化学反应器的类型

初中化学四大基本反应类型归纳

初中化学四大基本反应类型归纳 四大基本反应类型是:化合反应、分解反应、置换反应、复分解反应 一、化合反应:由两种或两种以上的物质生成另一种物质的反应,叫化合反应。 点燃 1、非金属单质与氧气生成非金属氧化物。如 2H 2+O 2 ===H 2 O 其它非金属如硫、磷、碳等都可以与氧气反应生成非金属氧化物。 点燃 2、金属与氧气反应生成金属氧化物。如 3Fe+2O 2====Fe 3 O 4 其它金属如铝、锌、铜也可以与氧气发生类似反应,生成相应的金属氧化物。 3、金属氧化物与水反应,生成相应的碱。如CaO+H 2O= Ca(OH) 2 其它金属氧化物Na 2O、K 2 O、BaO都可以与水反应生成相应的碱 4、非金属氧化物与水反应,生成相应的酸。如 CO 2+H 2 O= H 2 CO 3 其它非金属氧化物SO 2、 SO 3 也可以与水生成相应的酸。 点燃 5、其它如2CO+ O 2 =====2CO 2 等。 二、分解反应:由一种物质生成两种或两种以上其他物质的化学反应叫做分解反应。高温 1、不溶性碳酸盐高温分解如CaCO 3====CaO+CO 2 ↑ 加热 2、不溶性碱受热分解,如Cu(OH) 2 =====CuO + H 2 O 加热

3、某些酸式盐受热分解(了解)如B、2NaHCO 3 =====Na 2 CO 3 +CO 2 ↑+H 2 O 加热 4、某些碱式盐受热分解(了解)如 Cu 2(OH) 2 CO 3 =====2CuO+ CO 2 ↑+ H 2 O 其它如:水的电解、双氧水分解、高锰酸钾受热分解、氯酸钾受热分解 三、置换反应:一种单质和一种化合物生成另一种单质和另一种化合物的反应叫置换反应。 1、活泼金属与酸反应(金属为金属活动顺序中氢以前的金属,酸不包括浓硫酸 和硝酸)例如Fe+2HCl=FeCl 2+H 2 ↑ Mg+ 2HCl = MgCl 2+ H 2 ↑ H 2 SO 4 + Fe = FeSO 4 + H 2 ↑ 2HCl + Zn = ZnCl 2+ H 2 ↑H 2 SO 4 + Zn = ZnSO 4 + H 2 ↑ 2、金属与盐反应,生成新盐与新金属。盐(含较不活泼金属)+金属(较活泼)——金属(较不活泼)+盐(含较活泼金属)盐须溶于水,金属须比盐中金属活泼,钾、钙、钠三种金属不跟盐溶液发生置换反应。 如Fe+CuSO 4===FeSO 4 +Cu 2AgNO 3 + Cu= Cu(NO 3 ) 2 +2 Ag 加热 3、氢气还原金属氧化物,H 2+CuO =====Cu+H 2 O 高温 4、碳还原金属氧化物。3C+Fe 2O 3 =====2 Fe+ 3CO 2 ↑ 四、复分解反应:两种化合物相互交换成分,生成另外两种化合物的反应,叫复分解反应。 1、酸+碱性氧化物——盐+水 如Fe 2O 3 + 6HCl= 2 FeCl 3 +3H 2 O 3H 2SO 4 + Fe 2 O 3 = Fe 2 (SO 4 ) 3 + 3H 2 O

化学键理论概述(作业)

化学键理论概述(作业) 7-1从电负性数据判断下列化合物中哪些是离子化合物?哪些是共价化合物? NaF ; AgBr ; RbF ; HI ; CuI ; HBr ; CsCl ; 答:题设元素的鲍林电负性为: 根据化学键理论,如果要生成离子键,成键原子的元素电负性差异必须大于1.7(即:离子百分数大于50%),反之只能形成共价键。而离子化合物是由离子键形成的化合物,共价化合物是由共价键形成的化合物,故可以通过判断化合物中化学键的类型判断化合物是离子护额合物还是共价化合物。其判断结果如下: 物质类型判断表 7-2.试证明立方晶系AB 型离子晶体配位数为4和配位数为8的介稳定状态中r + /r -分别为0.225和0.732。 证明:如果晶体处于介稳定状态,则离子间全接触(同号和异号之间皆接触); (1)在配位数为4的立方晶体中, ∠ACB= cos109.5° 5 .109cos ))((2)()()2(5 .109cos )()(2)()() (2;2 2 2 2 2 2 -+-+-+-+-- -+++++++=?++=?= +==r r r r r r r r r BC AC AC BC AB r AB r r AC BC 根据余弦定律: 225 .015 .109cos 11=-+=- + r r 7-4.根据已知的下列数据,由伯恩-哈伯循环计算BaCl 2的Δf H m 0;

