反應的影響因素分析ppt

反應的影響因素分析ppt第一頁，共三十頁，2022年，8月28日溫度對化學平衡的影響對一定的反應來說，設某一可逆反應，在溫度為T1

、T2時，對應的平衡常數(shù)為K1

、K2

，代入上式中，即得：第二頁，共三十頁，2022年，8月28日由上兩式可得：第三頁，共三十頁，2022年，8月28日化工操作與工藝應用化工系可逆反應，平衡常數(shù)與溫度的關系溫度的影響——化學平衡吸熱反應ΔH?>0，K值隨著溫度升高而增大,有利于平衡產(chǎn)率增加放熱反應ΔH?<0，K值隨著溫度升高而減小，降低溫度使平衡產(chǎn)率增加第四頁，共三十頁，2022年，8月28日反應速率的定義

1.

傳統(tǒng)的定義反應速率是指在一定條件下單位時間內(nèi)反應物轉(zhuǎn)變?yōu)樯晌锏乃俾省＃╩ol·L﹣1·s﹣1、min﹣1、h﹣1）對于均勻體系的恒容反應，習慣用單位時間內(nèi)反應物濃度的減少或生成物濃度的增加來表示，而且為正值。

2.

用反應進度定義的反應速率單位體積內(nèi)反應進行的程度隨時間的變化率，即：式中，V為體系的體積第五頁，共三十頁，2022年，8月28日對于恒容反應，V不變，令dnB/v=dcB

則得：

顯然，用反應進度定義的反應速率的量值與表示速率物質(zhì)的選擇無關，亦即一個反應就只有一個反應速率值，但與計量數(shù)有關，所以在表示反應速率時，必須寫明相應的化學計量方程式。第六頁，共三十頁，2022年，8月28日化學反應的活化能

1.活化分子分子碰撞理論認為，反應物分子之間必須相互碰撞，才有可能發(fā)生化學反應。但是反應物分子之間并不是每一次碰撞都能發(fā)生化學反應。對一般的反應來說，事實上只有少數(shù)或極少數(shù)分子碰撞時能發(fā)生反應。能發(fā)生反應的碰撞稱為有效碰撞。分子發(fā)生有效碰撞所必須具備的最底若以Ec表示，則具有等于或超過Ec的分子稱為活化分子。2.活化能第七頁，共三十頁，2022年，8月28日活化分子具有的平均能量與反應物分子的平均能量之差稱為反應的活化能（Ea）：反應活化能是決定化學反應速率大小的重要因素。反應活化能越小，反應速率越大。碰撞理論較的解釋了有效碰撞，但它不能說明反應過程及其能量的化，為此，過渡狀態(tài)理論應運而生。過渡狀態(tài)理論認為：化學反應不只是通過反應物分子之間簡單碰撞就能完成的，而是在碰撞后先要經(jīng)過一個中間的過渡狀態(tài)，即首先形成一種活性集團（活化配合物），然后再分解為產(chǎn)物。

第八頁，共三十頁，2022年，8月28日NO2與O3反應的示意圖第九頁，共三十頁，2022年，8月28日第十頁，共三十頁，2022年，8月28日化工操作與工藝應用化工系溫度的影響——反應速率ｋ總是隨溫度的升高而增加不可逆反應，產(chǎn)物生成速率隨溫度的升高而加快可逆吸熱反應，凈速率隨溫度的升高而增高可逆放熱反應，在最佳反應溫度下凈反應速率最大第十一頁，共三十頁，2022年，8月28日化工操作與工藝應用化工系溫度對于本反應，溫度應該控制在什么樣的范圍內(nèi)？第十二頁，共三十頁，2022年，8月28日化工操作與工藝應用化工系反應物濃度越高，越有利于平衡向產(chǎn)物方向移動使廉價易得的反應物過量，提高價貴難得反應物的利用率反應物濃度愈高，反應速率愈快濃度的影響第十三頁，共三十頁，2022年，8月28日化工操作與工藝應用化工系壓力的影響壓力對有氣相物質(zhì)參加的反應平衡影響很大分子數(shù)增加的反應，降低壓力可以提高平衡產(chǎn)率分子數(shù)減少的反應，提高壓力可以提高平衡產(chǎn)率分子數(shù)不變的反應，壓力對平衡產(chǎn)率無影響一定的壓力范圍內(nèi)加壓，對加快反應速率有一定好處，但壓力過高，反而不經(jīng)濟惰性氣體的存在，降低反應物的分壓，對反應速率不利，但有利于分子數(shù)增加的反應的平衡第十四頁，共三十頁，2022年，8月28日催化催化過程是兩種或更多物質(zhì)在有催化劑存在下發(fā)生化學作用的過程。很多反應在催化劑作用下才能進行催化劑又稱觸媒，不參與反應卻能顯著的改變化學反應過程的進行。大多數(shù)化學產(chǎn)品是通過催化方法合成的。第十五頁，共三十頁，2022年，8月28日化工操作與工藝應用化工系催化劑的基本特征催化劑是參與了反應的，但反應終了時，催化劑本身未發(fā)生化學性質(zhì)和數(shù)量的變化

