化学反应与化学反应器

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《化学反应与化学反应器》特点：重视基础：与目前同类书籍相比，更注重化学动力学的基础。《化学反应与化学反应器》所介绍的化学动力学的知识为化学动力学的高层次课程奠定了坚实基础。其他教材将化学动力学的基础内容和高层次内容编写一起，学生在使用中难以找到重点。

强调数值计算：《化学反应与化学反应器》强调使用数值方法来解决反应工程中的问题。这些数值方法基础为对数学要求更高的反应器设计与分析的研究生课程学习提供了良好的准备。

动力学数据分析：科研是研究生学习过程的重要组成部分，本教材有关动力学数据分析的内容为学生做好该方面的准备。同时，它也适用于那些毕业后进入工厂以及中试工厂工作的学生。这些特征将会在下文中深入讨论。

《化学反应和化学反应器》按照教材要求编写，旨在帮助学生掌握教材中的内容。以下几个特征可说明这一点。



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 Chemical Reactions and Chemical Reactors

书籍目录

第1章  反应和反应速率  1.1 概述    1.1.1 化学反应的作用    1.1.2 化学动力学    1.1.3 化学反应器  1.2 化学计量法  1.3 反应进度和定比定律    1.3.1 化学计量法——多重反应  1.4 反应速率的定义    1.4.1 组分相关定义法    1.4.2 组分独立定义法  重要概念小结  习题第2章  反应速率——一些普适规律  2.1 速率方程  2.2 五个普适规律  2.3 一个重要的特例  重要概念小结  习题第3章  理想反应器  3.1 物料衡算的一般形式  3.2 理想间歇反应器  3.3 连续反应器    3.3.1 理想连续搅拌釜式反应器(CSTR)    3.3.2 理想连续活塞流反应器(PFR)  3.4 图解设计方程  重要概念小结  习题  附录 3 设计方程汇总第4章  理想反应器尺寸设计与分析  4.1 均相反应    4.1.1 间歇反应器    4.1.2 连续反应器  4.2 非均相催化反应(传递效应简介)  4.3 连续反应器系统    4.3.1 反应器串联    4.3.2 反应器并联    4.3.3 归纳  4.4 循环进料  重要概念小结  习题  附录 4 例4-10的解答：三个等体积CSTR串联第5章  反应速率机理(化学反应动力学)  5.1 基元反应    5.1.1 重要性    5.1.2 定义    5.1.3 筛选标准  5.2 基元反应的序列    5.2.1 开式序列    5.2.2 闭式序列  5.3 拟稳态(SSA)  5.4 拟稳态的应用    5.4.1 反应动力学和反应机理    5.4.2 长链近似  5.5 有催化剂的闭式序列  5.6 限速步骤(RLS)近似    5.6.1 矢量表示法    5.6.2 RLS近似的应用    5.6.3 速率方程的物理意义    5.6.4 不可逆性  5.7 结束语  重要概念小结  习题第6章  动力学数据分析及其相互关系  6.1 从理想反应器中得到实验数据    6.1.1 连续搅拌釜式反应器(CSTRs)    6.1.2 活塞流反应器    6.1.3 间歇反应器    6.1.4 数据的微分：示例  6.2 数据分析的微分法    6.2.1 单一浓度相的速率方程    6.2.2 多浓度相的速率方程    6.2.3 Arrhenius关系检验    6.2.4 非线性回归  6.3 数据分析的积分法    6.3.1 积分法的应用    6.3.2 线性化    6.3.3 数据分析方法的比较  6.4 基本统计方法    6.4.1 果糖异构化    6.4.2 含有多个浓度相的速率方程(再次讨论)  重要概念小结  习题  附录 6-A AIBN分解的非线性回归  附录 6-B AIBN分解的非线性回归      6-B.1      6-B.2  附录 6-C 在计算基础上，通过Lineweaver-Burke图对Michaelis-Menten速率方程进行分析第7章  多重反应  7.1 引言  7.2 转化率、选择性和收率  7.3 反应的分类    7.3.1 平行反应    7.3.2 独立反应    7.3.3 串联反应    7.3.4 串并联混合反应  7.4 反应器设计和分析    7.4.1 概述    7.4.2 串联(连续)反应    7.4.3 平行独立反应    7.4.4 串联/平行混合反应  重要概念小结  习题  附录 7-A 常微分方程的数值计算      7-A.1 一元一次常微分方程      7-A.2 多元一次常微分方程第8章  能量衡算在反应器设计与分析中的应用  8.1 绪论  8.2 宏观的能量衡算    8.2.1 广义的宏观能量衡算    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    8.2.3 间歇反应器的宏观能量衡算  8.3 等温反应器  8.4 绝热反应器    8.4.1 放热反应    8.4.2 吸热反应    8.4.3 绝热温度变化    8.4.4 受限于平衡的绝热反应器的图解分析    8.4.5 动力学限制的绝热反应器(间歇和平推流反应器)  8.5 连续搅拌反应器(一般处理)    8.5.1 设计方程和能量衡算方程联立求解    8.5.2 多重稳定态    8.5.3 反应器稳定性    8.5.4 熄火和滞后现象  8.6 非等温、非绝热间歇反应器和平推流反应器    8.6.1 概述    8.6.2 非绝热间歇反应器  8.7 进料/产物(F/P)热交换    8.7.1 定性分析    8.7.2 定量分析  8.8 结语  重要概念小结  习题  附录 8-A 式(8-26)的数值解  附录 8-B “熄火”问题中G(T)和R(T)的计算第9章  再议非均相催化反应  9.1 介绍  9.2 非均相催化剂的结构    9.2.1 概述    9.2.2 催化剂结构的性质  9.3 内部传递    9.3.1 一般方法——单一反应    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    9.3.3 推广到其他反应级数和颗粒形状    9.3.4 有效扩散系数    9.3.5 在反应器定尺寸和分析中使用效率因子    9.3.6 实验研究中内部传递控制的分析    9.3.7 内部温度梯度    9.3.8 反应选择性  9.4 外部传递    9.4.1 普遍分析——单一反应    9.4.2 分析性实验    9.4.3 外部传递的计算    9.4.4 反应选择性  9.5 催化剂设计——一些结论性观点  重要概念小结  习题  附录 9-A 式(9-4c)的解答第10章非理想反应器  10.1 哪些因素引起反应器的“非理想化”    10.1.1 哪些因素使PFR和CSTR“理想化”    10.1.2 非理想反应器：一些实例  10.2 非理想流体的判断和表征    10.2.1 示踪响应技术    10.2.2 理想反应器的示踪剂响应曲线(定性讨论)    10.2.3 非理想反应器的示踪剂响应曲线  10.3 停留时间分布    10.3.1 出口年龄分布函数，E(t)    10.3.2 从示踪剂响应曲线获得出口年龄分布    10.3.3 其他停留时间分布函数    10.3.4 理想反应器的停留时间分布  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    10.4.1 宏观流体模型    10.4.2 用宏观流体模型预测反应器行为    10.4.3 利用宏观流体模型计算反应器性能的极限  10.5 其他非理想反应器模型    10.5.1 停留时间分布的矩    10.5.2 扩散模型    10.5.3 串联CSTR(CIS)模型    10.5.4 分隔模型  10.6 总结  重要概念小结  习题符号说明译后记

