燃燒動力學基礎(chǔ)

關(guān)于燃燒動力學基礎(chǔ)

生成熱、反應(yīng)熱和燃燒熱的概念；燃燒反應(yīng)計算方法；燃燒熱的測量與計算方法；燃氣的離解過程及離解方程質(zhì)量作用定律，阿累尼烏斯公式，碰撞理論，鏈鎖反應(yīng)，爆炸反應(yīng)三界限

碰撞理論，爆炸反應(yīng)三界限

第2頁,共66頁，2024年2月25日，星期天2.1化學反應(yīng)速率

一、反應(yīng)速率的定義及表示定義（reactionrate）化學反應(yīng)速率:單位時間內(nèi)由于化學反應(yīng)而使反應(yīng)物質(zhì)(或燃燒產(chǎn)物)濃度的變化量，用單位時間內(nèi)反應(yīng)物濃度的減少或生成物濃度的增加來表示。

第3頁,共66頁，2024年2月25日，星期天

在濃度隨時間變化的圖上，在時間t時，作交點的切線，就得到t時刻的瞬時速率。顯然，反應(yīng)剛開始，速率大，然后不斷減小，體現(xiàn)了反應(yīng)速率變化的實際情況。第4頁,共66頁，2024年2月25日，星期天

(摩爾／米3·秒)摩爾濃度（更為常用）

(1／米3·秒)分子濃度

(1／秒)相對濃度數(shù)學表示（通常用符號w表示，恒為正值）第5頁,共66頁，2024年2月25日，星期天定容系統(tǒng):

w代表反應(yīng)系統(tǒng)的化學反應(yīng)速率，其數(shù)值是唯一的，稱為系統(tǒng)的反應(yīng)速率。反應(yīng)系統(tǒng)的化學反應(yīng)速率可以用任意一種便于測量的物質(zhì)的濃度變化來確定。

aA＋bBeE＋fF反應(yīng)速率:

任一反應(yīng)：第6頁,共66頁，2024年2月25日，星期天

二、基元反應(yīng)(elementaryreactions)

2H2+O22H2O沒有表示出反應(yīng)的中間過程，是總體反應(yīng)（globalreaction），用于化學計量。只表明了反應(yīng)的總結(jié)果，并不說明反應(yīng)進行的實際途徑。第7頁,共66頁，2024年2月25日，星期天基元反應(yīng)是反應(yīng)物分子在碰撞中一步轉(zhuǎn)化為產(chǎn)物分子的反應(yīng)，又稱為簡單反應(yīng)、動力學反應(yīng)。每一步基元反應(yīng)稱為一個基元步驟。基元反應(yīng)是物質(zhì)化學反應(yīng)的最小構(gòu)成形式，不能進一步被分解為更小的反應(yīng)形式。一個化學反應(yīng)從反應(yīng)物分子轉(zhuǎn)化為產(chǎn)物分子往往需經(jīng)歷若干個基元反應(yīng)才能完成，這些基元反應(yīng)描述了反應(yīng)所經(jīng)歷的真實途徑，在化學動力學中稱之為反應(yīng)歷程，也叫做反應(yīng)機理。第8頁,共66頁，2024年2月25日，星期天三、化學反應(yīng)速率的質(zhì)量作用定律質(zhì)量作用定律的內(nèi)容

對于單相的化學基元反應(yīng)，在等溫下，任何瞬間的化學反應(yīng)速率與該瞬間各反應(yīng)物濃度的某次冪的乘積成正比。而各反應(yīng)物濃度的冪次則等于該基元反應(yīng)式中該反應(yīng)物的化學計量系數(shù)。質(zhì)量作用定律反映了化學反應(yīng)速率與其反應(yīng)物濃度之間關(guān)系。第9頁,共66頁，2024年2月25日，星期天

