燃烧学 徐通模 第一章新.pptVIP

第六节　氮氧化物形成的化学反应机理 1)给出该反应的反应级数，根据质量作用定律写出该反应的反应速率表达式，给出反应速率常数的单位。2)在592K时，kf=498cm3/(mol·s)，如果NO2的浓度为3×10-6mol/cm3，求NO2的分解速率。3)该反应在不同温度下的反应速率常数见下表，求该反应的活化能。E=113.7kJ/mol。 在线教务辅导网： 更多课程配套课件资源请访问在线教务辅导网 燃　烧　学 主编： 徐通模 第一章　燃烧化学反应动力学基础第二章　燃烧空气动力学基础第三章　着火理论 第四章　气体燃料燃烧第五章　液体燃料燃烧第六章　煤的燃烧第七章　燃烧科学技术发展 第一章　燃烧化学反应动力学基础 第一节　燃烧化学反应动力学概述第二节　燃烧化学反应速率第三节　影响化学反应速率的因素第四节　链式化学反应第五节　燃烧化学反应中的化学平衡第六节　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 燃烧是燃料与氧气的剧烈化学反应，并伴随着发光、发热的现象。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。 第二节　燃烧化学反应速率 一、浓度二、化学反应速率三、基元反应与总包反应四、质量作用定律五、反应级数六、基元反应的化学反应速率七、总包反应的化学反应速率 一、浓度 1.质量浓度2.物质的量浓度3.摩尔分数 二、化学反应速率 图1-1　反应物与反应产物的浓度随时间的变化 三、基元反应与总包反应 物质的化学变化是物质的一种质的变化，一些物质经化学反应变化成另一些性质迥然不同的物质。绝大多数化学反应为复杂化学反应，所谓复杂化学反应，是指并非一步完成，而需要经过若干相继的中间反应，涉及若干中间反应产物才能生成最终反应产物的反应。 四、质量作用定律 P13.TIF 五、反应级数 五、反应级数 表1-1　燃烧反应级数 六、基元反应的化学反应速率 1.双分子反应2.单分子反应3.三分子反应 七、总包反应的化学反应速率 对总包反应，不能按照其总的反应方程式直接应用质量作用定律来表征反应速率与反应物浓度的关系，写出的反应速率表达式并无重要的意义，质量作用定律只有应用于描述正确反应机理的基元反应方程式时才具有意义。 第三节　影响化学反应速率的因素 一、温度对化学反应速率的影响——阿累尼乌斯定律二、活化能E对化学反应速率的影响三、压力对化学反应速率的影响四、反应物浓度和摩尔分数对化学反应速率的影响五、催化作用对化学反应速率的影响 一、温度对化学反应速率的影响——阿累尼乌斯定律 图1-2　式(1-31)的图解 一、温度对化学反应速率的影响——阿累尼乌斯定律 图1-3　反应速率常数与温度的关系 一、温度对化学反应速率的影响——阿累尼乌斯定律 表1-2　C及燃烧总包反应的动力学常数 一、温度对化学反应速率的影响——阿累尼乌斯定律 图1-4　速率常数与温度的关系 二、活化能E对化学反应速率的影响 图1-5　活化能示意图 三、压力对化学反应速率的影响 将组分浓度代入各自的状态方程可知，在等温条件下，气体组分的浓度与气体的分压力成正比。根据质量作用定律，即式(1-14)表达的反应速率与反应物浓度之间的关系，反应速率与反应物分压力之间的关系 四、反应物浓度和摩尔分数对化学反应速率的影响 图1-6　反应速率与混合气组成的关系 五、催化作用对化学反应速率的影响 催化剂是能够改变化学反应速率而其本身在反应前后的组成、数量和化学性质保持不变的一种物质，催化剂对反应速率所起的作用叫做催化作用，催化也是化工领域应用最多的关键技术环节。 第四节　链式化学反应 一、链式反应的特点二、不分支链式反应三、分支链式反应四、分支链式反应的孕育与爆炸特点 一、链式反应的特点 1)链激发。2)不分支，α=1。3)分支，α＞1。4)终止，形成稳定的反应产物。5)终止，与器壁碰撞消失。 二、不分支链式反应 实验研究表明，尽管其总的化学反应方程式可写为下式，但其反应机理并非简单反应，而是复杂的不分支链式反应。 三、分支链式反应 1. H2与O2燃烧2. CO的燃烧3.碳氢化合物的燃烧 1. H2与O2燃烧 (3)链的终止　在分支链式反应中，因为随着活性中心的浓度不断增加，碰撞的概率也会越来越大，形成稳定分子的机会也越来越大；另外，活性中心也会由于在空中互相碰撞使其能量被夺走，或撞到器壁等原因而销毁，使它失去活性而成为正常分子，因此活性中心的数目不会无限制地增加，甚至会出现撞到器壁而被销毁的活性中心数目大于产生的活性中心数目，销毁速度大于繁殖速度，造成链的终止，从而不会发生化学反应。 (2)链的传播——链式反应的