催化劑只能縮短達到化學平衡的時間（即加速作用），但不能改變平衡

催化劑具有明顯的選擇性，特定的催化劑只能催化特定的反應

第十六頁，共三十頁，2022年，8月28日化工操作與工藝應用化工系催化劑的性能及使用

提高反應速率和選擇性改進操作條件催化劑有助于開發(fā)新的反應過程，發(fā)展新的化工技術(shù)催化劑在能源開發(fā)和消除污染中可發(fā)揮重要作用第十七頁，共三十頁，2022年，8月28日化工操作與工藝應用化工系催化劑改變反應途徑第十八頁，共三十頁，2022年，8月28日化工操作與工藝應用化工系催化劑的分類

按催化反應體系的物相均一性

均相催化劑非均相催化劑第十九頁，共三十頁，2022年，8月28日催化劑對反應活化能的影響第二十頁，共三十頁，2022年，8月28日活化能降低使活化反應分子數(shù)增加第二十一頁，共三十頁，2022年，8月28日催化過程分類之均相催化均相催化：起反應的物料與催化劑形成單相即均相的體系，成為均相催化。均相催化劑雖然具有反應活性高的優(yōu)點，但分離回收再利用困難。Lewis酸催化：無水AlCl3催化的付克反應。均相絡合催化第二十二頁，共三十頁，2022年，8月28日非均相催化非均相催化：起反應的物料與催化劑形成多相即非均相的體系，各自處于不同的聚集狀態(tài)下，稱為非均相催化過程或接觸催化過程。如合成氨催化劑：Fe-Al2O3-K2O。Fe是主催化劑，Al2O3-K2O是助催化劑。CO用鎳催化劑加氫。第二十三頁，共三十頁，2022年，8月28日催化的分類按反應類別

加氫、脫氫、氧化、裂化、水合、聚合、烷基化、異構(gòu)化、芳構(gòu)化、羰基化、鹵化第二十四頁，共三十頁，2022年，8月28日化工操作與工藝應用化工系按反應機理

氧化還原型催化劑、酸堿催化劑按使用條件下的物態(tài)

金屬催化劑、氧化物催化劑、硫化物催化劑、酸催化劑、堿催化劑、絡合物催化劑和生物催化劑第二十五頁，共三十頁，2022年，8月28日化工操作與工藝應用化工系工業(yè)催化劑的使用性能

活性選擇性壽命

壽命的影響因素

化學穩(wěn)定性熱穩(wěn)定性力學性能穩(wěn)定性耐毒性第二十六頁，共三十頁，2022年，8月28日化工操作與工藝應用化工系失活原因：

超溫過熱，使催化劑表面發(fā)生燒結(jié)，晶型轉(zhuǎn)變或物相轉(zhuǎn)變；原料氣中混有毒物雜質(zhì)，使催化劑中毒；

有污垢覆蓋催化劑表面催化劑的失活和再生第二十七頁，共三十頁，2022年，8月28日化工操作與工藝應用化工系再生：暫時性中毒是可逆的，當原料中除去毒物后，催化劑可逐漸恢復活性永久性中毒則是不可逆的。催化劑積碳可通過燒碳再生無論是暫時性中毒后的再生，還是積碳后的再生，均會引起催化劑結(jié)構(gòu)的損傷，致使活性下降催化劑的失活和再生第二十八頁，共三十頁，2022年，8月28日化工操作與工藝應用化工系因素化學平衡K反應速率工藝選擇溫度升溫提高吸熱反應平衡轉(zhuǎn)化率，降溫提高放熱反應平衡轉(zhuǎn)化率大多數(shù)反應，升溫使速度加快。四種特殊類型。在催化劑適宜范圍內(nèi)，溫度低，催化劑活性低，反應速度較慢，副反應少；溫度高，催化劑活性高，但易失活，副反應多。對放熱反應，升溫在熱力學上不利。高溫要考慮設備材料承受力。壓力（氣相）降壓提高分子數(shù)增加反應平衡轉(zhuǎn)化率，升壓提高分子數(shù)減少反應平衡轉(zhuǎn)化率增加壓力會使反應物濃度增大分子數(shù)增多反應，減壓有利，用惰性氣體分壓；分子數(shù)減少反應，加壓有利平衡和反應速度，也能提高設備生產(chǎn)能力，但對設備材質(zhì)和制造要求高，安全條件要求高。原料配比反應物濃度增高，反應正向移動；及時移出產(chǎn)物，有助正向反應反應物濃度增大，速率增大。可提高價廉反應物濃度提高一反應物濃度提高另一反應物轉(zhuǎn)化率，反應中差距增大，該反應物回收。提高濃度速度增大。如易爆則在爆炸范圍外催化劑不改變平衡位置，只改變到達平衡時間合適催化劑在合適溫度下使主反應速度大大加快對氣固催化，粒度細，選擇性和速率都會提高，但阻力增大，傳熱