淺談?dòng)袡C(jī)化學(xué)中的熱力學(xué)控制和動(dòng)力學(xué)控制問(wèn)題市公開課金獎(jiǎng)市賽課一等獎(jiǎng)?wù)n件

1、淺談?dòng)袡C(jī)化學(xué)中熱力學(xué)控制與動(dòng)力學(xué)控制問(wèn)題第1頁(yè) 在有機(jī)化學(xué)反應(yīng)中，競(jìng)爭(zhēng)反應(yīng)非常普遍，而在實(shí)際生產(chǎn)中，往往又需要競(jìng)爭(zhēng)反應(yīng)中某一反應(yīng)為主要，也就是是某一產(chǎn)物為優(yōu)勢(shì)產(chǎn)物。普通情況下，能夠選擇一定條件控制某一反應(yīng)為主要反應(yīng)，如選擇不一樣溫度、溶劑、催化劑等，這些條件選擇都是促使某一反應(yīng)到達(dá)熱力學(xué)控制或動(dòng)力學(xué)控制。那么在競(jìng)爭(zhēng)反應(yīng)里什么情況是熱力學(xué)控制，什么情況又是動(dòng)力學(xué)控制，怎樣提升某一反應(yīng)熱力學(xué)控制或者動(dòng)力學(xué)控制。下面就此問(wèn)題進(jìn)行探討。第2頁(yè)1 熱力學(xué)控制與動(dòng)力學(xué)控制定義依據(jù)相關(guān)資料，一個(gè)反應(yīng)物在同一條件下，向多個(gè)產(chǎn)物方向轉(zhuǎn)化生成不一樣產(chǎn)物平行反應(yīng)，假如反應(yīng)還未達(dá)成平衡前就分離產(chǎn)物，利用各種產(chǎn)物生成速

2、率差異來(lái)控制產(chǎn)物分布稱動(dòng)力學(xué)控制反應(yīng)。其主要產(chǎn)物稱動(dòng)力學(xué)控制產(chǎn)物。假如讓反應(yīng)體系達(dá)成平衡后再分離產(chǎn)物，利用各種產(chǎn)物熱穩(wěn)定性差異來(lái)控制產(chǎn)物分布稱熱力學(xué)控制反應(yīng)其主要產(chǎn)物稱熱力學(xué)控制產(chǎn)物。第3頁(yè)2 熱力學(xué)控制與動(dòng)力學(xué)控制特點(diǎn)當(dāng)動(dòng)力學(xué)控制產(chǎn)物，分離產(chǎn)物時(shí)，反應(yīng)體系離平衡態(tài)距離尚遠(yuǎn)，反應(yīng)中過(guò)渡態(tài)或中間體以反應(yīng)速率快，較易形成為主。形成這種過(guò)渡態(tài)或中間體活化能較低，反應(yīng)含有較小反應(yīng)熱，所以產(chǎn)物主要以在熱力學(xué)上不穩(wěn)定動(dòng)力學(xué)控制產(chǎn)物為主。當(dāng)熱力學(xué)控制產(chǎn)物，分離產(chǎn)物時(shí)，此時(shí)反應(yīng)體系以到達(dá)平衡狀態(tài)，反應(yīng)物、中間體、產(chǎn)物之間在宏觀上已不再相互轉(zhuǎn)化，這時(shí)反應(yīng)中過(guò)渡態(tài)或中間體以及產(chǎn)物以在熱力學(xué)上穩(wěn)定物質(zhì)為主。第4頁(yè)形

3、成這種過(guò)渡態(tài)或中間體活化能較高，反應(yīng)含有較大反應(yīng)熱，所以產(chǎn)物主要以在熱力學(xué)上穩(wěn)定熱力學(xué)控制產(chǎn)物為主。第5頁(yè)tEABC第6頁(yè)3 反應(yīng)條件對(duì)控制原因影響動(dòng)力學(xué)控制和熱力學(xué)控制關(guān)鍵是分離產(chǎn)物時(shí)，反應(yīng)體系離平衡位置有多遠(yuǎn)，普通來(lái)說(shuō)，能夠經(jīng)過(guò)控制溫度、反應(yīng)時(shí)間、催化劑、溶劑等反應(yīng)條件來(lái)影響到達(dá)平衡時(shí)間與分離產(chǎn)物前反應(yīng)進(jìn)行時(shí)間相對(duì)關(guān)系，從而改變分離產(chǎn)物時(shí)體系所處位置，造成反應(yīng)受不一樣原因控制。第7頁(yè)（1）控制溫度。普通高溫有利于活化能較大反應(yīng)，而且能夠縮短到達(dá)平衡時(shí)間，有利于熱力學(xué)控制,且生成產(chǎn)物較穩(wěn)定。低溫有利于活化能較小反應(yīng)，延長(zhǎng)到達(dá)平衡時(shí)間，有利于動(dòng)力學(xué)控制，生成產(chǎn)物不穩(wěn)定。第8頁(yè)比如： 96 46

4、065165 16 84第9頁(yè)（2）控制反應(yīng)時(shí)間。因?yàn)闊崃W(xué)控制反應(yīng)普通反應(yīng)速率較慢，動(dòng)力學(xué)控制反應(yīng)普通反應(yīng)速率較快，所以能夠經(jīng)過(guò)縮短或延長(zhǎng)反應(yīng)時(shí)間來(lái)控制產(chǎn)物。比如：幾秒鐘幾小時(shí)第10頁(yè)（3）經(jīng)過(guò)催化劑來(lái)控制產(chǎn)物。經(jīng)過(guò)選擇適當(dāng)催化劑來(lái)控制反應(yīng)抵達(dá)平衡時(shí)間，進(jìn)而控制產(chǎn)物。 比如：FeCl3過(guò)量AlCl3(80)(66)第11頁(yè)（4）經(jīng)過(guò)溶劑選擇控制產(chǎn)物。比如：（28）（72）（94）（6）非質(zhì)子溶劑質(zhì)子溶劑第12頁(yè)1.解釋下面反應(yīng)在不一樣反應(yīng)溫度下生成內(nèi)型產(chǎn)物和外型產(chǎn)物可能原因。endo加成（內(nèi)型加成） exo加成(外型加成）第13頁(yè)解析：因?yàn)榇渭?jí)軌道相互作用，使內(nèi)型產(chǎn)物成為動(dòng)力學(xué)控制反應(yīng)產(chǎn)物，生成速度快，低溫時(shí)輕易生成內(nèi)型加成產(chǎn)物；而溫度較高時(shí)，因?yàn)橥庑图映僧a(chǎn)物空間位阻較小，輕易生成熱力學(xué)穩(wěn)定外型加成產(chǎn)物。該反應(yīng)為可逆反應(yīng)，內(nèi)型產(chǎn)物加熱至較高