第二节  反应物浓度与配比

一、   一 、反应物浓度对化学反应的影响

化学反应是反应物分子之间的相互碰撞

基元反应：反应物分子在碰撞中一步转化为生成物的反应。对于任何基元反应来说，反应速率总是与其反应物浓度的乘积成正比。如伯卤代烷的碱性水解，SN2反应。

非基元反应：反应物分子要经过若干步，即若干个基元反应才能转化为生成物的反应。如叔卤代烷的水解，SN1反应。

由于伯卤代烷和叔卤代烷的碱性水解反应机理不同，欲加速伯卤代烷水解，可以增加碱的浓度也可以增加伯卤代烷的浓度；而加速叔卤代烷水解，则需要增加叔卤代烷的浓度。

二、   二、简单反应动力学

了解了什么是基元反应，什么是非基元反应以后，我们就可以将化学反应按照其反应过程分为两类，即简单反应和复杂反应。

简单反应：由一个基元反应组成的化学反应。在化学动力学上是以反应分子数与反应级数分类的。

一般都可以应用质量作用定律来计算浓度和反应速率的关系

（1） 单分子反应动力学：

在基元反应中，若只有一分子参与，则称为单分子反应。因为只有一个分子参与反应，所以反应速度仅与反应物的浓度有关。多数的一级反应为单分子反应。反应速率与反应物浓度成正比。

主要包括：热分解反应，异构化反应、分子内重排以及羰基化合物酮型和烯醇型之间的互变异构等。

（2） 双分子反应动力学

双分子反应（二级反应）：相同或不同的两个分子碰撞时相互作用而发生的反应。主要包括加成反应、取代反应和消除反应等。反应速率与反应物浓度的乘积成正比。

零级反应动力学

反应速率与反应物浓度无关，仅受其他因素影响的反应。包括某些光反应、表面催化反应、电解反应等。这是一类特殊的反应。

三、 三、复杂反应动力学

复杂反应：由两个和两个以上基元反应构成的化学反应。分为可逆反应、平行反应、连续反应等。

可逆反应动力学

可逆反应：乙酸乙酯的生成反应

两个反应速率相等时，反应物和生成物的浓度不再随时间变化。

除去生成物或加入大量的某一反应物可以使平衡移动，使反应向我们需要的方向进行。例如：乙醇钠和水生成乙醇和氢氧化钠的反应。

平行反应动力学

平行反应（竞争性反应）

反应物同时进行几种不同的化学反应。需要的称为主反应，其余的称为副反应。

反应速率之比为常数，与反应物浓度及时间无关。改变生成物的比例可以通过改变温度、溶剂、催化剂等方式。

对于级数相同的平行反应

反应速率之比为常数，与反应物浓度及时间无关。改变生成物的比例可以通过改变温度、溶剂、催化剂等方式。

增加反应物的浓度有助于加快反应速率、提高设备能力和减少溶剂用量，但有时也加速了副反应的进行。所以，应选择最适当的浓度。

四、反应物浓度与配料比的确定

根据我们对各种常见反应类型的了解，我们就可以总结出一些优化反应物浓度与配料比的规律。

（1）  可逆反应：可采取增加反应物之一的浓度（即增加配料比），或从反应系统中不断除去生成物之一的方法，提高反应速率和增加产物的收率;

（2）  生成物的生成量取决于反应液中某一反应物的浓度时，应增加其配料比，同时在单耗较低的范围内。例如乙酰苯胺的合成，氯磺酸的用量最终选择较为经济合理的配料比，即1：（4.5-5.0）;

（3） 某一反应物不稳定时，可增加其用量，保证有足够量的反应物参与主反应。例如苯巴比妥制备中，脲应该过量。

（4） 参与主、副反应的反应物不尽相同时，可增加某一反应物的用量，以增加主反应的竞争能力。例如抗精神分裂药氟哌啶醇的中间体的制备中使用氯化铵用量为理论量两倍。

（5） 为防止连续反应（副反应）的发生，有些反应配料比宜小于理论量，使反应进行到一定程度，停下来。例如傅克反应中乙烯和苯的比例为4:10左右。

（6） 对于新反应，拟定反应物浓度和配料比的经验性规则为：使用2%-10%的反应物浓度和1.0:1.1的摩尔比，作为试探性反应条件。