氯分子的解离能:242kJ·mol-1;钡的升华热:193kJ·mol-1; 钡的第一电离能:503kJ·mol-1;钡的第二电离能:965kJ·mol-1; 氯的电子亲和能:349kJ·mol-1;氯化钡的晶格能:2027kJ·mol-1; 解:根据化学热力学理论,物质的生成焓是指:在标准态下,由稳定单质生成1mol纯化合 物的热效应。对于BaCl 2的Δ f H m 0对于的反应为: Ba(s)+ Cl 2(g)=BaCl 2 (s) 根据离子键理论,晶格能的定义为:在标准状态下,将1mol离子晶体拆散为气态阳离子和气态阳离子所需要的能量.对于BaCl 2 为: BaCl 2 (s)=Ba2+(g)+ 2Cl-(g) 根据化学热力学由原理设计如下伯恩-哈伯循环。 f H0 = -U + (S + D + I + 2E) = -2027 +[193+242+503+965+2×(-)349] = -822.00 kJ· mol-1; 答:由伯恩-哈伯循环计算BaCl 2的Δ f H m 0为-822.00 kJ·mol-1; 7-8.简述价层电子对互斥理论的主要内容,试用价层电子对互斥理论判断下列分子或离子的空间构型。 BeCl2;BCl3;NH4+;H2O;ClF3;PCl5;I3-;ICl4-; ClO2-;PO43-;CO2;SO2;NOCl;POCl3; 解:价层电子对互斥理论的主要内容有:对于ABm型分子,分子的几何构型与中心原子A 的价层电子对构型有关。其中,中心原子的价层电子对数、电子对的性质(成键电子、孤对电子)、电子对之间的夹角等决定其几何构型。分子的稳定构型是价层电子对构型中斥力最小的构型。 根据价层电子对互斥理论,题设分子或离子的空间构型为: (1)对于BeCl2分子; 中心Be的价层电子对数=(2+2×1)/2=2, 其中成键电子对数=2;故孤对电子对数=2-2=0 所以分子的空间构型为直线型。 (2)对于BCl3分子; 中心B的价层电子对数=(3+3×1)/2=3, 其中成键电子对数=3;故孤对电=0 所以分子的空间构型为平面正三角形; (3)对于NH4+分子;

最新高中化学反应类型归纳

1、卤代反应:有烃与卤素单质反应 如423CH Cl CH Cl HCl +?? →+光(烷烃:光照) 2Fe Br +?? →Br -HBr +(芳香烃:催化剂) 醇与氢卤酸反应 例:25252C H OH HBr C H Br H O +→+ 2、硝化反应: 如 3|CH 2433H SO HNO +????→浓2O N -2 NO -2| NO 3 | CH 23H O + 3、碘化反应: 如:()24H SO ?+??→浓3SO H -2H O + 4、有机物的水解(卤代烃水解和酯的水解) 例:25225C H Br H O C H OH HBr ?+?? →+ 3252325H CH COOC H H O CH COOH C H OH + ++垐垎噲垐 5、分子间脱水(酯化反应,醇分子间脱水) 例如:24 3253252H SO CH COOH C H OH CH COOC H H O ?+????→+浓 24025252521402H SO C C H OH C H OC H H O ????→+浓

1、不饱和烃与H 2、X 2、HX 、H 2O 等加成 如2332Ni CH CH H CH CH ? ≡+??→ 22222|| CH CH Br CH CH Br Br =+→- 2、芳香烃与X 2、H 2加成 例: 23Ni H ?+??→ 3、||O C --与H 2加成(包括醛、酮单糖与H 2加成) 如3232Ni CH CHO H CH CH OH ? +??→ 三、消去反应: 1、卤代烃消去:X 所连碳原子上连有H 原子的卤代烃才能消去(NaOH 醇溶液)。 如:322322CH CH CH X NaOH CH CH CH NaX H O ? -+??→=++醇 2、醇消去:羟基所连碳原子上的相邻碳原子上必须连有H 原子的醇才能消去(浓H 2SO 4,加热)。 如:2403232217033 ||| H SO C CH CH CH CH C CH H O CH CH OH --????→-=+浓 四、聚合反应: 1、加聚反应:不饱和有机物彼此加成而生成高分子化合物的反应。

论述化学反应器的分类和化学反应的基本类型

论述化学反应器的分类和化学反应的基本类型 <一>化学反应的基本类型 摘要 一提到化学反应类型,不少学生都认为是“化学反应基本类型”,答案只能在化合反应、分解反应、置换反应、复分解反应四种情况里选一种,除此之外的答案都是错的,这给学生带来很大困惑。本文探讨了“化学反应基本类型”的本质和局限性,并探讨了复分解反应的两个疑难问题。本文还详细介绍啦化学反应器的分类,让大家更详细的了解到在化学应用中化学反应器的分类 关键词;化学反应器化学反应基本类型原理 一、问题的提出 化学反应的基本类型有四种,即化合反应,分解反应,置换反应,复分解反应。在对化学反应进行分类时,学生常遇到以下困惑: 1.氧化还原反应、中和反应等反应为什么不属于反应基本类型? 2.有很多反应为什么没有相应的反应基本类型? 3.非金属氧化物与碱的反应为什么不属于复分解反应? 4.碳酸盐与酸的反应被认为是复分解反应,这是为什么? 对于这些问题,机械地利用概念来解释,缺乏说服力,而且第四个问题用概念无法解释,因为复分解反应的概念是两种化合物相互交换成分,生成另外两种化合物的反应,第四种反应有三种化合物生成。 欲解决这些问题,需要弄清楚“反应基本类型”内涵和外延。 二问题的解决 (一)探究所描述的化学反应信息 从具体实例来探究“反应基本类型”所描述的化学反应信息。 1. 3Fe+2OFeO,化合反应——几种成分(Fe和O)结合在一起。 2. 2Fe(OH)=FeO+3HO,分解反应——结合在一起的几种成分(Fe、O、H)分开。 3. Fe+CuSO=FeSO+Cu,置换反应——一种成分(Fe)替换另一种成分(Cu)。 4. 2Fe(OH)+6HCl=2FeCl+6HO,复分解反应——正价态成分(Fe和H)或负价态成分(OH 根和Cl)相互交换。 四种基本类型都是通过成分组合方式的变化来描述化学反应过程的,这就是“反应基本类型”的内涵。而氧化还原反应是通过电子的转移来描述化学反应过程的,中和反应是通过酸碱性的相互消除来描述化学反应过程的,它们的内涵与“反应基本类型”不相符合,所以都不把它们列入“反应基本类型”的范畴。 (二)反应基本类型外延 “反应基本类型”的外延只有四种,面对纷繁复杂的化学反应,这样的外延太窄了,部分反应特别是很多的有机化学反应被排除在“反应基本类型”之外。如同很多观众到了一个小剧场,位子不够,一部分人无法对号入座。所以像这样的情况,并不意味着它们根本上没有相应的反应类型,只是目前还不能对它们变化的特点进行恰当描述罢了。 查现代汉语词典,“基本”的含义有:①根本:人民是国家的~。②根本的:~矛盾。③主要的:~条件∣~群众。④大体上:大坝工程已经~完成。用“基本”来修饰反应类型,是哪种含义呢?是“根本”(最重要的意思)的反应,其它反应都不重要?是“主要的”反应,其它反应都是次要的反应?无论选择那种含义,都不合适。

