Лекции - часть 1
.pdfНеобходимо использовать определение для скорости химической реакции – количество актов реакции в единице объема за единицу времени.
i Ai j Bj |
W |
1 |
|
dN |
Ai |
|
1 |
|
dNBj |
|
V i |
|
dt |
V j |
|
dt |
|||||
i |
j |
|
|
|
|
Алгоритм решения (выразить все через одну переменную):
1.Закон действующих масс выражается через концентрации.
2.Используется химическая переменная для записи текущих концентраций (как в термодинамике при решении задач на равновесие).
3.Нужно учитывать изменение объема, также выражая его через химическую переменную.
81
k |
|
1 dnA |
|
k A |
|
|
|
|
|
|
|
|||
A B C |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
W V dt |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
Выражаем все через хим. переменную |
|
|
n |
A |
k |
n |
B |
|
n |
C |
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
0 A |
|
|
0 B |
|
|
0C |
|
nA n0 A |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
A nA C |
|
|
n0 A |
|
|
|
|
|
C |
n0 A |
C |
|
|||||||||
n |
|
n |
|
|
|
|
|||||||||||||||
|
|
n |
|
n |
|
|
|
|
|
n |
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
0 A |
0 B |
|
|
|
0C |
|
|
|
|
0 |
|
|
||||
V |
|
n |
|
n0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
V |
n |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
n |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
0 |
|
0 |
|
|
0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
d n0 A |
n |
|
|
|
n |
|
|
|
|
|
d |
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
k |
0 A |
|
|
V0 |
0 |
|
|
|
|
dt |
||||
|
|
|
|
dt |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
n0 |
|
|
n0 |
|
|
|
Поскольку давление и температура в ходе реакции постоянны, общая концентрация С газовой смеси также постоянна
k V0 n0 A k n0 A n0
82
P=const
d |
k n |
|
|
|
dt |
0 A |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
n0 A d k t |
dt |
|||
0 |
|
|
0 |
|
|
n0 A |
|
kt |
|
ln |
|
|
||
n0 A |
|
|||
|
|
|
|
n0 A 1 e kt , |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
n0 A |
|
|
|
nA n0 Ae kt , |
|
|
|
V V0 1 |
1 |
e kt |
|||||||||||
|
|
|
|
|
|||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
n0 |
|
||
A |
|
n |
A |
n |
|
|
|
|
e kt |
|
|
|
|
|
|
||
|
0 A |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
V V0 1 nn0 A 1 e kt |
|
||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0 |
|
|
|
|
|
|
|
C A 0 |
при |
|
|
|
n0 B n0C 0 : |
n0 A n0 , |
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
A |
|
|
|
e kt |
|
A |
|
|
|||||
|
|
|
|
2 |
e kt |
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
0 |
|
|
|
|
|
V=const
d A |
k A |
|
dt |
||
|
A A 0 e kt
83
1 |
|
|
|
|
|
k 1 c 1 |
|
AV(t) |
|
|
|
AP(t) 0.5 |
|
|
|
0 0 |
1 |
2 |
3 |
|
|
t |
|
A k B C
A V const A 0 e kt
e kt
A P const A 0 2 e kt
84
1 |
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
xV(t) |
0.5 |
|
k 1 c 1 |
|
xP(t) |
|
|
|
|
0 |
0 0 |
|
|
|
|
1 |
2 |
3 |
|
|
0 |
t |
|
3 |
A k B C
x |
V const |
1 e kt |
|
V const |
|
n0 |
|
|
|
|
|
xP const |
|
P const |
1 e kt |
|
|
n0 |
|
85
|
|
|
|
2A k B |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
n |
|
|
0, |
|
|
C A |
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0 B |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0 |
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
dnA |
|
|
k A 2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Решение: |
|
|
k |
|
|
||||||||||||||||
|
|
|
|
W |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2A |
|
|
|
|||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 V dt |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
B |
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
n0 2 |
|
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
d n0 A 2 |
2kC2 |
n |
|
|
2 |
|
2 |
V |
|
|
n |
|
|
nA n0 2 |
|
|
||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0 A |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
dt |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
nA |
|
|
n0 2 |
||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
n |
|
|
|
0 |
|
|
|
|
n |
|
|
|
|
|||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0 |
|
A n |
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
C n |
C |
||||||||||||||||
|
d |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||
|
kC n |
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0 |
|
|
|||||||||||||||||||
|
dt |
|
|
|
n |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
V |
|
n |
|
|
|||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0 |
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
V |
n |
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
1 x |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
0 |
|
|
0 |
|
|
|
|
||||||||||
x |
2 |
|
|
|
|
|
x |
|
|
|
|
1 |
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
dx |
0.5 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
dx |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
0 1 2x |
|
|
|
|
|
|
0 |
1 2x |
|
|
1 2x |
|
|
|
|
Получить зависимость [A] от t |
|||||||||||||||||||||||||||||
|
|
2x |
|
ln |
1 2x 4kCt, |
|
|
|
|
|
x |
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
можно только численно |
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||
1 2x |
|
|
|
|
|
n0 |
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
86
1 |
|
|
2A k B |
1 |
|
|
|
|
|
k A |
1 c 1 |
|
|
0 |
|
AV(t) |
|
|
Концентрация А больше |
AP(t) 0.5 |
|
|
|
|
|
для реакции при |
|
|
|
|
P=const. Означает ли |
0 |
|
|
это, что превращение |
|
|
идет медленнее? |
|
0 0 |
|
|
|
1 |
2 |
3 |
|
0 |
|
t |
3 |
A V const |
|
|
|
A 0 |
|
A P const |
A 0 |
1 2x |
, где х решение |
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 x |
|
|
1 |
2k A 0 |
t |
|
2x |
|
|
|
||||
|
|
|
ln 1 2x 4k A t |
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
1 2x |
0 |
|
87
0.6 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2A k B |
0.487 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0.4 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
xV(t) |
|
|
|
|
|
|
k A |
|
|
||
xP(t) |
|
|
|
|
|
|
1 c 1 |
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
0 |
|
|
|
0.2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0 0 |
|
|
1 |
|
|
|
|
2 |
|
3 |
|
0 |
|
|
|
|
|
|
t |
|
|
3 |
|
x |
|
|
|
1 |
|
|
1 |
|
|
хP const |
решение |
V const |
2 |
1 |
1 2k A |
|
|
2x |
|
||||
V const |
|
n |
|
|
|
|
t |
ln 1 2x 4k A 0 t |
|||
|
|
0 |
|
|
|
|
0 |
1 2x |
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
88
проточный или периодический
Банка бражки с дизайном «привет Горбачеву» – реактор периодического действия
Самогонный аппарат нового поколения.
Змеевик – проточный реактор 89
Поточная
Вид Омского НПЗ
Проточный реактор позволяет непрерывно
получать продукт
90