二、平行反应 (1) 定义:由相同反应物同时平行地进行 两个或两个以上的反应一一平行反应 有机化学反应中较多,如酶反应等 OH OH OH OH HNO3+ No. 最多 最少 是典型的平行反应 1
1 二、平行反应 (1) 定义:由相同反应物同时平行地进行 两个或两个以上的反应——平行反应 有机化学反应中较多,如酶反应等 是典型的平行反应
(2)最简单的平行反应: 由两个一级基元反应组成的平行反应 kB A B C 0 0 A t=0 a t=t X y Z dy 速率方程: ==kx= dt dx -()2= dz =k2x= dt 应总的速一车 dt
2 (2)最简单的平行反应: 由两个一级基元反应组成的平行反应 A B C t = 0 a 0 0 t = t x y z 速率方程: dt dy k x dt dx ( ) 1 1 1 dt dz k x dt dx ( ) 2 2 2 反应总的速率: 1 1 1 2 ( ) ( ) dt dx dt dx dt dx
y=7+72=kx+kx=(k+k)x=kx dx -kx k=k1+k2 dt 为表观速率常数 动力学方程: 积分:〔山 -Inx=kt a Lnx=-kt x=ae k de-(htk2) dykak e dt 3
3 k xk x (k k )x kx 1 2 1 2 1 2 kx dt dx k = k1 + k2 为表观速率常数 动力学方程: 积分: x t a dt x dx 0 kt a x Ln kt a x Ln kt k k t x ae ae ( ) 1 2 k k t k x ak e dt dy ( ) 1 1 1 2
d=∫ake+srdt ak [-ek y=k+k匀 Z= akl-e+a灯 或z=a-X-y k +k (3)平行反应特点: 产物速率比 k k2x k2
4 dy ak e dt k k t y ( ) 1 0 1 2 [1 ] ( ) 1 2 1 1 2 k k t e k k ak y [1 ] ( ) 1 2 2 1 2 k k t e k k ak z 或 z = a - x - y (3)平行反应特点: 产物速率比 2 1 2 1 ( ) ( ) k k k x k x dt dz dt dy
产物数量比= k Z 产物速率比和产物数量比保持不变, 与a,t无关 在这种级数相同的反应中,两种产物的速 率、浓度、产量的比值都为一个常数 k1/2,不论反应进行到何种程度 说明:a)在一定T,催化剂下,两产物的 浓度比为常数,与起始浓度无关
5 产物数量比= 2 1 k k z y 产物速率比和产物数量比保持不变, 与 a, t 无关 在这种级数相同的反应中,两种产物的速 率、浓度、产量的比值都为一个常数 k1 / k2 ,不论反应进行到何种程度 说明:a)在一定 T,催化剂下,两产物的 浓度比为常数,与起始浓度无关
b)k1/k2代表反应的选择性 要提高主产物产量,必须调整k1/ k与T,催化剂等有关,选择适当条件 改变催化剂改变反应机理 改变T使k1,2发生不同程度的变化 讨论T的影响 E E2-E e RT E A,eRT
6 b)k1 / k2代表反应的选择性 要提高主产物产量,必须调整k1 / k2 k 与 T,催化剂等有关,选择适当条件 改变催化剂改变反应机理 改变 T 使 k1, k2发生不同程度的变化 讨论 T 的影响
由于A随T变化不大,只讨论指数项影响 若△E=E2-E1>0 T个,e↓,多↓对生成C有利 E2-E1 T山,e产个,¥个对生成B有利 T个对活化能大的反应有利 T↓对活化能小的反应有利 若△E≈0,改变T变化不明显 使用选择性好的催化剂 7
7 由于 A 随 T 变化不大,只讨论指数项影响 若E = E2 - E1 > 0 对生成 C 有利 对生成 B 有利 T对活化能大的反应有利 T对活化能小的反应有利 若 E 0 ,改变 T 变化不明显 使用选择性好的催化剂
c)k=k1+k2 k y 可求出k1、k2 Z k2 d)表观活化能与基元反应活化能的关系 dLnk Ea k=RT2 dincktk) dT RT2 Ea=RT2 dink dT dT Ea= RT2 d(k+k2) ky +k2 dT o
8 c)k = k1 + k2 2 1 k k z y 可求出 k1 、 k2 d)表观活化能与基元反应活化能的关系 2 RT Ea dT dLnk dT dLn k k RT dT dLnk Ea RT ( ) 2 2 1 2 dT d k k k k RT Ea ( ) 1 2 1 2 2
Ea= RT2 d(k+k2) k +k2 dT RT2 (k dInk+k2 ky+k dT BT2-( k1+k2 RT2 Ea= E k+E2k2 k +k 平行反应的表观活化能不等于二者之 和,与k1,k2有关 9
9 dT d k k k k RT Ea ( ) 1 2 1 2 2 ( ) 2 2 1 1 1 2 2 dT dLnk k dT dLnk k k k RT ( ) 2 2 2 2 1 1 1 2 2 RT E k RT E k k k RT / / / 1 2 1 1 2 2 k k E k E k Ea 平行反应的表观活化能不等于二者之 和,与 k1 ,k2有关
e)X、y、z三种物质的浓度与t关系曲线 三、连续(串)反应 (1)定义:是一连串接续进行的反应 反应是由几个反应构成的 上一步反应的产物是下一步反应的反应物 例:C2H6→C2H4+H2→2C+3H2 10
10 e)x、y、z 三种物质的浓度与t 关系曲线 三、连续(串)反应 (1)定义:是一连串接续进行的反应 反应是由几个反应构成的 上一步反应的产物是下一步反应的反应物 例:C2H6 C2H4 + H22C+3H2