对化学反应速率的实验教学研究

对人教版普通高中教材(必修加选修)中测量化学反应速率的方法进行了改进,将定性实验改进成定量和半定量实验,提出了测量化学反应速率的3种新方法。利用反应物或生成物的性质如生成一定量沉淀所需时间,反应混合物颜色改变所需时间研究了浓度、温度对平均反应速率的影响;对有气体生成的反应,测量反应混合物的质量随时间的减少,或生成气体的体积随时间的增加测量和比较了固体颗粒物大小,催化剂对初始反应速率的影响。     

催化光度法测定伊文思蓝褪色反应速率常数——推荐一个物理化学新实验

介绍了一个关于复杂反应动力学测量的物理化学实验。基于亚硝酸钠作用下溴酸钾氧化伊文思蓝褪色反应，通过测量不同初始反应条件下系统吸光度随时间的变化情况，推导伊文思蓝和溴酸钾的分级数，探讨亚硝酸钠对反应的加速作用，并根据不同温度下的测量数据计算表观反应活化能。本实验可依据学时安排开设为基础性实验或综合设计性实验。两个学期的教学实践表明，作为综合设计性实验，本实验可加强学生对表观速率常数、表观活化能以及催化作用的认识，并促进学生综合实验能力的培养；此外，本实验也可适当精简后作为基础性实验项目“丙酮碘化反应”的替代方案，能克服该实验中存在的反应速率较快不易记录实验数据、碘不易清洗污染比色皿等问题。     

指数曲线拟合法求一级反应的速率常数

一引言在动力学研究中,为了测定一个一级反应的速率常数k,一般是在实验中记录反应物或产物的某一个与其摩尔浓度成正比的物理量A(如气体的压强,溶液在特定波长下的紫外吸收值等)随时间t的变化,并在已知反应物初始浓度或在反应结束(t→∞)时测得A_∞的条件下,根据一级反应动力学的积分公式: In|A_∞-A_t|=-kt+b ……(1)     

瞬态自由基与污染物的液相快速反应动力学

介绍了一种测量瞬态自由基快速液相反应速率系数的方法。采用激光脉冲光解产生瞬态自由基，采用吸收光谱法测量从微秒到毫秒时间尺度内的瞬态自由基浓度变化，采用绝对速率法和相对速率法得到反应的二级速率系数。本实验可加深对反应动力学的理解，并引导学生在有机污染物环境光化学方面开展创新性研究。     

DynaFit软件在化学反应动力学教学中的应用

介绍动力学软件DynaFit,并以洛特卡-沃尔泰拉振荡模型和米歇利斯-门顿酶促反应模型说明该软件在化学反应动力学教学中的应用。DynaFit软件可用于已知反应机理、初始浓度和速率常数,模拟实验数据以及已知反应机理、初始浓度和实验数据,拟合速率常数。     

简单一级反应数据处理的一个新模型

利用产物和反应物某一物理性质的差别来测定反应速率、确定动力学参数是常用的方法.过氧化氢催化分解、蔗糖水解等典型的物理化学实验都是以物理性质代替浓度进行动力学测定,最后确定反应速率常数的.     

微量反应系统化学动力学教学实验的设计与应用

利用光纤光谱仪构建微量反应系统,并通过偶氮染料橙黄II在铁-亚硫酸钠-溶解氧体系中的脱色反应,分别用特征动力学方程法及初始速率法进行了脱色反应动力学分析。该实验体系能够实现简单、快速的均相溶液反应动力学实验,其数据处理方法较好地巩固和提升了对反应动力学理论课教学内容的学习。整个实验体系的设计与应用能够满足物理化学、大学化学、环境化学等相关课程中有关反应动力学的实验教学需求。     

根据动力学-光谱数据解析高锰酸钾氧化草酸钠的反应过程

通过在线测量硫酸介质中高锰酸钾氧化草酸钠反应过程的光谱变化，获得了动力学—光谱二维数据。借助主成分分析法，确定了高锰酸钾的单信息区，并确认反应过程中产生了一种有吸收的中间体。根据最小二乘回归等化学计量学方法，结合相关组分间存在等吸收点这一光谱特征及质量平衡原理，成功地解折出反应体系中相关组分的实际动力学谱及纯光谱。根据Savitsky-Golay求导法，获得了各组分的速率曲线。对解析结果的进一步研究表明，该反应符合自催化模式。     

