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反應歷程
鎖定
- 中文名
- 反應歷程
- 外文名
- mechanism
- 含 義
- 化學反應經歷的過程
- 領 域
- 化學反應動力學
- 別 名
- 反應機理
反應歷程任務和目的
將化學反應應用於生產實踐主要有兩個方面的問題:一是要了解反應進行的方向和最大限度以及外界條件對平衡的影響;二是要知道反應進行的速率和反應的歷程(機理)。人們把前者歸為化學熱力學的研究範圍,把後者歸為化學動力學(chemical kinetics)的研究範圍。
化學動力學的基本任務之一是瞭解反應的速率,瞭解各因素(如分子結構、温度、壓力、濃度、介質、催化劑等)對反應速率的影響,從而給人們提供選擇反應條件、掌握控制反應進行的主動權,使化學反應按我們所希望的速率進行。
化學動力學的另一個基本任務是研究反應歷程(mechanism)。反應歷程試圖描述化學反應每個過程中的所發生的情況。然而事實上,反應的具體過程是不易觀察到的。由於在熱力學上可行,且定量和定性結果均為中間體的存在提供支持,從而採用這種推測的反應歷程具有合理性。知道了這些歷程,可以找出決定反應速率的關鍵所在,使主反應按照我們所需要的方向進行,從而指導生產
[1]
。
反應歷程定義
反應歷程是化學中用來描述某一化學變化所經由的全部基元反應,就是反應物究竟按什麼途徑,經過哪些步驟得到最終產物。雖然整個化學變化所發生的物質轉變可能很明顯,但為了探明這一過程的反應機理,常常需要實驗來驗證。
反應歷程舉例
反應歷程三羧酸循環
三羧酸循環是一個宏觀的反應過程,每一個循環中有包含了複雜的微觀反應歷程。
檸檬酸循環(citricacidcycle):也稱為三羧酸循環(tricarboxylic acid cycle,TCA循環,TCA),Krebs循環。是用於將乙酰CoA中的乙酰基氧化成二氧化碳和還原當量的酶促反應的循環系統,該循環的第一步是由乙酰CoA與草酰乙酸縮合形成檸檬酸。反應物乙酰輔酶A(Acetyl-CoA)(一分子輔酶A和一個乙酰相連)是糖類、脂類、氨基酸代謝的共同的中間產物,進入循環後會被分解最終生成產物二氧化碳併產生H,H將傳遞給輔酶--尼克酰胺腺嘌呤二核苷酸(NAD+) 和黃素腺嘌呤二核苷酸(FAD),使之成為NADH + H+和FADH2。 NADH + H+ 和 FADH2 攜帶H進入呼吸鏈,呼吸鏈將電子傳遞給O2產生水,同時偶聯氧化磷酸化產生ATP,提供能量。
反應歷程乙烷熱分解
乙烷的熱分解反應在823~923K之間,反應方程式可以寫作:
C2H6(g)→C2H4(g)+H2(g)
根據質譜儀和其他實驗手段證明,在乙烷的分解過程中有自由基CH3·和C2H5·生成,有人認為該反應是按下列的鏈式反應機理進行的:
(1)C2H6→2CH3·
(2)CH3·+C2H6→CH4+C2H5·
(3)C2H5·→C2H4+H·
(4)H·+C2H6→H2+C2H5·
(5)H·+C2H5·→C2H6