化工反應動力學英文解釋翻譯、化工反應動力學的近義詞、反義詞、例句
英語翻譯:
【化】 chemical reaction kinetics
分詞翻譯:
化工的英語翻譯:
【化】 chemical industry; chemical engineering; chemical technology
反應動力學的英語翻譯:
【化】 reaction kinetics
專業解析
化工反應動力學(Chemical Reaction Kinetics)
化工反應動力學是化學工程的核心分支,研究化學反應速率及其影響因素,旨在量化反應過程中物質濃度隨時間變化的規律。其核心任務包括建立速率方程、确定反應級數、揭示反應機理,并預測反應器性能。
一、核心概念解析
-
反應速率(Reaction Rate)
定義為反應物濃度減少或生成物濃度增加的速度,數學表達式為:
$$r = -frac{1}{
u_i} frac{dC_i}{dt}$$
其中 $
u_i$ 為化學計量系數,$C_i$ 為組分濃度(來源:經典物理化學教材)。
-
速率方程(Rate Equation)
描述反應速率與反應物濃度的關系。例如一級反應:
$$r = kC_A$$
$k$ 為速率常數,其值受溫度影響,遵循阿倫尼烏斯方程:
$$k = Ae^{-E_a / RT}$$
($A$:指前因子;$E_a$:活化能;來源:國際純粹與應用化學聯合會(IUPAC)術語庫)。
-
反應機理(Reaction Mechanism)
揭示反應發生的微觀路徑,如基元反應、鍊反應等,需通過實驗數據驗證(來源:美國化學工程師協會(AIChE)技術指南)。
二、關鍵影響因素
- 溫度:每升高10°C,速率常數約增加2–4倍(範特霍夫規則)。
- 催化劑:降低活化能,加速反應但不改變平衡(如工業合成氨中的鐵催化劑)。
- 濃度與壓力:氣相反應用分壓替代濃度分析(來源:《化學反應工程》教材)。
三、工業應用場景
- 反應器設計:通過動力學數據優化反應器類型(如連續攪拌釜式CSTR、活塞流PFR)。
- 工藝優化:調控溫度/壓力以提高目标産物收率,如石油裂解、藥物合成。
- 安全控制:預測放熱反應的失控臨界條件(來源:美國化學安全委員會案例庫)。
四、學科關聯性
- 與熱力學關系:動力學決定反應速度,熱力學決定反應方向(吉布斯自由能判據)。
- 與傳遞過程耦合:工業反應需同時考慮質量傳遞、熱量傳遞的影響(來源:化學工程學科綜述文獻)。
權威參考來源:
網絡擴展解釋
化工反應動力學是研究化學反應在工業過程中的速率、機理及其影響因素,并應用于優化生産工藝的學科。以下是詳細解析:
一、定義與核心内容
-
定義
化工反應動力學結合化學反應動力學原理與工程實踐,主要研究:
- 反應速率與反應物濃度的數學關系(速率方程)
- 反應機理(分子層面的轉化過程)
- 工業反應器的設計與優化
-
核心理論
- 速率方程:描述反應速率與濃度的關系。例如一級反應:
$$
r = k[A]
$$
其中,$k$為速率常數,$[A]$為反應物濃度。
- 動力學模型:基于反應機理建立的數學模型,用于預測反應進程(如宏觀動力學和本征動力學)。
二、關鍵影響因素
- 濃度:反應物濃度越高,分子碰撞概率增加,速率加快。
- 溫度:溫度升高通常顯著提高反應速率,遵循阿倫尼烏斯方程。
- 催化劑:降低反應活化能,加速反應并提高選擇性(如化工生産中催化劑優化)。
- 壓力與相态:氣-固相反應中壓力影響擴散速率,液相反應則受溶劑性質影響。
三、工業應用
- 反應器設計:通過動力學參數确定最佳反應器類型(如連續攪拌釜、管式反應器)。
- 工藝優化:調整溫度、壓力、催化劑等條件以提高産率或降低能耗。
- 成本控制:通過動力學分析減少副産物生成,降低原料和能源消耗。
四、學科關聯
- 與化學工程的關系:作為化學反應工程的核心分支,解決"三傳一反"中的"反應"問題。
- 研究方法:結合實驗測定(如速率常數)與數值模拟(如動力學模型求解)。
如需進一步了解特定反應類型的動力學模型或工業案例,可查閱網頁(化學反應工程)和(動力學模型解析)。
分類
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