水热体系中的凝聚态及化学反应

水是一种清洁、安全、环境友好的化学反应介质,认识水介质体系中水的性质及水热化学反应对凝聚态化学的研究至关重要。水热条件下的水处于高温高压状态,其物理化学性质往往与常态下的水完全不同;因此,水热体系中可进行的化学反应范畴大为拓宽。本文介绍了水分子及其团簇的结构,水性质随条件变化的规律和特点以及水热体系中的凝聚态问题,综述了水热体系中典型的材料合成、水热有机化学反应、生物水热合成等内容,梳理了凝聚态和水热化学之间的关系,期望从凝聚态化学的角度为理解水热化学及反应体系提供一些新的思路。     

CdS/CdTe太阳电池制备过程的热力学分析

本文通过热力学理论计算方法,配合实验对丝网印刷薄膜CdS/CdTe太阳电池制作过程中的复杂化学反应体系的平衡状态作了计算。给出了体系在常压下,温度从600-1100K及不同初如条件下的各物种的平衡分压图及CdO的产率图等。这些结果对认识CdS/CdTe太阳电池在烧结制备过程中的反应规律,气、固相物种的存在形态等具有一定的参考价值,较好地解释了实验中观测到的一些现象,对进一步改进制备工艺有一定的指导意义。     

单次碰撞条件下,反应Ba+C_2H_5Br、n-C_3H_7Br、1,2-C_2H_4Br_2、1,3-C_3H_6Br_2的动力学研究

目前,在分子束反应动力学领域,有两个重要的研究课题:其一,深入细致地研究简单的化学反应体系.例如,李远哲等人对FH_2反应体系的研究;其二,大量地研究较为复杂的反应体系,找出一般性的规律,与宏观化学反应的规律相比较.例如,研究反应物的结构对反应截面,产物初始能态布居的影响。     

凝聚液态水溶液中的化学反应

液态水是进行化学反应的最重要介质与溶剂之一,也是研究在凝聚(液)态中进行化学反应的主要对象。在不同的外界条件下(特别是极端条件下),液态水的组成、结构与性能会发生很大的变化,促使在其中进行的化学反应呈现不同的特点,因而形成了温和条件下、水热条件下(Hydrothermal condition)与超临界水热条件下(Supercritical water codition)三大类型反应的凝聚态化学。本文立足凝聚态,讨论了在温和(一般)条件下,液态水与水溶液的组成、结构与性能对发生于其中的化学反应(包括溶解与结晶反应、盐类复分解反应、酸碱反应、沉淀反应、成胶与晶化反应、水解反应、氧化-还原反应以及配位化学反应)的影响,包括对反应物存在状态与化学活性,化学反应的过程与机理,反应的中间与最后产物的组成、结构等造成的影响,以及产生的结果与规律等有关的反应化学。通过这些讨论我们提出应从凝聚态的角度看待发生于液态水溶液中的化学反应,并希望这种新视角对研究在其他类型液体(诸如有机溶剂、离子液体、分子熔体等)中进行的化学反应时有所帮助,同时能加强彼此间的交流、讨论与批判,协力为推动以液态为主要研究对象的凝聚态化学的研究与学科建设提供有益的基础。     

冰晶石-氧化铝-稀土氧化物熔体与铝液间平衡的研究

本文通过两组试验,探讨了冰晶石-氧化铝-稀土氧化物熔体与铝液间的平衡问题。第一组试验研究了该体系在980～1000℃下的置换平衡;第二组试验研究了该体系在960～970℃下的电解平衡。试验结果表明,两种平衡具有不同的特点。前者受化学反应因素控制,后者服从电化学反应规律。研究了NaF/AlF_3的分子比、稀土氧化物与氧化铝含量等对体系平衡的影响,给出了稀土金属在铝液与电解质中的平衡浓度数据。     

关于“化学平衡”教学中的几个问题

在无机化学及物理化学的某些教科书及教学过程中,对化学反应等温式的物理意义,化学平衡常数的量纲,标准摩尔反应 Gibbs 自由能△G_m~φ与平衡常数之间的关系等问题,经常会产生一些混乱,现就教学中的体会浅谈一些看法。一、化学反应方向和平衡的热力学判据在只作体积功、组成可发生变化的封闭体系中,由于微扰而引起体系状态函数微变的GibbS方程为     