質(zhì)量作用定律的數(shù)學表達

k——反應(yīng)速率常數(shù)。各反應(yīng)物都為單位濃度時的反應(yīng)速率。與系統(tǒng)的溫度，反應(yīng)物的物理化學性質(zhì)有關(guān)，而與反應(yīng)物的濃度無關(guān)。反應(yīng)物濃度越高，反應(yīng)顆粒之間碰撞幾率大，反應(yīng)速度也就越快。只有基元反應(yīng)才能應(yīng)用質(zhì)量作用定律。第10頁,共66頁，2024年2月25日，星期天質(zhì)量作用定律的應(yīng)用例1：H原子的復合反應(yīng)為試寫出原子復合反應(yīng)的反應(yīng)速率表達式？例2：對任一復雜的基元反應(yīng)求物質(zhì)Mi的凈反應(yīng)速率？

（2-13）第11頁,共66頁，2024年2月25日，星期天解：簡寫為：

據(jù)質(zhì)量作用定律，該系統(tǒng)的反應(yīng)速率為:

物質(zhì)i的生成速率：

物質(zhì)i的凈反應(yīng)速率：物質(zhì)i的消耗速率

：

第12頁,共66頁，2024年2月25日，星期天四、化學反應(yīng)速率的阿累尼烏斯公式

通常假設(shè)：

k=f(T,P,催化劑,溶劑）研究表明：溫度對速度常數(shù)的影響非常顯著。質(zhì)量作用定律：化學反應(yīng)速度反應(yīng)物的濃度

速度常數(shù)

k(Arrhenius)

第13頁,共66頁，2024年2月25日，星期天

反應(yīng)速率常數(shù)k與溫度的關(guān)系，有如圖所示的五種情況：ⅠⅡⅢⅣⅤ{k}{T}k

A—

T關(guān)系的五種情況常見反應(yīng)爆炸反應(yīng)酶催化反應(yīng)碳的氧化反應(yīng)2NO+O2

2NO2反應(yīng)第14頁,共66頁，2024年2月25日，星期天（1）反應(yīng)速率隨溫度的升高而逐漸加快，它們之間呈指數(shù)關(guān)系，這類反應(yīng)最為常見。（2）開始時溫度影響不大，到達一定極限時，反應(yīng)以爆炸的形式極快的進行。（3）在溫度不太高時，速率隨溫度的升高而加快，到達一定的溫度，速率反而下降。如多相催化反應(yīng)和酶催化反應(yīng)。（4）速率在隨溫度升到某一高度時下降，再升高溫度，速率又迅速增加，可能發(fā)生了副反應(yīng)。（5）溫度升高，速率反而下降。這種類型很少，如一氧化氮氧化成二氧化氮。rTrTrTrTrT(1)(2)(3)(4)(5)第15頁,共66頁，2024年2月25日，星期天范特荷甫(Van’tHoff)近似規(guī)則：阿累尼烏斯公式：

E——活化能(activationenergy)

針對基元反應(yīng)（大多數(shù)反應(yīng)）第16頁,共66頁，2024年2月25日，星期天ln{k}{T-1}ln{k}~{1/T}關(guān)系圖

若做出ln（k）~（1/T）圖，則為上圖，由圖可知ln（k）~（1/T）為一直線，通過直線的斜率可求E，通過直線截距可求A。第17頁,共66頁，2024年2月25日，星期天

由

分析：E↗：k↘;T↗：k↗

①當一個反應(yīng)E較大時，較大,T↗：k↗↗，溫度對k的影響敏感；當一個反應(yīng)E較小時，較小,T↗：k↗，溫度對k的影響較緩和。

由

分析：因為E>0，RT2>0,所以得T↗：k↗

第18頁,共66頁，2024年2月25日，星期天②當一個反應(yīng)（E一定），在較高的溫度下反應(yīng)較小，T↗，k↗；

當一個反應(yīng)（E一定），在較低的溫度下反應(yīng)較大，T↗：k↗↗。例：E=100kJ/mOl，A不變：E=150kJ/mOl，A不變：同理：第19頁,共66頁，2024年2月25日，星期天右圖，直線斜率為：(1)

