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化学
题目

以下哪种方法可以提高平行反应中对目标产物的选择性?A. 使用特异性催化剂B. 提高反应温度C. 增加反应物的浓度D. 延长反应时间

以下哪种方法可以提高平行反应中对目标产物的选择性?

A. 使用特异性催化剂

B. 提高反应温度

C. 增加反应物的浓度

D. 延长反应时间

题目解答

答案

A. 使用特异性催化剂

解析

平行反应中存在多个可能的反应路径,提高目标产物的选择性需要优先促进目标反应的进行。关键在于改变反应条件或催化剂的选择,使得目标反应的速率显著高于副反应。

  • 特异性催化剂(选项A)能定向降低目标反应的活化能,加速其进行,而对副反应影响较小,从而提升选择性。
  • 其余选项(温度、浓度、时间)通常会同时影响所有平行反应,难以有效区分目标反应与副反应。

选项分析

A. 使用特异性催化剂

特异性催化剂仅对目标反应具有催化作用,能显著降低目标反应的活化能,使其速率远高于副反应。例如,若目标反应的活化能从$E_a$降低到$E_a'$,而副反应的活化能不变,则目标反应的速率常数$k_1$增加更多,导致目标产物比例上升。

B. 提高反应温度

温度升高会按指数关系影响所有反应速率(阿伦尼乌斯方程:$k = A \exp(-E_a/RT)$)。若目标反应与副反应的活化能差异不明显,提高温度可能无法有效区分两者,甚至因副反应加速而降低选择性。

C. 增加反应物浓度

浓度改变会按反应级数影响各反应速率。若目标反应与副反应的级数相同,则浓度变化对两者速率的影响比例相同,选择性不变;若级数不同,需具体分析,但题目未提供相关信息,故无法确定。

D. 延长反应时间

延长反应时间会增加副反应的累积效应,尤其当副反应速率较慢但长时间存在时,目标产物的选择性可能下降。

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