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第1章 反应和反应速率 1

1.1 概述 1

1.1.1 化学反应的作用 1

1.1.2 化学动力学 1

1.1.3 化学反应器 2

1.2 化学计量法 2

1.3 反应进度和定比定律 3

1.3.1 化学计量法——多重反应 5

1.4 反应速率的定义 7

1.4.1 组分相关定义法 7

1.4.2 组分独立定义法 8

重要概念小结 9

习题 9

第2章 反应速率——一些普适规律 14

2.1 速率方程 14

2.2 五个普适规律 15

2.3 一个重要的特例 28

重要概念小结 29

习题 29

第3章 理想反应器 33

3.1 物料衡算的一般形式 33

3.2 理想间歇反应器 34

3.3 连续反应器 38

3.3.1 理想连续搅拌釜式反应器（CSTR） 39

3.3.2 理想连续活塞流反应器（PFR） 43

3.4 图解设计方程 45

重要概念小结 48

习题 48

附录3 设计方程汇总 52

第4章 理想反应器尺寸设计与分析 55

4.1 均相反应 56

4.1.1 间歇反应器 56

4.1.2 连续反应器 69

4.2 非均相催化反应（传递效应简介） 83

4.3 连续反应器系统 87

4.3.1 反应器串联 88

4.3.2 反应器并联 95

4.3.3 归纳 98

4.4 循环进料 99

重要概念小结 101

习题 101

附录4 例4-10的解答：三个等体积CSTR串联 111

第5章 反应速率机理（化学反应动力学） 112

5.1 基元反应 112

5.1.1 重要性 112

5.1.2 定义 114

5.1.3 筛选标准 114

5.2 基元反应的序列 116

5.2.1 开式序列 117

5.2.2 闭式序列 117

5.3 拟稳态（SSA） 118

5.4 拟稳态的应用 120

5.4.1 反应动力学和反应机理 122

5.4.2 长链近似 123

5.5 有催化剂的闭式序列 124

5.6 限速步骤（RLS）近似 126

5.6.1 矢量表示法 127

5.6.2 RLS近似的应用 127

5.6.3 速率方程的物理意义 128

5.6.4 不可逆性 130

5.7 结束语 131

重要概念小结 131

习题 132

第6章 动力学数据分析及其相互关系 140

6.1 从理想反应器中得到实验数据 140

6.1.1 连续搅拌釜式反应器（CSTRs） 140

6.1.2 活塞流反应器 142

6.1.3 间歇反应器 143

6.1.4 数据的微分：示例 144

6.2 数据分析的微分法 146

6.2.1 单一浓度相的速率方程 146

6.2.2 多浓度相的速率方程 149

6.2.3 Arrhenius关系检验 152

6.2.4 非线性回归 153

6.3 数据分析的积分法 156

6.3.1 积分法的应用 156

6.3.2 线性化 158

6.3.3 数据分析方法的比较 159

6.4 基本统计方法 160

6.4.1 果糖异构化 160

6.4.2 含有多个浓度相的速率方程（再次讨论） 166

重要概念小结 167

习题 167

附录6-A AIBN分解的非线性回归 179

附录6-B AIBN分解的非线性回归 180

6-B.1 180

6-B.2 181

附录6-C 在计算基础上，通过Lineweaver-Burke图对Michaelis-Menten速率方程进行分析 182

第7章 多重反应 184

7.1 引言 184

7.2 转化率、选择性和收率 186

7.3 反应的分类 190

7.3.1 平行反应 190

7.3.2 独立反应 190

7.3.3 串联反应 191

7.3.4 串并联混合反应 191

7.4 反应器设计和分析 192

7.4.1 概述 192

7.4.2 串联（连续）反应 193

7.4.3 平行独立反应 201

7.4.4 串联／平行混合反应 209

重要概念小结 211

习题 211

附录7-A 常微分方程的数值计算 221

7-A.1 一元一次常微分方程 221

7-A.2 多元一次常微分方程 225

第8章 能量衡算在反应器设计与分析中的应用 232

8.1 绪论 232

8.2 宏观的能量衡算 232

8.2.1 广义的宏观能量衡算 232

8.2.2 流动反应器（平推流反应器和连续搅拌釜式反应器）的宏观能量衡算 235

8.2.3 间歇反应器的宏观能量衡算 235

8.3 等温反应器 237

8.4 绝热反应器 241

8.4.1 放热反应 241

8.4.2 吸热反应 242

8.4.3 绝热温度变化 243

8.4.4 受限于平衡的绝热反应器的图解分析 245

8.4.5 动力学限制的绝热反应器（间歇和平推流反应器） 246

8.5 连续搅拌反应器（一般处理） 249

8.5.1 设计方程和能量衡算方程联立求解 250

8.5.2 多重稳定态 253

8.5.3 反应器稳定性 254

8.5.4 熄火和滞后现象 255

8.6 非等温、非绝热间歇反应器和平推流反应器 259

8.6.1 概述 259

8.6.2 非绝热间歇反应器 259

8.7 进料／产物（F/P）热交换 260

8.7.1 定性分析 260

8.7.2 定量分析 261

8.8 结语 267

重要概念小结 268

习题 269

附录8-A 式（8-26）的数值解 276

附录8-B “熄火”问题中G（T）和R（T）的计算 278

第9章 再议非均相催化反应 279

9.1 介绍 279

9.2 非均相催化剂的结构 279

9.2.1 概述 279

9.2.2 催化剂结构的性质 282

9.3 内部传递 283

9.3.1 一般方法——单一反应 283

9.3.2 举例说明等温球形催化剂颗粒中的一级不可逆反应 285

9.3.3 推广到其他反应级数和颗粒形状 286

9.3.4 有效扩散系数 288

9.3.5 在反应器定尺寸和分析中使用效率因子 294

9.3.6 实验研究中内部传递控制的分析 296

9.3.7 内部温度梯度 302

9.3.8 反应选择性 306

9.4 外部传递 310

9.4.1 普遍分析——单一反应 310

9.4.2 分析性实验 317

9.4.3 外部传递的计算 321

9.4.4 反应选择性 325

9.5 催化剂设计——一些结论性观点 326

重要概念小结 326

习题 326

附录9-A 式（9-4c）的解答 334

第10章 非理想反应器 335

10.1 哪些因素引起反应器的“非理想化” 335

10.1.1 哪些因素使PFR和CSTR“理想化” 335

10.1.2 非理想反应器：一些实例 335

10.2 非理想流体的判断和表征 337

10.2.1 示踪响应技术 337

10.2.2 理想反应器的示踪剂响应曲线（定性讨论） 338

10.2.3 非理想反应器的示踪剂响应曲线 340

10.3 停留时间分布 341

10.3.1 出口年龄分布函数，E（t） 341

10.3.2 从示踪剂响应曲线获得出口年龄分布 343

10.3.3 其他停留时间分布函数 345

10.3.4 理想反应器的停留时间分布 346

10.4 利用出口年龄分布函数评价反应器性能——宏观流体模型 350

10.4.1 宏观流体模型 350

10.4.2 用宏观流体模型预测反应器行为 351

10.4.3 利用宏观流体模型计算反应器性能的极限 355

10.5 其他非理想反应器模型 356

10.5.1 停留时间分布的矩 356

10.5.2 扩散模型 362

10.5.3 串联CSTR（CIS）模型 370

10.5.4 分隔模型 374

10.6 总结 380

重要概念小结 381

习题 381

符号说明 387

译后记 393