Ni/PDC催化甲醇气相羰基化的动力学数学分析

研究了Ni/聚合物衍生碳(Ni/PDC)催化甲醇气相羰基化过程的动力学行为.Langmuir-Hinshelwood反应机制用于建立动力学数学模型,在此模型基础上导出反应速率的表达式以及反应速率与碘甲烷、一氧化碳和甲醇等反应物分压之间的数学关系.这些关系得到了实验数据的证实.反应速率对反应温度的依赖性以Arrhenius曲线给出,升高反应温度会导致反应控制机制从动力学控制模式转化为扩散控制模式,同时反应的有效速率表达式和表观活化能都有相应的变化.     

主成分回归—催化动力学—掩蔽法同时测定钼和钨

利用掩蔽剂与催化同一指示反应的多种催化剂之间的掩蔽反应速率事程度的差异，提出通过一次动力学过程的测量，同时测定多种催化剂的方法。当掩蔽反应为快速反应或可逆反应时，该方法同样适用。以Ｈ２Ｏ２氧化ＫＩ为指示反应，柠檬酸作为掩蔽剂，借助微机直接记录碘离子选择电极在反应过程中的电位变化，以主成分回归作为建模和预报扔多元校正方法，对Ｍｏ和Ｗ进行了同时测定。     

MMNi_5吸、放氢过程的动力学研究

化学法合成的金属间化合物,其表面状态与冶金法合成的样品不同,使其吸、放氢动力学有较大改进。本文研究了化学法合成的富镧MMNi_5(MM为混合稀土金属)在初始压力2.33～5.57MPa,温度20～60℃范围内的吸氢过程动力学行为,及在20～60℃范围内放氢过程的动力学行为。实验结果表明,吸氢量与时间、初始氢压的关系(1gn-1gt;1g△n—1gP)均为直线关系,并求得吸、放氢初期表观激活能分别为5.23和16.95kJ/molH_2。初步判定MMNi_5在两相区的吸氢过程中,不同吸氢阶段,速率限制性环节不同。吸氢初始阶段和初始氢压较低时,表面过程为限制性环节,为一级反应。当吸氢量逐渐增大或初始氢压较高时,速率限制性环节转化为扩散控制,反应转为0.5级。MMNi_5氢化物在两相区的放氢反应是一级反应,速率限制性环节是氢原子向固体表面的扩散过程。     

非链反应历程的推测

化学动力学的发展已有一百多年的历史,从本世纪以来,各种元反应速率理论(如碰撞理论、过渡态理论等)的提出,特别是链反应的发现,使化学动力学由总包反应向基元反应动力学过渡,五十年代以来,各种快速反应速率测量     

热动力学时间变量法——简单级数化学反应

在热动力学理论基础上提出了一种新的热动力学研究法--时间变量法.该法无须将反应进行到底,只需知道一张热谱图上的3个时间点t,t时刻峰高△和t前峰面积a,就可用计算机数值方法求算反应的速率常数.应用该法研究了一级反应、等浓度二级反应、不等浓度二级反应、三级反应和1.5级反应的热动力学.     

释放显影抑制剂型成色剂在彩色影像形成过程中的动力学研究 Ⅰ.在明胶层中DIR和DIAR成色剂与QDI反应的动力学

采用实验与数学模拟相结合的方法,研究了明胶层中释放显影抑制剂型成色剂与彩色显影剂氧化产物(QDI)的反应动力学,由实验测量的反应动力学结果与模拟动力学结果基本吻合,证明了明胶层中释放显影抑制剂型成色剂与QDI的反应,主要是发生在油-水界面上,反应速率与油珠大小、比速率常数、成色剂在油相中的浓度以及QDI的扩散系数有关。通过数值分析得到明胶层中DIR(Ⅰ)和DIAR(Ⅱ)分别与QDI反应的表观速率常数和比速率常数。     

羟基磷酸铜催化剂催化羟化苯酚动力学研究

利用初始反应速率动力学方法研究以过氧化氢为氧化剂.羟基磷酸铜为催化剂催化氧化苯酚的动力学.对催化剂的用量、过氧化氢和苯酚浓度以及温度的影响进行了仔细研究.反应物和催化剂对该反应都是一级的,表观活化能为12kJ/mol.在考虑到所有的吸附平衡后.给出了相应的动力学公式.     