有机化学反应类型总结

有机化学反应类型总结 1、取代反应 定义:有机物分子里的某些原子或原子团被其它原子或原子团所代替的反应称为取代反应。 (1)能发生取代反应的官能团有:醇羟基(-OH)、卤原子(-X)、羧基(-COOH)、酯基(-COO-)、肽键(-CONH-)等。 (2)能发生取代反应的有机物种类如下图所示: 2、加成反应 定义:有机物分子里不饱和的碳原子跟其他原子或原子团直接结合,生成别的物质的反应,叫加成反应。分子结构中含有双键或三键的化合物,一般能与H2、X2(X为Cl、Br、I)、HX、H2O、HCN等小分子物质起加成反应。 1.能发生加成反应的官能团:双键、三键、苯环、羰基(醛、酮)等。 2.加成反应有两个特点: ①反应发生在不饱和的键上,不饱和键中不稳定的共价键断裂,然后不饱和原子与其它原子或原子团以共价键结合。 ②加成反应后生成物只有一种(不同于取代反应)。 说明: 1.羧基和酯基中的碳氧双键不能发生加成反应。 2.醛、酮的羰基只能与H2发生加成反应。 3.共轭二烯有两种不同的加成形式。 3、消去反应 定义:有机化合物在适当条件下,从一个分子相邻两个碳原子上脱去一个小分子(如H2O、HX等)而生成不饱和(双键或三键)化合物的反应称为消去反应。发生消去反应的化合物需具备以下两个条件: (1)是连有—OH(或—X)的碳原子有相邻的碳原子。 (2)是该相邻的碳原子上还必须连有H原子。

(1)能发生消去反应的物质:醇、卤代烃;能发生消去反应的官能团有:醇羟基、卤素原子。 (2)反应机理:相邻消去 发生消去反应,必须是与羟基或卤素原子直接相连的碳原子的邻位碳上必须有氢原子,否则不能发生消去反应。如CH3OH,没有邻位碳原子,不能发生消去反应。 4、聚合反应 定义:有许多单个分子互相结合生成高分子化合物的反应叫聚合反应。 聚合反应有两个基本类型:加聚反应和缩聚反应 (1)加聚反应: 由许多单个分子互相加成,又不缩掉其它小分子的聚合反应称为加成聚合反应。烯烃、二烯烃及含C=C的物质均能发生加聚反应。 烯烃加聚的基本规律: (2)缩聚反应: 单体间相互结合生成高分子化合物的同时,还生成小分子物质的聚合反应,称为缩合聚合反应。 酚和醛、氨基酸(形成多肽)、葡萄糖(形成多糖)、二元醇与二元酸、羟基羟酸等均能发生缩聚反应。 (1)二元羧酸和二元醇的缩聚,如合成聚酯纤维: (2)醇酸的酯化缩聚: (3)氨基与羧基的缩聚 (1)氨基酸的缩聚,如合成聚酰胺6: (2)二元羧酸和二元胺的缩聚: nHOOC-(CH2)4-COOH+nNH2(CH2)6NH2 =[CO(CH2)4CONH(CH2)6NH]n+2nH2O 5、氧化反应与还原反应 1.氧化反应就是有机物分子里“加氧”或“去氢”的反应。 能发生氧化反应的物质和官能团:烯(碳碳双键)、醇、酚、苯的同系物、含醛基的物质等。

化学反应工程反应器的分类

依据反应器的操作方法,可分为: 间歇式反应器(Batch reactor) 连续式反应器(Continuous reactor) 半间歇式反应器(Semi-batch reactor) 依据反应器的热力学条件,可分为: 等温反应器(Isothermal reactor) 非等温反应器(Nonisothermal reactor)绝热式反应器(Adiabatic reactor) 非绝热式反应器(Non-adiabatic reactor) 依据反应器外型与结构,可分为: 槽(釜)式反应器(Tank reactor) 管式反应器(Tubular reactor) 塔式反应器(Column reactor) 依据反应物料的相态,可分为: 均相反应器(Homogeneous reactor) 非均相反应器(Heterogeneous reactor) 依据反应物料流动特性,可分为: 塞流反应器(Plug flow reactor) 层流反应器(Laminar flow reactor) 紊流反应器(Turbulent flow reactor) 依据反应物料的输送方式,可分为: 固定床反应器(Fixed-bed reactor) 流体化床反应器(Fluidized-bed reactor)