對同一反應(yīng),k隨T的變化在低溫區(qū)較敏感。如2：lnk

增加10201倍3764631002001倍10002000

(3)對不同反應(yīng),E大,k隨T的變化也大,如：10200，增19倍10002000100200，增1倍第20頁,共66頁，2024年2月25日，星期天E高的反應(yīng)當T↗時，k↗的倍數(shù)大；低溫時溫度對k的影響比高溫時顯著。

高溫對活化能高的反應(yīng)有利，低溫對活化能低的反應(yīng)有利。第21頁,共66頁，2024年2月25日，星期天AE——活化能阿累尼烏斯公式：第22頁,共66頁，2024年2月25日，星期天五、化學反應(yīng)速率的碰撞理論（collisiontheory）理論的提出

理論提出的背景：阿累尼烏斯公式中，常數(shù)A的物理意義不明確，1981年劉易斯（Lewis）據(jù)活化能概念并結(jié)合氣體分子運動學說提出了有效碰撞理論，對A的物理意義做出了解釋。反應(yīng)速率的碰撞理論是建立在氣體分子運動學說及統(tǒng)計力學基礎(chǔ)上的。第23頁,共66頁，2024年2月25日，星期天碰撞理論w=Zq=Za化學反應(yīng)速率：單位時間、單位體積內(nèi)的有效碰撞分子數(shù)。(活化分子的碰撞次數(shù)Za)

確定Z、q值或Za值第24頁,共66頁，2024年2月25日，星期天碰撞理論的推導碰撞理論基本假設(shè)

該理論基本假設(shè)（理論模型）：

反應(yīng)物分子可看作簡單的剛球，無內(nèi)部結(jié)構(gòu)和相互作用；反應(yīng)分子必須通過碰撞才可能發(fā)生反應(yīng)；

碰撞分子對的動量超過某一定值εc時，反應(yīng)才能發(fā)生，這樣的碰撞叫活化碰撞；在反應(yīng)過程中，反應(yīng)分子的速率分布遵守麥克斯韋—玻耳茲曼(Maxwell-Boltzmann)分布。以雙分子反應(yīng)（bimolecularreactions）為例。第25頁,共66頁，2024年2月25日，星期天分子碰撞（1）分子碰撞有效截面

如何判斷兩反應(yīng)物分子相碰了?按剛球模型，如右圖所示，可以想象，B分子與A分子相碰時，只要B分子的質(zhì)心落在圖中虛線圓的面積內(nèi)，就算B與A相碰了，通常把該區(qū)域稱為分子碰撞有效截面，以來表示。對剛球分子：稱為碰撞半徑。剛性分子碰撞截面rArB第26頁,共66頁，2024年2月25日，星期天（2）碰撞數(shù)

碰撞微圓柱體示意圖

如右下圖所示，假定B分子靜止，一個A分子以平均速度運動，在dt時間內(nèi)掃過一個底面積為，長度為

的微圓柱體，那么質(zhì)心落在此圓柱體內(nèi)的B分子都有機會與A分子相碰，令nA，nB

分別表示單位體積中A和B的分子數(shù)即分子濃度，有：

一個A分子在單位時間單位體積內(nèi)與B分子的碰撞次數(shù)：

（1）A分子與B分子碰撞的總次數(shù)：

（2）第27頁,共66頁，2024年2月25日，星期天據(jù)氣體分子運動論，氣體分子平均相對速度為：式中：Kb=1.380622×10-16（爾格/K）——玻耳茲曼常數(shù)

——折合質(zhì)量則：其中：（3）第28頁,共66頁，2024年2月25日，星期天（3）活化分子碰撞次數(shù)：根據(jù)理論的第三和第四條假設(shè)，活化分子數(shù)與總分子數(shù)的比值可由麥克斯韋一玻耳茲曼定律導出為：其中:和分別為A分子和B分子的活化分子濃度

