t作图为一直线，则说明n=2是正确的，故该反应 对醋酸为二级反应，从直线的斜率可以求得在此温 度下包含丁醇浓度的k’值。
பைடு நூலகம்
t1 cA1
c A0 cAe
t2 cA2
t3 cA3
t4 cA4
t5 cA5
t6 cA6
cA
f (c A ) ln
f(cA1) f(cA2) f(cA3) f(cA4) f(cA5) f(cA6)
t ③ 以t为横坐标，f(c )为纵坐标，将t-f(c )做图，若得到过原 点的直线，则表明所假设的反应级数是正确的，其斜率为 反应速率常数k，否则重新假设反应级数，并重得上述步 骤。
1 T6
1 T1
实例
例: 等温条件下进行醋酸 (A)和丁醇(B)的醋化反应： CH3COOH+C4H9OH=CH3COOC4H9+H2O 醋酸和丁醇的初始浓度分别为0.2332和1.16kmolm-3。测得 不同时间下醋酸转化量如表所示。
t/hr 醋酸转化量 ×102/kmol.m-3 0 0 1 1.636 2 2.732 3 3.662 4 4.525 5 5.405 6 6.086 7 6.833 8 7.398
A A
活化能E的求取： 选若干温度T，作同样的实验，通过其数据求出其相 应温度下该反应的速率常数k值；
T
k
T1
k1
T2
k2
T3
k3
T4
k4
T5
k5
T6
k6
由Arrhenius方程的对数型式 : 式:
ln k
E 斜率 R
E 1 ln k ln k0 R T
由斜率即可求得活化能E
1 T
试求反应的速率方程。
解：由于题目中给的数据均是醋酸转 化率较低时的数据，而丁醇又大大过 量，反应过程中丁醇浓度可视为不变。 所以反应速率方程为：
dcA m n n rA kcB cA k cA dt
将实验数据分别按0、1和2级处理并得到t-f(cA) 的关系
从图可知，以
与实验数据 c-t一致否？
N
Y
正确的动 力学方程
举例：
步骤：
dc A n (rA ) k cA A P dt ① 假设反应级数n=1;
f ( c A ) ln c A0 cA
ln(
c A0 ) cA
② 将实验中测定的各时刻t的物料浓度代入 各t下的f(cA) ;
t
斜率 k
得到
建立动力学方程式的方法
（1）固定T，测定各时刻浓度，得到
ci=f(t)，确定反应级数和这个温度下的速
率常数； （2）变化T，确定不同温度下的k，得到 k=f(T)； （3）得到活化能E和指前因子k0。
N
根据反应 机理 推测
C-t关系 动力学 运算 并作图 方程形式
线性关 系否？
Y
1 1 c c A0 A
对t作图为一直线，则说明n=2是正确的，故该反应 对醋酸为二级反应，从直线的斜率可以求得在此温 度下包含丁醇浓度的k’值。
பைடு நூலகம்
t1 cA1
c A0 cAe
t2 cA2
t3 cA3
t4 cA4
t5 cA5
t6 cA6
cA
f (c A ) ln
f(cA1) f(cA2) f(cA3) f(cA4) f(cA5) f(cA6)
t ③ 以t为横坐标，f(c )为纵坐标，将t-f(c )做图，若得到过原 点的直线，则表明所假设的反应级数是正确的，其斜率为 反应速率常数k，否则重新假设反应级数，并重得上述步 骤。
1 T6
1 T1
实例
例: 等温条件下进行醋酸 (A)和丁醇(B)的醋化反应： CH3COOH+C4H9OH=CH3COOC4H9+H2O 醋酸和丁醇的初始浓度分别为0.2332和1.16kmolm-3。测得 不同时间下醋酸转化量如表所示。
t/hr 醋酸转化量 ×102/kmol.m-3 0 0 1 1.636 2 2.732 3 3.662 4 4.525 5 5.405 6 6.086 7 6.833 8 7.398
A A
活化能E的求取： 选若干温度T，作同样的实验，通过其数据求出其相 应温度下该反应的速率常数k值；
T
k
T1
k1
T2
k2
T3
k3
T4
k4
T5
k5
T6
k6
由Arrhenius方程的对数型式 : 式:
ln k
E 斜率 R
E 1 ln k ln k0 R T
由斜率即可求得活化能E
1 T
试求反应的速率方程。
解：由于题目中给的数据均是醋酸转 化率较低时的数据，而丁醇又大大过 量，反应过程中丁醇浓度可视为不变。 所以反应速率方程为：
dcA m n n rA kcB cA k cA dt
将实验数据分别按0、1和2级处理并得到t-f(cA) 的关系
从图可知，以
与实验数据 c-t一致否？
N
Y
正确的动 力学方程
举例：
步骤：
dc A n (rA ) k cA A P dt ① 假设反应级数n=1;
f ( c A ) ln c A0 cA
ln(
c A0 ) cA
② 将实验中测定的各时刻t的物料浓度代入 各t下的f(cA) ;
t
斜率 k
得到