Моделирование химико-технологических процессов в производстве неорганических веществ учебное пособие

100 
1
00
Продолжение табл. 6.10 
№ 
п/п 
Схема реакции 
Начальные концентрации, 
моль/л 
Теплоемкости, кДж/(моль∙К) 
Предэкспо-
нента, с
–1 
Энергия 
активации, 
кДж/моль 
Тепловой 
эффект, q, 
кДж/моль 
Начальная 
температура, 
Т
0
, К 
C
A,0
C
B,0
C
C,0
C
D,0
c
p,A 
c
p,B
c
p,C
c
p,D
k
0,1 
k
0,2
E
1
E
2
11 
12 
0 
0.5 
0.2 
0.112 0.106 0.115 0.107 8∙10
17
2∙10
16
120 
160 
130 
670 
12 
10 
0 
0 
0 
0.102 0.096 0.110 0.097 5∙10
17
1∙10
16
320 
340 
–160 
1070 
13 
15 
0 
0 
1 
0.108 0.095 0.105 0.101 2∙10
17
9∙10
16
140 
110 
90 
500 
14 
20 
0.5 
0 
0 
0.098 0.101 0.102 0.095 9∙10
17
6∙10
16
150 
130 
–190 
1170 
15 
22 
0 
0.5 
0.7 
0.103 0.102 0.104 0.097 9∙10
15
6∙10
15
190 
200 
170 
870 
16 
8 
9 
0 
0 
0,075 0,068 0,074 0,059 2∙10
16
1∙10
16
140 
170 
–45 
950 
17 
10 
4 
0 
0 
0,105 0,098 0,084 0,089 2∙10
17
5∙10
16
140 
170 
–195 
1100 
18 
11 
10 
0 
2 
0,078 0,088 0,105 0,078 5∙10
16
9∙10
15
120 
160 
95 
550 
19 
10 
6 
0 
0 
0,071 0,091 0,101 0,097 5∙10
14
9∙10
14
125 
135 
96 
570 
20 
9 
20 
1 
0 
0,083 0,098 0.108 0,109 6∙10
15
2∙10
16
155 
170 
–125 
1080 
21 
10 
19 
1 
0 
0,108 0,097 0,118 0,105 6∙10
14
2∙10
15
250 
270 
225 
490 
22 
9 
10 
12 
0 
0,102 0,088 0,105 0,100 7∙10
15
3∙10
15
150 
190 
–110 
900 
23 
9 
11 
10 
1 
0,112 0,106 0,115 0,107 8∙10
15
2∙10
15
220 
260 
120 
570 
24 
10 
11 
15 
0 
0,102 0,096 0,118 0,122 8∙10
14
1∙10
15
200 
215 
–270 
1170 
25 
10 
18 
9 
0 
0,112 0,109 0,101 0,092 9∙10
18
7∙10
18
220 
200 
260 
470 

101 
1
0
1
Окончание табл. 6.10 
№ 
п/п 
Схема реакции 
Начальные концентрации, 
моль/л 
Теплоемкости, кДж/(моль∙К) 
Предэкспо-
нента, с
–1 
Энергия 
активации, 
кДж/моль 
Тепловой 
эффект, q, 
кДж/моль 
Начальная 
температура, 
Т
0
, К 
C
A,0
C
B,0
C
C,0
C
D,0
c
p,A 
c
p,B
c
p,C
c
p,D
k
0,1 
k
0,2
E
1
E
2
26 
16 
0 
0.9 
1.2 
0.112 0.106 0.115 0.107 8∙10
17
2∙10
16
120 
190 
–230 
1070 
27 
15 
2 
0 
4 
0.102 0.096 0.110 0.097 5∙10
17
1∙10
16
200 
240 
240 
570 
28 
18 
0 
2 
1 
0.108 0.095 0.105 0.101 2∙10
17
9∙10
16
150 
190 
–190 
1000 
29 
20 
1.5 
0 
2 
0.098 0.101 0.102 0.095 9∙10
17
6∙10
16
190 
230 
290 
770 
30 
18 
0 
2 
0.7 
0.103 0.102 0.104 0.097 9∙10
15
6∙10
15
180 
210 
–190 
970 

102 
6.2.4. Контрольные вопросы 
1. Каким образом выглядит уравнение действующих масс для реакции, в 
которой участвуют вещества A, B, … N? 
2. Каким образом определяется порядок реакции по отношению к 
определенному реагенту и общий порядок реакции? 
3. От каких параметров зависит скорость гомогенной и гетерогенной реакций? 
4. Каким образом определяется размерность константы скорости химической 
реакции? 
5. Является ли стехиометрическое уравнение химической реакции отражением 
механизма химической реакции? Что понимается под механизмом 
химической реакции? Приведите примеры. 
6. Всегда ли существует прямая связь между стехиометрическим уравнением 
химической реакции и выражением для скорости этой реакции? Поясните 
ответ примерами. 
7. Запишите кинетические уравнения для последовательных реакций 
. 
8. Запишите кинетические уравнения для параллельных реакций 
. 
9. Запишите кинетические уравнения для смешанных реакций 
. 
10. Для каких веществ может быть рассчитана степень превращения? Каким 
образом рассчитывается степень превращения? Каким образом можно 
выразить текущую концентрацию вещества через степень превращения? 
11. Каким образом можно определить число независимых реакций? 
12. Приведите примеры обыкновенных дифференциальных уравнений и 
уравнений в частных производных, используемых для математического 
описания химико-технологических процессов. 

103 
6.3. Экспериментальное исследование кинетики химических реакций 
Данные о кинетике гомогенных жидких систем обычно получают, 
проводя опыты в периодически действующем реакторе (реже – в проточном), а 
данные о кинетике гетерогенных систем для реакций, проходящих в газовой 
фазе, – в проточных реакторах на малой длине слоя катализатора или по всей 
длине слоя катализатора. 
Кинетические данные получают измерением зависимости от времени 
какого-нибудь химического или физического параметра, который является 
функцией концентрации в одной из форм: 
1) скорость изменения концентрации С – функция времени τ: 
2) скорость изменения концентрации С – функция концентрации: 
3) концентрация С – функция времени τ: 
. 
Если при проведении опытов скорость реакции (дифференциальная 
величина) 
определяется 
непосредственно, 
метод 
называется 
дифференциальным. 
Если 
определяется 
количеством 
вещества, 
прореагировавшего за какой-то промежуток времени или на каком-то участке 
реактора, то метод называется интегральным. 
Опытные данные о кинетике получают обычно в два этапа: определяют 
изменение концентраций исходного вещества при фиксированной температуре, 
а затем находят изменение констант скорости реакции в зависимости от 
температуры. Для анализа опытных данных принимают два метода: 
интегральный и дифференциальный. 

104 

жүктеу/скачать 4.76 Mb.

Достарыңызбен бөлісу: