Презентация на тему: Лекция № 2 1.1. Термодинамика термических процессов Уравнение Гиббса К р -

Лекция № 2 1.1. Термодинамика термических процессов Уравнение Гиббса К р -
Лекция № 2 1.1. Термодинамика термических процессов Уравнение Гиббса К р -
Лекция № 2 1.1. Термодинамика термических процессов Уравнение Гиббса К р -
Лекция № 2 1.1. Термодинамика термических процессов Уравнение Гиббса К р -
Лекция № 2 1.1. Термодинамика термических процессов Уравнение Гиббса К р -
Лекция № 2 1.1. Термодинамика термических процессов Уравнение Гиббса К р -
Лекция № 2 1.1. Термодинамика термических процессов Уравнение Гиббса К р -
Схемы превращений УВ при термолизе сырья
Лекция № 2 1.1. Термодинамика термических процессов Уравнение Гиббса К р -
Лекция № 2 1.1. Термодинамика термических процессов Уравнение Гиббса К р -
Лекция № 2 1.1. Термодинамика термических процессов Уравнение Гиббса К р -
1/11
Средняя оценка: 4.9/5 (всего оценок: 47)
Код скопирован в буфер обмена
Скачать (120 Кб)
1

Первый слайд презентации

Лекция № 2 1.1. Термодинамика термических процессов Уравнение Гиббса К р - константа равновесия, К р =К 1 /К 2 (К 1 и К 2 - константы скорости прямой и обратной реакций); Δ G - изменение энергии Гиббса; R -газовая постоянная; Т - температура, К. Если К 1 > К 2, то К р >1 и ln К р > 0, т.е. Δ G< 0. Чем меньше абсолютная величина Δ G, тем больше термодинамическая вероятность прямой реакции, т.е. самопроизвольно идущая реакция сопровождается уменьшением изобарно-изотермического потенциала системы.

Изображение слайда
2

Слайд 2

Δ G возрастает с увеличением молекулярной массы УВ (кроме ацетилена) и Т. Высокомолекулярные УВ, имеющие больший Δ G, термически менее стабильны и более склонны к реакциям разложения, особенно при высоких температурах. Промышленные термические процессы проводятся, как правило, под давлениями и сопровождаются гомогенными или гетерогенными реакциями. Любые термические процессы нефтепереработки сопровождаются как эндотермическими реакциями дегидрирования и разложения углеводородов, так и экзотермическими реакциями синтеза, полимеризации, конденсации и т. п. Эти типы реакций различаются не только по знаку тепловых эффектов, но и по температурной зависимости значений свободной энергии Гиббса.

Изображение слайда
3

Слайд 3

Для эндотермических реакций разложения углеводородов значения Δ G уменьшаются с ростом Т, а для экзотермических - увеличиваются, т.е. реакции разложения - термодинамически высокотемпературные, а синтеза - термодинамически низкотемпературные. К интервале температур 300-1200°С, в котором осуществляется большинство промышленных процессов нефтепереработки, свободная энтальпия линейно зависит от температуры: Δ G = a + bT. Значение коэффициента b увеличивается с ростом Δ Н (для эндотермических реакций b >0, а для экзотермических b <0 ). Существенное влияние на величину константы скоростей реакций оказывает давление. Его рост способствует протеканию реакций с уменьшением объема (в основном реакции синтеза). Низкие же давления ускоряют реакции разложения.

Изображение слайда
4

Слайд 4

Направление разложения углеводородов В молекулах алканов энергия разрыва связи между крайним атомом С и Н наибольшая в метане (431 кДж/моль), и она снижается по мере увеличения числа углеродных атомов до 4 и затем становится постоянной (на уровне 394кДж/моль). В нормальных алканах энергия разрыва связи между атомами Н и находящегося внутри цепи С постепенно уменьшается в направлении к середине цепи (до 360 кДж/моль). Энергия отрыва атома Н от вторичного, и особенно от третичного атома С несколько меньше, чем от первичного. В молекуле алкенов энергия отрыва атома Н от С с двойной связью значительно больше, а от атома С, находящегося в сопряжении с двойной связью, - значительно ниже, чем энергия С-Н-связи в алканах. В нафтеновых кольцах прочность связи С-Н такая же, как в связях вторичного атома С с Н в молекулах алканов. В молекулах бензола и алкилароматических углеводородов энергия связи между атомом С в кольце и Н сопоставима с прочностью С-Н-связи в СН 4, а энергия отрыва Н от С, сопряженного с ароматическим кольцом, значительно ниже, чем энергия С-Н-связи в алканах.

