判断题
平行反应,若主反应活化能大于副反应活化能,则升高温度有利于提高选择性。()
A
正确
B
错误
答案解析
正确答案:A
解析:
**解析:**
该说法是**正确**的。
**推导过程如下:**
1. **阿伦尼乌斯方程(Arrhenius Equation)基础**:
反应速率常数 $k$ 与温度 $T$ 和活化能 $E_a$ 的关系遵循阿伦尼乌斯方程:
$$ k = A \cdot e^{-\frac{E_a}{RT}} $$
其中,$A$ 为指前因子,$R$ 为气体常数,$T$ 为热力学温度。
2. **温度对速率常数的影响规律**:
对阿伦尼乌斯方程取对数并微分,或者直接分析指数项可知:**活化能 $E_a$ 越大的反应,其速率常数 $k$ 对温度 $T$ 的变化越敏感。**
也就是说,当温度升高时,活化能大的反应,其速率常数增加的倍数(幅度)要大于活化能小的反应。
3. **平行反应的选择性分析**:
对于平行反应:
* 主反应:活化能为 $E_1$
* 副反应:活化能为 $E_2$
* 题目条件:$E_1 > E_2$ (主反应活化能 > 副反应活化能)
选择性通常由主反应速率与副反应速率之比(或主产物与副产物生成速率之比)来衡量。假设两个反应的级数相同或近似,选择性 $S$ 大致正比于速率常数之比 $\frac{k_1}{k_2}$:
$$ \frac{k_1}{k_2} = \frac{A_1}{A_2} \cdot e^{-\frac{E_1 - E_2}{RT}} $$
由于 $E_1 > E_2$,则 $(E_1 - E_2) > 0$。
当温度 $T$ **升高**时,指数项 $-\frac{E_1 - E_2}{RT}$ 的绝对值变小(即负得少一些),导致 $e^{-\frac{E_1 - E_2}{RT}}$ 的值**增大**。
或者更直观地理解:因为主反应活化能高,升温对主反应速率的提升作用**强于**对副反应速率的提升作用。因此,主反应速率在总速率中的占比增加,从而提高了主产物的选择性。
**结论:**
当主反应活化能大于副反应活化能时,升高温度确实有利于提高反应的选择性。故原题判断正确。
相关知识点:
平行反应,升温提选性
题目纠错
化工总控工理论题库
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