學(xué)習(xí)中學(xué)化學(xué)的過程中，常常見到諸如“催化劑不改變平衡轉(zhuǎn)化率”這樣的觀點(diǎn)，實(shí)際上，對(duì)于單一反應(yīng)，催化劑只是同時(shí)改變正向和逆向反應(yīng)的活化能，從而引發(fā)化學(xué)反應(yīng)速率的改變。從這個(gè)角度理解，上面的觀點(diǎn)的確成立。

但是，如果存在競(jìng)爭(zhēng)反應(yīng)，這時(shí)還能這么認(rèn)為嗎？

不妨定性分析一下。高選擇性催化劑的存在，相當(dāng)于讓反應(yīng)物中有更多的部分生成了目標(biāo)物質(zhì)。

于是我建構(gòu)了一個(gè)反應(yīng)模型：

假設(shè)有如下兩個(gè)競(jìng)爭(zhēng)反應(yīng)，二者的反應(yīng)物都是相同的。簡(jiǎn)便起見，假設(shè)生成物都只有一種。

此時(shí)，溫度極高，以至于碳已經(jīng)汽化。故所有物質(zhì)都是氣體。

我們希望Ⅰ發(fā)生，同時(shí)為了簡(jiǎn)化計(jì)算，按照1:1投入A和B。

在1L的容器里投入1mol的A，B。

選擇性有多種定義方式，這里采取較為簡(jiǎn)單的一種。

選擇性定義為：目的產(chǎn)物的產(chǎn)率/碳的轉(zhuǎn)化率

在一定溫度下，兩個(gè)反應(yīng)的平衡常數(shù)之比為定值，不妨設(shè)選擇性為δ，反應(yīng)一的平衡轉(zhuǎn)化率為σ，反應(yīng)一發(fā)生xmol,反應(yīng)二發(fā)生ymol.

下圖是UP的計(jì)算過程。

我們來(lái)驗(yàn)證一下計(jì)算結(jié)果：

結(jié)果似乎很合理，但是……真的是如此嗎？

要知道，如果給定K1,K2和反應(yīng)物的量，一定可以解出對(duì)應(yīng)的x,y，也就是說(shuō)，一定可以解出體系中各個(gè)組分物質(zhì)的量。

奇怪的事情發(fā)生了！請(qǐng)各位看下圖：

我們解出了x,y(圖中藍(lán)線和綠線的交點(diǎn)），但是這個(gè)點(diǎn)和選擇性沒有任何關(guān)系！

這是為什么？！

網(wǎng)上是這么認(rèn)為的：

也有說(shuō)法認(rèn)為，選擇性影響的是反應(yīng)速率之比，對(duì)平衡轉(zhuǎn)化率不構(gòu)成影響，好像也很有道理……

現(xiàn)在已經(jīng)糊了啊兄弟們

化學(xué)平衡，你讓我怎么理智！