编辑推荐

《化学反应与化学反应器》是当代化工译丛之一。

内容概要

作者：(美国)罗伯茨 (George W.Roberts) 译者：曹贵平

章节摘录

版权页：插图：1.1.1 化学反应的作用在巨大的工业领域，如燃料、化学品、冶金、药品、食品、纺织、电子、汽车和电力等领域中，化学反应①是不可或缺的技术要素。化学反应可将低价值原料转化为高价值的产品，例如用硫、空气和水生产硫酸。化学反应可将能量以一种形式转化为另一种形式，如燃料电池里氢的氧化可产生电能。血液凝固涉及一系列复杂反应，混凝土固化则涉及水和混凝土中其他无机组分间的水合作用。化学反应在污染控制过程中也发挥着作用，如污水处理中降低耗氧量，电厂烟气中脱除氮氧化物。现代文明面临着许多严峻的技术挑战。地球大气中的二氧化碳浓度正在快速增长。原油和天然气的储备至多能维持现状，但全球对这些化石燃料的消耗量却在增加。之前不曾知道或不曾认知的疾病定期地出现。不可生物降解的废弃物（如塑料汽水瓶），由于垃圾掩埋不断积聚。显然，所列出的这些挑战并不全面，这些挑战会因人而异，也会因国家而异。然而，很难想象在提到这些挑战时不把它们和一些已知的化学反应，以及某些正在研究中的反应联系在一起。化学反应成功地应用于实际并不是一项无足轻重的实践。材料需要在广阔的技术领域中获得创造性的应用。为使反应以合适的速率进行并达到一定的反应进度，需要选择相应的操作条件。反应可以获得的最大反应进度取决于化学计量学和化学平衡，后者是热力学的一个分支。这本书的开始，会简短讨论化学反应中应用得最多的化学计量学原理。基于之前的化学和（或）化学工程教材，一些化学平衡的应用知识不再赘述。然而，这本书所包含的问题和例题将有助于巩固这些知识。

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