无溶剂或少溶剂的固态化学反应

根据热力学,固态化学反应一般具有一旦发生就必完全的特征;但在固体之间存在组成可连续变化的溶液(固熔体)时,固态化学反应体系有可能出现化学平衡。固态化学反应还可能导致立体选择性产物、产物颗粒不易长大、最低反应温度等特征。本文特别指出,为了促进固态化学反应快速、有效、安全地发生,可使用少量溶剂而不用担心固态化学反应无平衡特征的丧失,同时获得良好流动性的反应物浆料,并因此能使用适当的搅拌技术来促进反应;其次,任何复杂的固态化学反应都可以分解成若干双组分反应,可以按一定步骤实现复杂化合物的合成或装配。因此,研究固态化学反应可能会产生更加绿色的化学过程,具有非常现实的理论和应用价值。本文以固态配位化学反应为例来说明如上理论推演结果。这里,固态配位化学反应是固体无机金属化合物与固体有机或无机配体之间的化学反应,它们与固态有机化学反应一样,可以在室温~300 ℃的温度下、不存在任何溶剂的情况下发生。     

二氧化碳加氢合成低碳烯烃反应平衡体系热力学研究

 随着世界工业的发展,含碳物质氧化的最终产物CO2的排放量与日俱增,CO2温室气体对环境的污染已引起人们广泛的关注. 研究证明,CO2可作为单体转化为烃进行二次利用,是最有前景的抑制其大量排放的途径. 在化学反应工程上,热力学研究可以为反应体系提供一个反应物转化率的理论最大值,从而更加清楚地认识这一反应体系,为衡量催化剂的效果提供有利的尺度,进而指导催化剂的开发工作. 对CO2加氢合成低碳烯烃反应体系平衡时进行了热力学研究,通过数学方法对催化作用下反应体系的热力学参数进行求解,分析了反应体系平衡时各相的平衡组成及其同温度、压力和氢/碳比之间的关系. 结果表明,CO2理论最高转化率为69%~71%.     

挖掘教学内容所蕴含的化学基本观念——以蜡烛燃烧的探究为例

以蜡烛燃烧为核心案例,从反应体系的角度阐述了化学学科的研究对象具有层次性、系统性、过程性等特点,从能量变化的角度阐述了化学反应方向与限度的相关概念,从反应过程的角度阐述了反应发生的条件、速率、历程以及活化能等问题。对如何挖掘教学内容的多重功能,促进化学教学中的观念建构提供思路和借鉴。     

同时平衡及推导方法

在化学反应中,经常出现两个或更多的连锁可逆反应,处于同一个体系中,同时处于平衡状态。这些可逆反应之间相互影响,在同一时刻达到平衡,我们称之为同时平衡。体系中多个或多步反应达到平衡后,反应最终生成物的平衡浓度必须同时满足各个平衡的计算关系。设计此类题型的目的是为了强化对化学平衡等概念的掌握,深化对平衡移动原理的理解和应用。     

以热力学为主线的无机化学反应原理教学内容再思考

针对大学无机化学教材虽讲授热力学初步原理但应用不足的实际情况,以化学反应过程Gibbs自由能变化?r Gm?为主线,处理以离子反应为特征的沉淀溶解平衡、氧化还原平衡、酸碱平衡及配位平衡,使学生从热力学角度理解和认识“化学平衡”,克服以化学反应速率动力学引入和描述“化学平衡”导致的弊端,实现对“化学平衡”本质认识及在以离子反应为特征反应体系中的应用,期待构建热力学主线下的无机化学反应原理教学内容。     

独立化学反应与反应进度

独立化学反应数,通常认为是能够表达体系全部物种组成变化所需的线性独立反应数目。但实际上此种定义是不严格的。对某些体系还需进一步考虑到反应进度变化的独立性。因此,独立化学反应必须满足的条件是:(1)反应是线性无关的;(2)它们能够表达     

由细致平衡、质量守恒看速度常数和平衡常数及基元反应和总反应的关系

细致平衡原理表明,反应体系处于平衡时,每一基元反应的速度一定与其逆反应的速度相等。细致平衡原理可通过量子力学的微观可逆性和热力学第二定律来论证说明。依据细致平衡原理可从反应机理导出由诸基元反应速度常数表达的平衡常数。质量守恒原理应用在化学反应中,表现为假设的反应机理必存在一系列的质量守恒条件,以此得到反应前后原子(原     

