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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.1180

6-B.2181

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