间歇式反应器的特点是所有的操作流程都是以分批方式进行,因此在每一批次的反应过程中均不受前后批次操作的影响。在反应系统方面,批式反应器最常用于液相反应,固相及液-固混合相也适用,但气相反应则较不适合,因为其所能处理的量少,而且反应过程中操作不易,只有在像是气体成分分析时,样品量少且需要精确数据的情况下,才会使用精密的批式反应装置(如气相层析仪)来进行分析,一般在处理大量气体反应时,则大多以连续式反应器为主。 另外,间歇式反应器的操作过程中包含进料、卸料以及清理设备等步骤,有相当长的非反应时间以及劳动力需求,因此,批式反应器通常应用于规模与产量较小的产业,如食品、药品、精密化学品等产品的制造。 连续式反应器 连续式搅拌槽反应器(英语:Continuously Stirred Tank Reactor,简称CSTR)连续式搅拌槽反应器,是一种广泛应用于化工生产中的反应器,其结构与一般批式反应器有些类似,但最主要的不同是反应器中的反应物与生成物都是连续的进入与输出。 平推流反应器 平推流反应器是指反应器内的物料流动满足塞流模型的反应器,塞流是描述流体的一种理想流动状态,将每一个截面视为一个单元,在每一单元中所有反应物初始浓度均相同,同时,所有的反应物料都假定沿着同一方向流动,而且没有返回混合的情况,另外,所有物料在反应器中的停留时间都相同,最终流出的物料转化率也一致,因此每一单元都可假设为一个微型的批式反应器,以整体来说,塞流反应器的性能,也类似于间歇式反应器。 依据塞流流动的定义,可得知塞流反应器应具有以下特点: 为连续式操作,所以在反应器的每一截面中,物料浓度不随时间改变。 反应器内的径向流动速度分布是均匀的,这是一种理想流动。因为在实际操作中,管内的流体无论是呈紊流或层流,其径向流速分布都是不均的。由此上述假设可推得塞流反应器中,物料浓度与反应速度在径向是均匀分布,仅沿着轴向逐渐变化。 在一般的化工生产中,管径较小、流速较快、长度较长的管式反应器或者固定床反应器通常会以塞流反应器模型来作设计。

(完整版)化学反应工程习题

化学反应工程习题 第一部分:均相反应器基本理论 1、试分别写出N 2+3H 2=2NH 3中用N 2、H 2、NH 3的浓度对时间的变化率来表示的该反应的速率;并写出这三种反应速率表达式之间的关系。 2、已知某化学计量式为 S R B A 2 121+=+的反应,其反应速率表达式为B A A C C r 5 .02=,试求反应速率B r =?;若反应的化学计量式写成S R B A +=+22,则此时反应速率A r =?为什么? 3、某气相反应在400 o K 时的反应速率方程式为2 21061.3A A P d dP -?=- τ h kPa /,问反应速率常数的单位是什么?若将反应速率方程改写为2 1A A A kC d dn V r =?-=τ h l mol ./,该反应速率常数k 的数值、单位如何? 4、在973 o K 和294.3×103Pa 恒压下发生下列反应:C 4H 10→2C 2H 4+H 2 。反应开始时,系统中含丁烷为116kg ,当反应完成50%时,丁烷分压以235.4×103Pa /s 的速率发生变化, 试求下列项次的变化速率:(1)乙烯分压;(2)H 2的摩尔数;(3)丁烷的摩尔分率。 5、某溶液反应:A+B →C ,开始时A 与B 摩尔数相等,没有C ,1小时后A 的转化率为75%,当在下列三种情况下,2小时后反应物A 尚有百分之几未反应掉? (1)对A 为一级、B 为零级反应; (2)对A 、B 皆为一级反应; (3)对A 、B 皆为零级反应。 6、在一间歇反应器中进行下列液相反应: A + B = R A + R = S 已知原料组成为C A0 = 2 kmol/m 3,C B0 = 4 kmol/m 3,C R0 = C S0 = 0。反应混合物体积的变化忽略不计。反应一段时间后测得C A = 0 .3 kmol/m 3,C R = 1.5 kmol/m 3。计算这时B 和S 的浓度,并确定A 的转化率、生成R 的选择性和收率。 7、一级可逆反应A = R 在等温下进行。已知C A0 = 500mol/m 3,C R0 = 0。若该反应在一间歇反应器中进行,且在反应温度下667.0=Ae x 。经480 s 后测得333.0=A x 。(1)试确定此反应的动力学方程;(2)计算A x 分别达到0.6和0.65所需的反应时间;(3)比较计算结果,你有什么体会?