活化分子碰撞次數(shù)Za

：所以，化學反應(yīng)速率

w

：第29頁,共66頁，2024年2月25日，星期天（4）對比質(zhì)量作用定律：

碰撞理論：質(zhì)量作用定律：k0——碰撞因子。物理意義：單位時間單位容積內(nèi)某二類特定分子相互碰撞的幾率。

第30頁,共66頁，2024年2月25日，星期天（5）對比阿累尼烏斯公式：

阿累尼烏斯公式：A具有和k0同樣的物理意義。從理論上說明阿累尼烏斯實驗定律的正確性。第31頁,共66頁，2024年2月25日，星期天碰撞理論的優(yōu)缺點優(yōu)點：碰撞理論為我們描述了一幅雖然粗糙但十分明確的反應(yīng)圖像，在反應(yīng)速率理論的發(fā)展中起了很大作用。對阿侖尼烏斯公式中的指數(shù)項、指前因子A都提出了較明確的物理意義，認為指數(shù)項相當于有效碰撞分數(shù)，指前因子A相當于碰撞頻率。它解釋了一部分實驗事實，理論所計算的速率系數(shù)k值與較簡單的反應(yīng)的實驗值相符。缺點：模型過于簡單，將分子看成是簡單的剛體圓球，忽略了分子結(jié)構(gòu)的復雜性，所以要引入幾率因子，且?guī)茁室蜃拥闹岛茈y具體計算。碰撞理論是半經(jīng)驗的。第32頁,共66頁，2024年2月25日，星期天

上述三個定律都是用來求解化學反應(yīng)速率的，但使用方法不同、看問題角度不同。質(zhì)量作用定律和阿累尼烏斯公式均是由實驗總結(jié)出的經(jīng)驗公式，而碰撞理論則從理論上驗證了上述兩個定律的正確性。初步闡明了基元反應(yīng)的機理，解釋了阿累尼烏斯公式中A和E的物理意義。碰撞理論的缺點是在于將分子看成是簡單的剛體圓球，忽略了分子結(jié)構(gòu)的復雜性，因此，該理論是一個初步理論。第33頁,共66頁，2024年2月25日，星期天2.2化學反應(yīng)的動力學分類

一、可逆反應(yīng)與不可逆反應(yīng)可逆反應(yīng)：同時向正反兩個方向進行的反應(yīng)。

在可逆反應(yīng)中，即使經(jīng)過了無限長的時間以后，反應(yīng)產(chǎn)物A的濃度仍不會趨向于0。不可逆反應(yīng)：反應(yīng)可以僅沿一個方向進行，直到初始物質(zhì)實際上完全消失為止。燃燒反應(yīng)是不可逆反應(yīng)。第34頁,共66頁，2024年2月25日，星期天二、簡單反應(yīng)（基元反應(yīng)）與復雜反應(yīng)簡單反應(yīng)：僅僅包含一個反應(yīng)步驟，實際上就是基元反應(yīng)。復雜反應(yīng)：包含許多個中間步驟，由多個基元反應(yīng)組成。第35頁,共66頁，2024年2月25日，星期天

簡單反應(yīng)的分類方法簡單反應(yīng)參加反應(yīng)的分子數(shù)

單分子反應(yīng)：雙分子反應(yīng)：三分子反應(yīng)：（很少）

I22I

O2

＋O2

O3＋O

Cl

＋Cl+M

Cl2＋M

反應(yīng)速率與濃度的關(guān)系

一級反應(yīng)：反應(yīng)速率與反應(yīng)物濃度的一次方成正比二級反應(yīng)：反應(yīng)速率與反應(yīng)物濃度平方成正比v

級反應(yīng)：反應(yīng)速率與反應(yīng)物濃度的v次方成正比第36頁,共66頁，2024年2月25日，星期天

反應(yīng)級數(shù)的概念及物理意義

若化學反應(yīng)的反應(yīng)速率為：反應(yīng)級數(shù)v即為各反應(yīng)物濃度方次之和，即：該反應(yīng)稱為v級反應(yīng)。反應(yīng)了反應(yīng)速率與反應(yīng)物濃度之間的關(guān)系。

第37頁,共66頁，2024年2月25日，星期天v=k0零

級反應(yīng)v=k[A]

一級反應(yīng)v=k[A][B]二級，對A和B各為一級v=k[A]2[B]三級，對A為二級和對B為一級v=k[A][B]-2負一級反應(yīng)v=k[A][B]1/21.5級反應(yīng)反應(yīng)級數(shù)是反應(yīng)速率方程中濃度項的冪指數(shù)，可以為正數(shù)、負數(shù)、整數(shù)或分數(shù)。例如：第38頁,共66頁，2024年2月25日，星期天例：（一級反應(yīng)）（三級反應(yīng)）（二級反應(yīng)）反應(yīng)速度與反應(yīng)物濃度無關(guān)稱為零級反。

第39頁,共66頁，2024年2月25日，星期天4.3影響化學反應(yīng)速率的因素

一、反應(yīng)物的物理、化學性狀的影響

阿累尼烏斯公式：

反應(yīng)物的物理和化學性質(zhì)對反應(yīng)速率都有影響，物理性質(zhì)主要表現(xiàn)在碰撞因子k0上，化學性質(zhì)則表現(xiàn)在活化能E上。碰撞因子k0

對化學反應(yīng)速率的影響非常有限，而活化能E則是衡量物質(zhì)反應(yīng)能力的主要參數(shù)。當E趨近于零時，反應(yīng)速率主要取決于反應(yīng)物的濃度。第40頁,共66頁，2024年2月25日，星期天二、溫度對反應(yīng)速率的影響

溫度不僅對碰撞因子k0有影響，對能量因子也產(chǎn)生影響。對碰撞因子k0：溫度增加1倍時，碰撞因子僅僅提高1．414倍，可見溫度對碰撞因子k0

的影響較??；對能量因子q：溫度對反應(yīng)速率常數(shù)k的影響呈指數(shù)函數(shù)關(guān)系，溫度增加1倍時，能量因子則增大8.6x109倍，可見溫度對反應(yīng)速率的影響是非常顯著的。阿累尼烏斯公式

第41頁,共66頁，2024年2月25日，星期天三、壓力對反應(yīng)速率的影響

根據(jù)道耳頓（Dalton）定律，混合氣體中某一成分的濃度與該成分的壓力成正比。壓力升高使反應(yīng)速率加快。壓力對反應(yīng)速率的影響還與反應(yīng)級數(shù)有關(guān)。在等溫條件下上，v

級反應(yīng)的反應(yīng)速率與壓力的v次方成正比。反應(yīng)級數(shù)不同，影響程度不同。第42頁,共66頁，2024年2月25日，星期天2.4鏈鎖反應(yīng)(chainreactions)一、鏈鎖反應(yīng)概念與特點①化學家發(fā)現(xiàn)哪些化學反應(yīng)的“反常現(xiàn)象？②波登斯坦如何發(fā)現(xiàn)并定義鏈鎖反應(yīng)？③鏈鎖反應(yīng)在工業(yè)上的運用？

反常現(xiàn)象的出現(xiàn)，就迫使去尋求化學動力學新的理論——鏈鎖反應(yīng)理論

很多重要的工藝過程，例如橡膠的合成，塑料、高分子化合物的制備，石油的裂解，碳氫化物的氧化等都與鏈鎖反應(yīng)有關(guān)。

第43頁,共66頁，2024年2月25日，星期天

Arrhenius定律適用于簡單反應(yīng)或復雜反應(yīng)的基元步驟，不能簡單地用反應(yīng)方程式描述復雜反應(yīng)不象化學反應(yīng)方程式所寫的“一步到位”，而是經(jīng)過一系列中間過程，借助于活化粒子（原子或原子基團）構(gòu)成的鏈通過活化粒子而進行的一系列化學反應(yīng)為連鎖反應(yīng)一種特殊的反應(yīng)，只要用任何方法使這個反應(yīng)引發(fā)，它便能相繼發(fā)生一系列的連續(xù)反應(yīng)，使反應(yīng)自動地發(fā)展下去。鏈鎖反應(yīng)第44頁,共66頁，2024年2月25日，星期天（根據(jù)鏈的傳遞形式）

