CCl2自由基与H2O分子反应动力学研究

用213nm激光光解CCl4产生CCl2自由基,用LP-LIF技术测定了室温下基态CCl2自由基与H2O分子的反应速率常数为(5.45±0.95)×10-14cm3·molecule-1·s-1.在G2MP2理论水平上计算了CCl2+H2O反应的最低单重态势能面,揭示了插入与加成-消除两种反应机理,得到了三个可能的产物通道:HCl+HClCO、HCl+trans-ClCOH以及HCl+cis-ClCOH.并用RRKM-TST和传统过渡态理论计算了这三个通道的分支比及其温度效应.结果说明在低温下(273K),插入机理的产物通道的分支比远大于加成-消除机理的产物通道,HCl+HClCO是主要产物,分支比为77.4%,其次是HCl+cis-ClCOH,分支比为22.6%.而在高温下(3000K),加成-消除机理的反应通道大于插入机理,HCl+trans-ClCOH分支比为82.3%.     

稀土脯氨酸配合物[RE2(L-Pro)6(H2O)4](ClO4)6的标准生成焓测定

合成了两种稀土高氯酸盐与L 脯氨酸配合物的晶体.经热重、差热、化学分析及对比有关文献,知其组成是[Pr2(L Pro)6(H2O)4](ClO4)6和[Er2(L Pro)6(H2O)4](ClO4)6,质量分数为99.24％和98.20％.选用RE(NO3)3•6H2O(RE=Pr,Er)、L Pro、NaClO4•H2O和NaNO3作辅助物,使用具有恒温环境的反应热量计,以2 mol•L－1 HCl作溶剂,分别测定了[2RE(NO3)3•6H2O＋6L Pro＋6NaClO4•H2O]和{[RE2(L PrO)6(H2O)4](ClO4)6＋6NaNO3}在298.15 K时的溶解热.设计一热化学循环求得化学反应的反应焓ΔrHm分别是：63.904 kJ•mol－1和91.017 kJ•mol－1,经计算得配合物[RE2(L Pro)6(H2O)4](ClO4)6(s)在298.15 K时的标准生成焓ΔfHm(298.15 K)分别是－6 594.78 kJ•mol－1和－6 532.87 kJ•mol－1.     

Thermochemical Study on [La(Hsal)2•(tch)]•2H2O [Hsal＝salicylate ( ), tch＝thioprolinate (C4H6NO2S-)]

The product from reaction of lanthanum chloride heptahydrate with salicylic acid and thioproline, [La(Hsal)2•(tch)]•2H2O, was synthesized and characterized by IR, elemental analysis, molar conductance, thermogravimatric analysis and chemistry analysis. The standard molar enthalpies of solution of LaCl3•7H2O (s), [2C7H6O3 (s)], C4H7NO2S (s) and [La(Hsal)2•(tch)]•2H2O (s) in a mixed solvent of absolute ethyl alcohol, dimethyl sulfoxide (DMSO) and 3 mol•L－1 HCl were determined by calorimetry to be [LaCl3•7H2O (s), 298.15 K]＝(－102.36±0.66) kJ•mol－1, [2C7H6O3 (s), 298.15 K]＝(26.65±0.22) kJ•mol－1, [C4H7NO2S (s), 298.15 K]＝(－21.79±0.35) kJ•mol－1 and {[La(Hsal)2•(tch)]•2H2O (s), 298.15 K}＝(－41.10±0.32) kJ•mol－1. The enthalpy change of the reaction LaCl3•7H2O (s)＋2C7H6O3 (s)＋C4H7NO2S (s)＝[La(Hsal)2•(tch)]•2H2O (s)＋3HCl (g)＋5H2O (l) (Eq. 1) was determined to be ＝(41.02±0.85) kJ•mol－1. From date in the literature, through Hess’ law, the standard molar enthalpy of formation of [La(Hsal)2•(tch)]•2H2O (s) was estimated to be {[La(Hsal)2•(tch)]•2H2O (s), 298.15 K}＝(－3017.0±3.7) kJ•mol－1.     

1CH2＋N2O反应的势能面

利用密度泛函理论（B3LYP）计算了1CH2＋N2O反应的反应物、中间体、过渡态及产物 的几何构型.进而用从头算方法（QCISD（T））计算了单点能量.由此描绘了反应的势能面, 确定了反应的最终产物通道为N2＋H2CO和NO＋HCN＋H.后者比前者有更大的分支比.N2、H2CO 、NO、HCN的存在有待于实验检测.作者认为,反应在室温下是加成-消除机理,而在高温下 可以通过直接取代的机理获得N2＋H2CO.     

C2H3＋NO2反应速率常数的研究

利用激光光解C2H3Br产生C2H3自由基,在气相298 K, 总压2.66×103 Pa的条件下,研究C2H3与NO2的反应,用激光光解-激光诱导荧光（LP-LIF）检测中间产物OH自由基的相对浓度随着反应时间的变化关系,报导了双分子反应C2H3＋NO2的速率常数k(C2H3＋NO2)=(1.8±0.05)×10－11cm3•molec.－1•s－1,同时也得到OH＋NO2反应的速率常数k(OH＋NO2)=(2.1±0.15)×10－12 cm3•molec.－1•s－1.     