Изображение слайда
5

Слайд 5

7. Энергия разрыва С-С связи в молекулах всех классов УВ всегда ниже энергии С-Н-связи (примерно на 50 кДж/моль). В молекулах алканов длина, строение цепи и местоположение разрываемой связи оказывают влияние на энергию разрыва С-С связи качественно, аналогично влиянию их на прочность С-Н-связи. Связи между первичными атомами С всегда прочнее, чем С-С-связи в комбинациях с первичным, вторичным и третичным атомами углерода. В алкенах C-C двойные связи зиачительно прочнее (но менее чем в 2 раза), чем С-С-связи в алканах. Однако С-С-связи, сопряженные с двойной, значительно слабее С-С-связи в алканах.

Изображение слайда
6

Слайд 6

11. Энергия разрыва С-С связи в кольце циклопентана и циклогексана несколько меньше С-С-связи в середине цепи нормального гексана. В алкилароматических углеводородах С-С связь, сопряженная с ароматическим кольцом (С-Сар), менее прочна, чем связь С-С в алканах. Сопряжение с ароматическим кольцом снижает прочность С-С связи приблизительно в такой же степени, как и сопряжение с двойной связью. Сопряжение с несколькими, бензольными кольцами снижает прочность С-С-связи еще больше. 13. Энергия разрыва (диссоциации) атомов Н в молекуле Н несколько выше С-Н-связи в наиболее термостойком метане и составляет 435 кДж/моль. 14. По прочности связь С-S в меркаптанах и связь S-S в дисульфидах сопоставима со связью С-С в алканах. Таким образом при термолизе УВ сырья будут разрываться в первую очередь наиболее слабые связи и образовываться преимущественно с меньшей Δ G

Изображение слайда
7

Слайд 7

Схемы превращений УВ при термолизе сырья

Изображение слайда
8

Слайд 8: Схемы превращений УВ при термолизе сырья

Изображение слайда
9

Слайд 9

Кинетика термических процессов Кинетическое уравнение устанавливает зависимость скорости реакции ( w,) от параметров, наиболее важные из которых: концентрация, температура, давление : В основе кинетики сложных реакций лежит принцип независимости различных простых реакций, протекающих в одной системе. Из этого принципа следует, что кинетические параметры скоростей простых реакций не зависят от одновременного протекания других реакций. Исходя из этого принципа, для сложной реакции принято составлять систему уравнений скоростей для независимых простых реакций. Для химической реакции, осуществляемой при постоянных Т и Р, ее скорость является функцией только концентрации реагирующих веществ.

Изображение слайда
10

Слайд 10

В соответствии с законом действующих масс скорость химической реакции пропорциональна концентрациям реагирующих веществ в степенях, равных их стехиометрическим коэффициентам: k i - константа скорости i -й реакции; j - число исходных реагирующих веществ; n 1 и n 2 - порядки реакций по соответствующим реагентам.

Изображение слайда
11

Последний слайд презентации: Лекция № 2 1.1. Термодинамика термических процессов Уравнение Гиббса К р -

Энергия активации термического разложения углеводородных молекул на ионы настолько велика, что такой распад в газовой фазе при обычных условиях не происходит. Предэкспоненциальный множитель константы скорости реакции распада углеводородных молекул на радикалы в большинстве случаев составляет 10 15 -10 17 с -1. В первом приближении предэкспоненты в значениях констант скорости распада углеводородной молекулы по различным связям одинаковы, следовательно, с наибольшей скоростью молекула распадается на радикалы по наименее прочной связи. Продукты реакции могут участвовать в стадиях как продолжения, так и инициирования и обрыва цепей. В результате кинетика термического разложения исходного углеводорода может сильно изменяться с увеличением глубины реакции.

Изображение слайда