初中化学基本反应类型

初中化学基本反应类型 化合反应、分解反应、置换反应、复分解反应 1、化合反应: 多种反应物生成一种生成物,简称多变一 2、分解反应: 一种反应物生成多种生成物,简称一变多 3、置换反应: 一种单质和一种化合物反应生成另一种单质和另一种化合物 4、复分解反应: 两种化合物互相交换成分生成另外两种化合物(生成物中有沉淀或有气体或有水生成时复分解反应才能发生) 1、化合反应的特点:“多变一”,即反应后多种化合物转变成一种化合物。 2、分解反应的特点:由一种物质分解成多种物质“一变多”。 3、置换反应特点:一换一(即一种单质置换出另一种单质:A+BC=B+AC其中A,B为单质,BC为化合物) 4、复分解反应的特点:反应前后不会有化合价的变化 条件:一方面是对反应物的要求:酸盐、酸碱一般行,盐盐、盐碱都需溶;另一方面是对生成物的要求:生成物中有沉淀析出或有气体放出,或有水生成 初中化学的基本反应类型有四种,即化合、分解、置换和复分解反应,这四种基本的反应类型,作为初中化学的重要组成部分,贯穿了整个教材,将初中化学知识串为一起,所以,加强对这部分知识的归纳梳理和对比分析,非常有利于学生对化学用语的突破及整个初中化学知识的理解掌握。 一、化合反应 用字母可以表达为:A+B+.....C=D , 用文字可以表达为:即由多种物质生成一种物质的化学反应,在初中教材中,主

要有以下几种类型: 1、金属单质+氧气==金属氧化物 金属活动性顺序表中的绝大部分金属单质,都可以和氧气在点燃、加热或高温的条下反应生成金属氧化物,而且,金属越活泼,与氧气的反应也就越容易。如:Mg+O2 Al+O2== Fe+O2== Cu+O2== 2、非金属单质+氧气==非金属氧化物, 许多非金属单质如C、Si、S、P、H2、N2等都可以和氧气在点燃、加热等条件下反应生成非金属氧化物。 如:S+O2== P+O2== H2+O2== C+O2== 3、碱性氧化物+水==碱 在常温下,只有可溶性碱对应的氧化物才能与水反应生成碱,而不溶性碱对应的氧化物则不能能与水反应, 如CaO+H2O== K2O+H2O== BaO+H2O== NaO+H2O== 而Fe(OH)3 Cu(OH)2 对应的氧化物如Fe2O3 CuO则不能与水发生化学反应。4、酸性氧化物+水=酸 CO2+H2O== SO2+H2O== SO3+H2O== P2O5+H2O== 大部分非金属氧化物都是酸性氧化物,都可与水反应生成酸。 5、其它类型的化合反应 在初中阶段,还有非常多的化合反应,如以下的反应,均为化合反应。 Na+Cl2== Mg+Cl2==

第七章化学键理论概述

化学键理论概述 7-1 离子键理论 1916 年德国科学家科塞尔(Kossel )提出离子键理论。 7-1-1 离子键的形成 电子转移形成离子,相应的电子构型变为稀有气体原子的电子层构型,形成稳定的离子。正、负离子在静电引力的作用下结合在一起,形成离子化合物。 正、负离子之间的静电引力就是离子键。r q q V 04ε -+?-=吸引 离子间距与势能V 的变化曲线 7―1―2 离子键的性质离子键的本质是静电作用力。 离子的电荷越大,离子间的距离 越小,离子间的静电引力越强。 静电引力的实质,决定了一个离子与任何方向的电性不同的离

子相吸引而成键,所以离子键无方向性;而且只要是正负离子之间,则彼此吸引,即离子键无饱和性。 但是每个离子周围排列的相反电荷离子的数目是一定的,这个数目是与正负离子半径的大小和所带电荷多少等有关。离子键形成的重要条件就是元素之间的电负性差值较大。一般来说,元素的电负性差越大,形成的离子键越强。化合物中不存在百分之百的离子键 一般用离子性百分数来表示键的离子性的相对大小。一般认为,?χ> 1.7,发生电子转移,主要形成离子键。?χ< 1.7,不发生电子转移,主要形成共价键。 7―1―3 离子键的强度键能 1 mol 气态分子,离解成气态原子时,所吸收的能量,为离子键的键能,用E i表示。 键能E i越大,表示离子键越强。晶格能在标准状态下,将1mol 离子型晶体分解成 1 mol 气态正、负离子时需要的能量,用U表示。晶格能U越大,表示晶体分解成离子时 吸收的能量越多,说明离子键越强。离子键的强度通常用晶格能的大小来衡量。所以,离子化合物中离子键力是晶体中吸引力和排斥力综合平衡的结果。离子型化合物在通常状态下是以阴、阳离子聚集在一起形成的巨分子的形式存在。 所以离子化合物的化学结合力不是简单的两个阴、阳离子之间的结合,而是整块晶体之内的整个结合力。因此,用晶格能描述离