鏈鎖反應(yīng)鏈鎖反應(yīng)直鏈反應(yīng)支鏈反應(yīng)直鏈反應(yīng)支鏈反應(yīng)第45頁,共66頁，2024年2月25日，星期天1.直鏈反應(yīng)

——氫和氯的結(jié)合

反應(yīng)機理（即反應(yīng)歷程）：鏈的引發(fā)(initiatingreactions)

鏈的傳遞(chainpropagating)

鏈的中斷(terminatingreactions)

（1）（2）（3）（2‘）（3‘）（4）（5）（6）（7）（8）第46頁,共66頁，2024年2月25日，星期天Cl2Cl氯分子（Cl2）的直鏈反應(yīng)示意圖第47頁,共66頁，2024年2月25日，星期天直鏈反應(yīng)的三個階段

鏈的引發(fā)：分子由于熱力活化或光子的作用而形成自由原子或自由基（活性中心）。

自由基自由原子活性物質(zhì)活性中心鏈的載體鏈的引發(fā)方式：光引發(fā)、熱引發(fā)、引發(fā)劑引發(fā)。如：（引發(fā)劑引發(fā)）如Cl、H原子第48頁,共66頁，2024年2月25日，星期天鏈的傳遞：每一個自由原子與反應(yīng)物分子進行反應(yīng)后，又生成一個新的自由原子。反應(yīng)（2）和（3）交替進行，使鏈得以傳遞下去。鏈：化學動力學中，重復一個循環(huán)的中間反應(yīng)步驟。如（2）式和（3）式。直鏈反應(yīng)：活性中心的數(shù)目保持不變的鏈鎖反應(yīng)。每一個Cl原子經(jīng)反應(yīng)后能生成一個H原子，而每一個H原子與氯分子反應(yīng)，又生成一個Cl原子。所以在一個反應(yīng)循環(huán)中消耗了一Cl個原子，又生成一個Cl原子。最終結(jié)果活性中心的數(shù)目并未改變，這就是直鏈反應(yīng)的特征。第49頁,共66頁，2024年2月25日，星期天鏈的終斷：反應(yīng)進行到一定程度，活性中心與器壁碰撞或與微量雜志作用生成不活潑分子，于是活性中心消失，鏈被中斷。直鏈反應(yīng)的過程第50頁,共66頁，2024年2月25日，星期天等溫直鏈反應(yīng)速率隨時間的變化

根據(jù)右圖分析直鏈反應(yīng)速率的變化規(guī)律：反應(yīng)速率的變化規(guī)律如何？為何會呈現(xiàn)如此變化規(guī)律？活性中心變化情況如何？

直鏈反應(yīng)不會成為無限制的加速反應(yīng)，即反應(yīng)不會發(fā)展成爆炸。直鏈反應(yīng)特征：整個反應(yīng)過程中，活性中心的數(shù)目不改變，不會發(fā)展為無限制的加速反應(yīng)。第51頁,共66頁，2024年2月25日，星期天2.支鏈反應(yīng)——氫和氧的結(jié)合

反應(yīng)機理（即反應(yīng)歷程）：鏈的引發(fā)鏈的傳遞(慢）氣相中斷（1）（2）（3）（4）（4‘）（5）（6）（7）（8）氣壁中斷（2）、（3）、（4）和（4‘）相加：第52頁,共66頁，2024年2月25日，星期天氫燃燒的分支鏈鎖反應(yīng)：表示反應(yīng)產(chǎn)物——水蒸汽：表示活化分子——氫第53頁,共66頁，2024年2月25日，星期天鏈的分支：每一個自由原子進行反應(yīng)后，生成兩個自由原子（或自由基），這種現(xiàn)象叫鏈的分枝。支鏈反應(yīng)：反應(yīng)過程中，活性中心不斷增多的反應(yīng)稱為分枝鏈鎖反應(yīng)，簡稱支鏈反應(yīng)。也即指一個活性中心參加反應(yīng)后生成兩個或兩個以上的活性中心。

