题目
分析题:等温下进行液相平行反应,P为目的产物,[ A + B arrow P, r_P = k_1 c_A c_B ][ 2A arrow Q, r_Q = k_2 c_A^2 ](1) 写出瞬时选择性的表达式(3分)(2) 若 E_1 < E_2 ,应如何选择操作温度对主反应选择性有利?(3分)
分析题:等温下进行液相平行反应,P为目的产物,
$A + B \rightarrow P, \quad r_P = k_1 c_A c_B$
$2A \rightarrow Q, \quad r_Q = k_2 c_A^2$
(1) 写出瞬时选择性的表达式(3分)
(2) 若 $ E_1 < E_2 $,应如何选择操作温度对主反应选择性有利?(3分)
题目解答
答案
(1) 根据定义,瞬时选择性为:
\[
S_P = \frac{r_P}{r_Q} = \frac{k_1 c_A c_B}{k_2 c_A^2} = \frac{k_1 c_B}{k_2 c_A}
\]
(2) 根据 $ k_1 = A_1 e^{-\frac{E_1}{RT}} $ 和 $ k_2 = A_2 e^{-\frac{E_2}{RT}} $,可得:
\[
S_P = \frac{A_1}{A_2} \cdot \frac{c_B}{c_A} \cdot e^{\frac{E_2 - E_1}{RT}}
\]
由于 $ E_1 < E_2 $,$ e^{\frac{E_2 - E_1}{RT}} $ 随 $ T $ 升高而减小,故应降低温度以提高 $ S_P $。
答案:
(1) $ S_P = \frac{k_1 c_B}{k_2 c_A} $
(2) 应选择较低的温度,以提高主反应的选择性。