化学反应工程基本概念

第一章 1. 化学反应工程是一门研究 (化学反应个工程问题)的科学。 2. 所谓数学模型是指 (用数学方法表达各变量间的关系)。 3. 化学反应器的数学模型包括 (动力学方程式、 物料横算式子、 热量衡算式、 动量衡算式 和 参数计算式) 4. 所谓控制体积是指 (能把反应速率视作定值的最大空间范围)。 5. 模型参数随空间而变化的数学模型称为 ( 分布参数模型)。 6. 模型参数随时间而变化的数学模型称为 (非定态模型)。 7. 建立物料、热量和动量衡算方程的一般式为 (累积量=输入量-输出量)。 第二章 1. 均相反应是指 (在均一的液相或气相中进行的反应)。 2. 对于反应aA + bB → pP + sS ,则r P =( p/a )r A 。 3.着眼反应物A 的转化率的定义式为(转化率Xa=转化了的物料A 的量/反应开始的物料A 的量)。 4. 产物P 的收率ΦP 与得率ХP 和转化率x A 间的关系为( Xp/Xa )。 5. 化学反应速率式为r A =k C C A αC B β,用浓度表示的速率常数为k C ,假定符合理想气体状态方 程,如用压力表示的速率常数k P ,则k C =[ (RT)的a+B 次方]k P 。 6.对反应aA + bB → pP + sS 的膨胀因子的定义式为 (P+S )-(A+B))/A 。 7.膨胀率的物理意义为 (反应物A 全部转化后系统的体积变化率)。 8. 活化能的大小直接反映了 (反应速率) 对温度变化的敏感程度。 9. 反应级数的大小直接反映了(反应速率) 对浓度变化的敏感程度。 10.对复合反应,生成主产物的反应称为 (主反应),其它的均为(副反应)。 11. 平行反应A → P 、A → S 均为一级不可逆反应,若E 1>E 2,选择性S p 与 (A 的浓度) 无关,仅是 (A 的浓度) 的函数。 12. 如果平行反应A → P 、A → S 均为一级不可逆反应,若E 1>E 2,提高选择性S P 应(提到 温度)。 13. 一级连串反应A → P → S 在平推流反应器中,为提高目的产物P 的收率,应(降 低)k 2/k 1。 14. 产物P 的收率的定义式为 (生成的全部P 的物质的量/反应掉的全部A 的物质的量) 15. 产物P 的瞬时收率φP 的定义式为(生成的物质的量/反应的A 的物质的量) 16. 产物P 的选择性S P 的定义式为(单位时间内产物P 的物质的量/单位时间内生成产物S 的物质的量) 17. 由A 和B 进行均相二级不可逆反应αA A+αB B = αS S ,速率方程为: r A =-dC A /dt=kC A C b 。 求: (1)当C A0/C B0=αA /αB 时的积分式 (2)当C A0/C B0=λ≠αA /αB 时的积分式 18. 反应A → B 为n 级不可逆反应。已知在300K 时要使A 的转化率达到20%需,而在340K 时达到同样的转化率仅需,求该反应的活化能E 。 第三章 1. 理想反应器是指(理想混合反应器 平推流反应器)。 2. 全混流反应器的空时τ是 (反应器容积) 与(进料的体积流量)之比。 3. 全混流反应器的放热速率Q G ={ 00()A A Hr Ft y x ? }。 4. 全混流反应器的移热速率Q r ={ 012()pm Ft C T T - } 5. 全混流反应器的定常态操作点的判据为{ G r Q Q = }。 6. 全混流反应器处于热稳定的定常态操作点的判据为{ G r Q Q = G r dQ dQ dT dT > }。

化学反应器自动控制系统设计

目录 摘要.............................................................................................................................III 1 关于化学反应 (1) 2 关于化学反应器 (2) 2.1 反应器的类型 (2) 2.2 反应器的性能指标 (2) 2.3 反应器的控制要求 (2) 3 反应器的控制方案 (4) 3.1 反应器常用的控制方式 (4) 3.2 温度被控变量的选择 (5) 3.3 控制系统的选择 (6) 4 反应器串级系统的控制原理 (9) 4.1 系统方框图 (9) 4.2 系统原理分析 (9) 5 反应器的部分实现 (11) 5.1 原料的比值控制 (11) 5.2 仪器仪表的选择 (12) 6 设计总结与展望 (13) 参考文献 (14)

化学反应器自动控制系统设计 1 关于化学反应 化学反应的本质是物质的原子、离子重新组合,使一种或者几种物质变成另一种或几种物质。化学反应过程具备以下特点: 1) 化学反应遵循物质守恒和能量守恒定律。因此,反应前后物料平衡,总热量也平衡; 2) 反应严格按反应方程式所示的摩尔比例进行; 3) 化学反应过程中,除发生化学变化外,还发生相应的物理等变化,其中比较重要的有热量和体积的变化; 4) 许多反应应需在一定的温度、压力和催化剂存在等条件下才能进行。 此外,反应器的控制方案决定于化学反应的基本规律: 1.化学反应速度 化学反应速度定义为:单位时间单位容积内某一部分A 生成或反应掉的摩尔数,即 t A A Vd dn r 1± = (1-1) 若容积V 为恒值,则有 dt dC dt V dn r A A A ±=± =/ (1-2) 式中 r A ——组分A 的反应速度,mol/m 3·h ; n A ——组分A 的摩尔数,mol ; C A ——组分A 的摩尔浓度,mol/m 3; V ——反应容积,m 3。 2.影响化学反应速度的因素 实验和理论表明,反应物浓度(包括气体浓度,溶液浓度等)对化学反应速度有关键作用。温度对化学反应速度影响较为复杂,最普遍的是反应速度与温度成正比。而对于气相反应或有气相存在的反应,增大压力(压强)会加速反应的进行。化学反应还受催化剂,反应深度等因素的影响,这些都是要在设计反应器是需要考虑的。