随机孔模型应用于煤焦与CO2气化的动力学研究

考察970 ℃～1 165 ℃，北宿、神府、忻州、潞安煤焦与CO2在热天平中的气化反应，用恒温法进行热重分析，考察煤种、气化温度、灰分对煤焦气化的影响。用随机孔模型模拟北宿煤反应速率与碳转化率的关系曲线，与未反应芯缩核模型和混合模型模拟结果比较。在化学控制区内，实验数据用随机孔模型拟合最佳。1 066 ℃和1 165 ℃气化数据拟合的相关系数为0.99，970 ℃拟合效果较差。随机孔模型作为简单、精度高的模型可应用于煤炭气化反应中。应用此模型计算四种煤焦反应活化能、指前因子、孔结构参数、A0等动力学参数值。同一煤种气化反应温度越高初始反应速率越大，结构参数体现了孔结构变化对反应的影响，随着温度的升高值减小。     

挥发性有机污染物光催化氧化动力学中的L-H模型*

挥发性有机污染物的光催化氧化（PCO）过程反应动力学多数符合L-H模型。本文综述了近年来在L-H模型基础上提出的改进的动力学模型的研究进展。除流速、污染物的初始浓度外,光强度、相对湿度、反应器系数、对流传质系数、电子-空穴对的结合速率以及中间产物等因素对PCO反应同样起不可忽略的作用;分析了通过反应动力学模型判断光催化反应速率控制步骤的方法;总结了适用于L-H模型的实验条件如反应器类型、催化剂、光源、污染物类型等。     

EHEHPA萃取Co(Ⅱ)的动力学和机理的研究

本工作研究了2-乙基己基膦酸单2-乙基己基酯(即EHEHPA)从醋酸醋酸钠缓冲介质中萃取Co(Ⅱ)的动力学和机理。萃取反应在改进的恒界面池中进行,并建立了连续、自动测量萃取动力学数据的研究系统。在动力学坪区测定了一系列初始萃取速率和反萃速率,比界面积和表面活性剂等对萃取速率的影响表明化学反应发生在液液界面,低于30℃时的表观活化能为82kJ·mol^-1,高于30℃时为31kJ·mol^-1,宽的组分浓度变化也会引起传质控制过程的转变。由此可以认为:EHEHPA萃Co(II)的动力学过程在萃取速率较低时为化学反应控制,随着反应速率的加快转变为组分在界面膜的扩散控制。     

计算机模拟动力学研究竞争反应控制条件及甲苯烷基化反应的HMO法能量分析

本文用计算机模拟动力学程序,研究了竞争反应:BAC的速率控制和平衡控制的条件。由计算机模拟动力学曲线,分析了反应的速率控制和平衡控制受操作时间和温度的影响情况。作为理论验证,用HMO法计算了甲苯烷基化反应中,各可能过渡态和产物的定域能变化。由此分析了速率控制和平衡控制下的主产物。从模拟动力学分析和能量分析的结果看出,它们都与实验事实一致。这说明两种计算机方法都对动力学研究有一定意义。     

燃烧反应动力学研究进展

化学反应动力学是燃烧过程分析的重要工具。燃烧微观反应过程、复杂反应机理、燃烧实验测量和湍流燃烧数值模拟等方面的研究工作已经取得了长足进步。本文主要介绍燃烧反应动力学研究方法,包括电子结构方法、燃烧反应热力学和速率常数的计算方法、燃烧详细机理构建和简化、反应力场分子模拟以及燃烧中间体测量、燃料点火延迟和光谱诊断等方面的研究现状。燃烧反应动力学具有很强的应用背景,燃烧过程化学物种的反应速率计算是湍流燃烧数值模拟的一个中心任务。由于燃烧反应网络的高度复杂性,我们对燃烧机理的认识还远不清楚。化学反应和湍流相互作用研究的深入、燃烧反应动力学和计算流体力学的协同发展,将对新燃料设计、燃烧数值模拟、发动机内流道流场结构的准确描述产生深远影响。