化工反应动力学英文解释翻译、化工反应动力学的近义词、反义词、例句
英语翻译:
【化】 chemical reaction kinetics
分词翻译:
化工的英语翻译:
【化】 chemical industry; chemical engineering; chemical technology
反应动力学的英语翻译:
【化】 reaction kinetics
专业解析
化工反应动力学(Chemical Reaction Kinetics)
化工反应动力学是化学工程的核心分支,研究化学反应速率及其影响因素,旨在量化反应过程中物质浓度随时间变化的规律。其核心任务包括建立速率方程、确定反应级数、揭示反应机理,并预测反应器性能。
一、核心概念解析
-
反应速率(Reaction Rate)
定义为反应物浓度减少或生成物浓度增加的速度,数学表达式为:
$$r = -frac{1}{
u_i} frac{dC_i}{dt}$$
其中 $
u_i$ 为化学计量系数,$C_i$ 为组分浓度(来源:经典物理化学教材)。
-
速率方程(Rate Equation)
描述反应速率与反应物浓度的关系。例如一级反应:
$$r = kC_A$$
$k$ 为速率常数,其值受温度影响,遵循阿伦尼乌斯方程:
$$k = Ae^{-E_a / RT}$$
($A$:指前因子;$E_a$:活化能;来源:国际纯粹与应用化学联合会(IUPAC)术语库)。
-
反应机理(Reaction Mechanism)
揭示反应发生的微观路径,如基元反应、链反应等,需通过实验数据验证(来源:美国化学工程师协会(AIChE)技术指南)。
二、关键影响因素
- 温度:每升高10°C,速率常数约增加2–4倍(范特霍夫规则)。
- 催化剂:降低活化能,加速反应但不改变平衡(如工业合成氨中的铁催化剂)。
- 浓度与压力:气相反应用分压替代浓度分析(来源:《化学反应工程》教材)。
三、工业应用场景
- 反应器设计:通过动力学数据优化反应器类型(如连续搅拌釜式CSTR、活塞流PFR)。
- 工艺优化:调控温度/压力以提高目标产物收率,如石油裂解、药物合成。
- 安全控制:预测放热反应的失控临界条件(来源:美国化学安全委员会案例库)。
四、学科关联性
- 与热力学关系:动力学决定反应速度,热力学决定反应方向(吉布斯自由能判据)。
- 与传递过程耦合:工业反应需同时考虑质量传递、热量传递的影响(来源:化学工程学科综述文献)。
权威参考来源:
网络扩展解释
化工反应动力学是研究化学反应在工业过程中的速率、机理及其影响因素,并应用于优化生产工艺的学科。以下是详细解析:
一、定义与核心内容
-
定义
化工反应动力学结合化学反应动力学原理与工程实践,主要研究:
- 反应速率与反应物浓度的数学关系(速率方程)
- 反应机理(分子层面的转化过程)
- 工业反应器的设计与优化
-
核心理论
- 速率方程:描述反应速率与浓度的关系。例如一级反应:
$$
r = k[A]
$$
其中,$k$为速率常数,$[A]$为反应物浓度。
- 动力学模型:基于反应机理建立的数学模型,用于预测反应进程(如宏观动力学和本征动力学)。
二、关键影响因素
- 浓度:反应物浓度越高,分子碰撞概率增加,速率加快。
- 温度:温度升高通常显著提高反应速率,遵循阿伦尼乌斯方程。
- 催化剂:降低反应活化能,加速反应并提高选择性(如化工生产中催化剂优化)。
- 压力与相态:气-固相反应中压力影响扩散速率,液相反应则受溶剂性质影响。
三、工业应用
- 反应器设计:通过动力学参数确定最佳反应器类型(如连续搅拌釜、管式反应器)。
- 工艺优化:调整温度、压力、催化剂等条件以提高产率或降低能耗。
- 成本控制:通过动力学分析减少副产物生成,降低原料和能源消耗。
四、学科关联
- 与化学工程的关系:作为化学反应工程的核心分支,解决"三传一反"中的"反应"问题。
- 研究方法:结合实验测定(如速率常数)与数值模拟(如动力学模型求解)。
如需进一步了解特定反应类型的动力学模型或工业案例,可查阅网页(化学反应工程)和(动力学模型解析)。
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