化学键理论概述

第四章 化学键理论概述 §4-1 价层电子对互斥理论简介(Valence Shell-Electron Pair Repulsion model, VSEPR) 化学价理论的主要目标是说明分子结构,更重要的是预见分子结构。价键理论和分子 轨道理论在此方面是很有用的工具,近年来,又发展起来了一种概念上比较简单,能较好地 判断和解释许多共价分子的空间构型的价层电子对互斥理论。 4-1-1 基本要点 ⑴共价分子中,中心原子与周围配置的原子或原子团(称之为配体)所形成的几何结构(空间构型),主要决定于中心原子价电子层中电子对的互相排斥作用,排斥力最小的结构 最稳定。 例如BeF2分子中,提供的价电子为: Be2s2 F 2p x1(2p5) 形成两条共价键,故中心原子价电子层中有两队电子,这两对电子只有彼此处在Be原子核相 对的两侧,才能使排斥力最小。因此BeF2 应该是直线形的 F—Be—F。 又如CH4 中 C 2s22p2 H1s1. C原子出四个电子,四个H原子各出一个电子,共8个价电子,形成四条共价键,因此,在C 原子的价电子层中有四对电子,这四对电子按四面体伸向四面体的顶角排布,才能使斥力最小,因此 CH4 是四面体形的。 ⑵价层中相邻电子对之间斥力大小决定于电子对之间的夹角和电子对的成键情况。 ①电子对之间夹角越小斥力越大。因此考虑排斥力时首先考虑夹角最小时电子对之间的 斥力。 ②考虑电子对的成键情况,有: 孤电子对-孤电子对斥力>孤电子对-成键电子对>成键电子对-成键电子对。 LP-LP>LP-BP>Bp-BP. 孤电子对(Lone Pair electron,LP) 成键电子对(Bond Pair electron,BP) ③由于重键比单键所含电子数多,故有:叁键>双键>单键. ⑶共价分子(含离子)的几何构型主要决定于中心原子的价层电子对的数目和类型(LP或BP). 中心原子价层电子对数与电子对几何结构的关系见p66表4.12。 中心原子价层电子对数与几何结构的关系 ⑷当分子中有双键、叁键等重键时,可将双键的两对电子和叁键的三对电子看作为一个

管式反应器课程设计

化学化工学院 化工专业课程设计 设计题目:管式反应器设计 化工系

化工专业课程设计——设计文档质量评分表(100分) 评委签名: 日期:

目录 绪论 .........................................................错误!未定义书签。1设计内容与方法介绍..........................................错误!未定义书签。 反应器设计概述............................................错误!未定义书签。 设计内容..................................................错误!未定义书签。 生产方法介绍..............................................错误!未定义书签。 反应器类型特点............................................错误!未定义书签。 反应器选择及操作条件说明..................................错误!未定义书签。2工艺计算....................................................错误!未定义书签。 主要物性数据..............................................错误!未定义书签。 计算,确定管长,主副反应收率.............................错误!未定义书签。 管数计算..................................................错误!未定义书签。3压降计算公式................................................错误!未定义书签。4催化剂用量计算..............................................错误!未定义书签。5换热面积计算................................................错误!未定义书签。6反应器外径计算..............................................错误!未定义书签。7壁厚计算....................................................错误!未定义书签。 8 筒体封头计算................................................错误!未定义书签。9管板厚度计算................................................错误!未定义书签。10设计结果汇总...............................................错误!未定义书签。11设计小结...................................................错误!未定义书签。

最新化学反应器分类及其特点

化学反应器的分类及特点 1 2 秦财德 3 (中南大学、化学化工学院、化工1002班) 摘要: 反应器的应用始于古代,制造陶器的窑炉就是一种原始的反应器。4 5 近代工业中的反应器形式多样。化学反应器,用于实现液相单相反应过程6 和液液、气液、液固、气液固等多相反应过程。器内常设有搅拌(机械搅7 拌、气流搅拌等)装置。本文主要介绍化学反应器的分类和特点 8 9 关键词:化学反应器特点典型反应 10 11 现在的化工反应器在向高精端方向发展,在化工反应中处于主要地位,化学12 反应器是化学反应的载体,是化工研究、生产的基础,是决定化学反应好坏的重13 要因素之一,因此反应器的设计、选型是十分重要的。反应器的种类很多,设14 计和选型很重要,座椅应该按照实际情况来设计制造。 15 一.釜式反应器 16 (一)反应器的简介 一种低高径比的圆筒形反应器,用于实现液相单相反应过程和液液、气液、 17 18 液固、气液固等多相反应过程。器内常设有搅拌(机械搅拌、气流搅拌等)装19 置。在高径比较大时,可用多层搅拌桨叶。在反应过程中物料需加热或冷却时,可在反应器壁处设置夹套,或在器内设置换热面,也可通过外循环进行换热。 20 21

(二)反应器的特点 22 反应器中物料浓度和温度处处相等,并且等于反应器出口物料的浓度和温度。 23 物料质点在反应器内停留时间有长有短,存在不同停留时间物料的混合,即返24 混程度最大。反应器内物料所有参数,如浓度、温度等都不随时间变化,从而25 不存在时间这个自变量。 26 优点:适用范围广泛,投资少,投产容易,可以方便地改变反应内容。 27 缺点:换热面积小,反应温度不易控制,停留时间不一致。绝大多数用于有28 液相参与的反应,如:液液、液固、气液、气液固反应等。 29 30 (三)典型反应: 31 在等温间歇反应器中进行乙酸乙酯皂化反应: 32 CH 3COOC 2 H 5 +NaOH CH 3 COONa+ C 2 H 5 OH 33 34 二.管式反应器 35 (一)反应器的简介 36 管式反应器一种呈管状、长径比很大的连续操作反应器。这种反应器可以很37 长,如丙烯二聚的反应器管长以公里计。反应器的结构可以是单管,也可以是38 多管并联;可以是空管,如管式裂解炉,也可以是在管内填充颗粒状催化剂的39 填充管,以进行多相催化反应,如列管式固定床反应器。通常,反应物流处于40 湍流状态时,空管的长径比大于50;填充段长与粒径之比大于100(气体)或200 41 (液体),物料的流动可近似地视为平推流. 42