磁场对乙酸乙酯合成影响的研究

近年来,有关外磁场对化学反应影响方面的研究十分引人注目,其研究范围以在非均相体系中进行的聚合反应、光化学反应和电化学反应居多,而对均相体系中的一些无机、有机反应却研究得很少。我们对在常温常压下磁场对合成乙酸乙酯反应的影响进行了一些探索,发现在均相体系中,磁场对该反应确有一定影响,该影响与磁处理时间、反应液流速、磁场的组合形式有关。     

关于有纯凝聚相物质的反应体系平衡解的讨论

一般教科书以气相反应为例,从混合自由能的存在,阐述了封闭体系中均相化学反应通常不能进行到底的原因.在一定条件下,均相反应进行到一定程度便达到平衡,体系中各反应物质均不可能完全消失.推广到复相封闭体系,上述结论一般仍能适用;但对有纯凝聚相物质参加的反应,因纯固体或纯液体物质的化学势不受体系组成的影响,在反应过程中就有可能完全消失,使反应进行到底而建立不起平衡.多数教科书对此论述较少,本文     

化学振荡反应研究简史

我们所熟悉的化学反应是反应物的浓度随时间的变化而单调地下降;反应产物的浓度随时间的变化而单调地上升。但这不是唯一的化学反应现象。在某些化学反应体系中,当体系的某些状态参变数处在一定范围内时,体系的某个组分或若干组分的浓度可能发生周期性的变化。这是一类新的化学反应现象,我们称它为化学振荡反应。所谓化学振荡反应就是在一个化学反应体系中,某几个组分或中间产物的浓度随时间、空间而周期地变化的现象。由于它类似于钟表的周期性,所以又称它为化学钟,以示它与生物钟的密切     

电化学时空斑图

时空斑图广泛存在于反应-输运非平衡态体系,近年来电化学体系中时空斑图的形成开始受到广泛关注.从行波到Turing稳态结构在电化学体系都有发现和研究,这大大促进了电化学动力学的理论发展.理论模型已由最初的反应-扩散模型逐渐演化和完善成为电化学反应-电迁移模型,促使实验与理论研究的进一步开展.随着时空识别电化学技术的应用,...     

工业Fe-Mn催化剂上基于详细反应机理的F-T合成动力学模型Ⅱ.不同校正方法的动力学模型分析

 通过平衡闪蒸模拟催化剂孔道液体组成、烯烃物理吸附和虚拟烯烃分压等方法,考察了化学反应以外的非本征因素对F-T合成动力学模型的校正. 平衡闪蒸模拟催化剂孔道中烯烃组成的校正计算结果表明,在烯烃浓度出现峰值前,溶解度效应对烯烃再吸附及参与二次反应起主导作用,而在烯烃浓度出现峰值后,烯烃的扩散和物理吸附等效应可能起主导作用. 分析烯烃添加的反应器模拟结果发现,考虑烯烃物理吸附作用的动力学模型校正方法不能够正确反映烯烃添加实验的定性规律,而虚拟烯烃分压校正方法能够正确反映烃分布规律并可定量预测烯烃添加对产物分布规律的影响,这对需要尾气循环的F-T合成工业操作具有重要意义.     

高中化学曲线型图像题类型与解析概论

曲线型图像题可分4类：溶解度曲线类多为利用物质溶解度的差异而分离或提纯某种物质;化学反应速率与化学平衡类多为探求因变量（化学反应速率变化或体现平衡移动的量）与自变量（外界条件）间的关系;反应体系中某种物质或某种离子的量的变化类多表达了化学反应从量变到质变的过程。推定化学反应类多为在定量条件下通过计算确定特定的化学反应。     

关于温度对化学反应方向的影响——兼谈Van't Hoff方程式的物理意义

从热力学上考察温度对化学反应的影响有两个方面,一是温度对平衡移动的影响,一是温度对反应方向的影响。二者既有区别又有联系,而二者都与反应热直接相关。讨论温度对平衡移动的影响所要回答的问题是:在一个反应器中,如果一个化学反应体系已处于平衡态,改变温度时,平衡是向左或向右移动?这个问题可用Van’t Hoff方程