支鏈反應(yīng)示意圖：

第54頁,共66頁，2024年2月25日，星期天（a）反應(yīng)的全過程（b）反應(yīng)的開始階段支鏈反應(yīng)速率隨時間的變化情況

支鏈反應(yīng)的特點：

（1）反應(yīng)開始階段，存在一感應(yīng)期τi，反應(yīng)速率很小；（2）反應(yīng)速率是自動加速的；（3）活性中心形成的同時還可能有鏈的終斷。第55頁,共66頁，2024年2月25日，星期天鏈鎖反應(yīng)的三步驟與特點：

鏈的引發(fā)：反應(yīng)粒子吸收能量變?yōu)樽杂苫?/p>

鏈的傳遞：自由基與分子相互作用的交替過程，使反應(yīng)如同鏈鎖一樣一環(huán)扣一環(huán)的發(fā)展下去。

直鏈反應(yīng)的傳遞過程自由基不增加；支鏈反應(yīng)的傳遞過程自由基增加。

鏈的終斷：活化粒子碰壁或與其他低能量粒子接觸，能量減小，不能進一步發(fā)生反應(yīng)，自由基被消除，鏈就終止。利用上述鏈鎖反應(yīng)的知識如何解釋前面提到的某些“反?！狈磻?yīng)現(xiàn)象？

第56頁,共66頁，2024年2月25日，星期天二、支鏈反應(yīng)的爆炸界限謝苗諾夫提出的爆炸原因熱爆炸—由于反應(yīng)大量放熱而引起的。鏈鎖爆炸—由支鏈反應(yīng)引起，隨著支鏈的發(fā)展，鏈傳遞物(活性質(zhì)點)劇增，反應(yīng)速率愈來愈大，最后導致爆炸。爆炸反應(yīng)第57頁,共66頁，2024年2月25日，星期天爆炸界限鏈爆炸反應(yīng)的溫度、壓力、組成有一定的爆炸區(qū)間，稱為爆炸界限。

圖中曲線ab表示爆炸的低界限（第一爆炸界限），bc表示爆炸的高界限（第二爆炸界限），abc的右側(cè)區(qū)域表示鏈鎖爆炸區(qū)域，稱為燃燒半島。在abcd之左側(cè)反應(yīng)進行得很平穩(wěn)，cd代表第三爆炸界限（或稱熱力限，不是所有的爆炸反應(yīng)都有第三爆炸界限）。第三爆炸限以上的區(qū)域是屬于熱爆炸機理造成的。第58頁,共66頁，2024年2月25日，星期天1）T<673K：系統(tǒng)在任何壓力下都不爆炸；2）T>853K：任何壓力均發(fā)生爆炸；3）673>T<853K：存在壓力界限p1和p2，當p2>p>p1時才發(fā)生爆炸。可用支鏈反應(yīng)機理解釋。

第59頁,共66頁，2024年2月25日，星期天a．p<p1：不產(chǎn)生爆炸。活性中心易擴散至器壁，發(fā)生器壁終斷，使活性中心的銷毀速率增大，反應(yīng)速率便不會進行得太快。當壓力升高時：一方面在容器內(nèi)的分子有效碰撞次數(shù)增多，另一方面活性中心擴散到器壁上的機會相對減小，因此，反應(yīng)速率大大加快。b．p＝p1：反應(yīng)自動加速造成爆炸。c．p>p2

：系統(tǒng)內(nèi)物質(zhì)的濃度很高，很容易發(fā)生氣相終斷反應(yīng)，使