初中化学四大基本反应类型

初中化学考点——四大基本反应类型 四大基本反应类型是:化合反应、分解反应、置换反应、复分解反应 一、化合反应:由两种或两种以上的物质生成另一种物质的反应,叫化合反应 1、非金属单质与氧气生成非金属氧化物。如2H2+O2点燃H2O 2、金属与氧气反应生成金属氧化物。如3Fe+2O2点燃Fe3O4 3、金属氧化物与水反应,生成相应的碱。如CaO+H2O= Ca(OH)2 注:K2O、Na2O、BaO、CaO能与水反应,生成相应的碱,其他不能。 4、非金属氧化物与水反应,生成相应的酸。如CO2+H2O= H2CO3 注:能发生此反应的非金属氧化物有CO2、SO2、SO3 5、其它如2CO+ O2点燃2CO2 二、分解反应:由一种物质生成两种或两种以上其他物质的化学反应叫做分解反应。 1、不溶性碳酸盐高温分解如CaCO3高温CaO+CO2↑ 2、不溶性碱受热分解如Cu(OH)2△CuO + H2O 注:除KOH、NaOH、Ba(OH)2之外,都能分解生成相应的氧化物和水 3、某些酸式盐受热分解(了解)如 2NaHCO3=====Na2CO3+CO2↑+H2O 4、某些碱式盐受热分解(了解)如 Cu2(OH)2CO3△ 2CuO+CO2↑+H2O 其它如:水的电解、双氧水分解、高锰酸钾受热分解、氯酸钾受热分解 三、置换反应:一种单质和一种化合物生成另一种单质和另一种化合物的反应叫做置换反应。 1、活泼金属与酸反应(金属为金属活动顺序中氢以前的金属,酸不包括浓硫酸和硝酸) 例如:Fe+2HCl=FeCl2+H2↑Mg+ 2HCl = MgCl2+ H2↑ H2SO4 + Fe = FeSO4+ H2↑2HCl + Zn = ZnCl2 + H2↑ H2SO4 + Zn = ZnSO4+ H2↑注:这里的酸,一般只稀盐酸和稀硫酸。硝酸与金属反应不生成氢气。 2、金属与盐反应,生成新盐与新金属。盐(含较不活泼金属)+金属(较活泼)——金属(较不活泼)+盐(含较活泼金属) 例如:Fe+CuSO4===FeSO4+Cu 2AgNO3+ Cu= Cu(NO3)2 +2 Ag 注:反应物中的盐须溶于水,金属须比盐中金属活泼,钾、钙、钠三种金属不跟盐溶液发生置换反应。 3、氢气还原金属氧化物。例如:H2 +CuO △ Cu+H2 O 4、碳还原金属氧化物。例如:3C+Fe2O3高温2 Fe+ 3CO2↑ 四、复分解反应:两种化合物相互交换成分,生成另外两种化合物的反应,叫复分解反应。

化学反应工程习题解答-第五版

习题1-1:银催化剂上进行甲醇氧化为甲醛的反应: 2CH3OH+O2→2HCHO+2H2O 2CH3OH+3O2→2CO2+4H2O 进入反应器的原料中,甲醇:空气:水蒸气=2:4:。反应后甲醇转化率为72%,甲醛的收率为%。试计算:(1)选择率;(2)出口组成。 解:(1) 69.2% 96.1% 72% Y S x === (2) 设原料中甲醇、空气、水蒸气的物质的量分别是2mol、4mol和.则生成甲醛所耗的甲醇的物质的量为2×= 副反应消耗的甲醇为:2×由反应计量方程式可知: n(H2O)=++2×=(mol) n(CO2)= ; n(HCHO)= n(CH3OH)=2×=(mol) n(O2)=4×(mol) n(N2等)=4×=(mol) 则总的物质量为n= +++++=(mol) y(CH3OH) ==% y(O2) ==% y(HCHO) ==% y(H2O) ==% y(CO2) ==%

y(N2) = =%

习题1—6:丁烯制丁二烯48462C H C H H +?,已知反应的步骤为 484848462 4646()()()()()()()()() A C H C H B C H C H H C C H C H +++??? (1)请分别导出(A )(C )为控制步骤的均匀吸附动力学方程。 (2)请分别导出(B )为控制步骤的均匀吸附动力学方程,若反应物和产物的吸附都很弱,问此时反应对丁烯是几级反应 解:记 A=C 4H 8 B=C 4H 6 C=H 2 (A) 为控制步骤: 00B C B C A A B C B C (1) 1(2) 11(3) (4) 1A A A A aA dA aA A dA A A A A B B A B B p p aA A dA A p A A B B p r r r k p k b p b p b p b p b p p p p p K p p K p p k p k b K r p p b b p K θθθθ*****--====,=++++,=-= ++ (C) 为控制步骤 0 0**A C B C A B C A C (1) 1(2) 11(3) (4) 1B B B dB aB dB B aB B B B A A B B A A B p B p A p dB B aB A p A A B r r r k k p b p b p b p b p b p K p p p K p p p K p k b k p p r K p b p b p θθθθ** *--====,=++++,=-=++ (B ) ''1A A B B c A A B c A A B B kb p k b p p r k k p b p b p θθ-=-=++ 的情况,当反应物和产物的吸附都很弱时,即11A A B B b p b p ++≈ 故'A A A B B c r kb p k b p p =- 可见,反应对于A 为一级。

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