~1CH_2 N_2O反应的势能面

利用密度泛函理论（B3LYP）计算了~1CH_2＋N_2O反应的反应物、中间体、过渡态及产物的几何构型.进而用从头算方法（QCISD（T））计算了单点能量.由此描绘了反应的势能面,确定了反应的最终产物通道为N_2＋H_2CO和NO＋HCN＋H.后者比前者有更大的分支比.N_2、H_2CO、NO、HCN的存在有待于实验检测.作者认为,反应在室温下是加成-消除机理,而在高温下可以通过直接取代的机理获得N_2＋H_2CO.     

Li＋,Na＋∥,CO32－,B4O72－-H2O 四元交互体系288 K的相平衡

采用等温溶解平衡法对Li＋,Na＋∥,CO32－,B4O72－-H2O四元体系进行288 K相平衡研究.结果表明,该体系属简单共饱型，在288 K等温溶解度相图中有二个共饱点，五条单变量曲线，平衡固相为Na2CO3•10H2O， Li2B4O7•3H2O，Na2B4O7•10H2O, Li2CO3.     

CH2SH与NO2双自由基反应机理的理论研究

在B3LYP/6-311＋＋G(2df,p)水平上优化了标题反应驻点物种的几何构型, 并在相同水平上通过频率计算和内禀反应坐标(IRC)分析对过渡态结构及连接性进行了验证. 采用双水平计算方法HL//B3LYP/6-311＋＋G(2df,p)对所有驻点及部分选择点进行了单点能校正, 构建了CH2SH＋NO2反应体系的单重态反应势能剖面. 研究结果表明, CH2SH与NO2反应体系存在4条主要反应通道, 两个自由基中的C与N首先进行单重态耦合, 形成稳定的中间体HSCH2NO2 (a). 中间体a经过C—N键断裂和H(1)—O(2)形成过程生成主要产物P1 (CH2S＋trans-HONO), 此过程需克服124.1 kJ•mol－1的能垒. 中间体a也可以经过C—N键断裂及C—O键形成转化为中间体HSCH2ONO (b), 此过程的能垒高达238.34 kJ•mol－1. b再经过一系列的重排异构转化得到产物P2 (CH2S＋cis-HONO), P3 (CH2S＋HNO2)和P4 (SCH2OH＋NO). 所有通道均为放热反应, 反应能分别为－150.37, －148.53, －114.42和－131.56 kJ•mol－1. 标题反应主通道R→a→TSa/P1→P1的表观活化能为－91.82 kJ•mol－1, 此通道在200～3000 K温度区间内表观反应速率常数三参数表达式为kCVT/SCT＝8.3×10－40T4.4 exp(12789.3/T) cm3•molecule－1•s－1.     

CH2SH与NO2双自由基反应机理的理论研究

在B3LYP/6-311＋＋G(2df,p)水平上优化了标题反应驻点物种的几何构型, 并在相同水平上通过频率计算和内禀反应坐标(IRC)分析对过渡态结构及连接性进行了验证. 采用双水平计算方法HL//B3LYP/6-311＋＋G(2df,p)对所有驻点及部分选择点进行了单点能校正, 构建了CH2SH＋NO2反应体系的单重态反应势能剖面. 研究结果表明, CH2SH与NO2反应体系存在4条主要反应通道, 两个自由基中的C与N首先进行单重态耦合, 形成稳定的中间体HSCH2NO2 (a). 中间体a经过C—N键断裂和H(1)—O(2)形成过程生成主要产物P1 (CH2S＋trans-HONO), 此过程需克服124.1 kJ•mol－1的能垒. 中间体a也可以经过C—N键断裂及C—O键形成转化为中间体HSCH2ONO (b), 此过程的能垒高达238.34 kJ•mol－1. b再经过一系列的重排异构转化得到产物P2 (CH2S＋cis-HONO), P3 (CH2S＋HNO2)和P4 (SCH2OH＋NO). 所有通道均为放热反应, 反应能分别为－150.37, －148.53, －114.42和－131.56 kJ•mol－1. 标题反应主通道R→a→TSa/P1→P1的表观活化能为－91.82 kJ•mol－1, 此通道在200～3000 K温度区间内表观反应速率常数三参数表达式为kCVT/SCT＝8.3×10－40T4.4 exp(12789.3/T) cm3•molecule－1•s－1.     

类硅烯H2C＝SiLiBr与RH (R＝F, OH, NH2)的插入反应

采用DFT B3LYP和QCISD方法研究了类硅烯H2C＝SiLiBr与RH (R＝F, OH, NH2)的插入反应. 在B3LYP/6- 311＋G(d,p)水平上优化了反应势能面上的驻点构型. 结果表明, H2C＝SiLiBr与HF, H2O或NH3发生插入反应的机理相同. QCISD/6-311＋＋G(d,p)//B3LYP/6-311＋G(d,p)计算的三个反应的势垒分别为148.62, 164.42和165.07 kJ•mol－1, 反应热分别为－69.63, －43.02和－28.27 kJ•mol－1. 相同条件下发生插入反应时, 反应活性都是H—F＞H—OH＞H—NH2.     

CH3NO2和CH3自由基吸氢反应途径和变分速率常数计算

采用MP2(full)/6-311G(d, p)从头算方法,优化了硝基甲烷和甲基自由基吸氢反应的过渡态结构,经QCISD(T)方法进行能量校正,得出该反应的正逆向反应的活化位垒分别是58.21 kJ•mol－1和67.17 kJ•mol－1.沿IRC分析指出该反应是氢转移协同反应,而且在反应途径上存在一个引导反应进行的振动模式,这一反应模式引导反应进行的区间在反应坐标S的-0.9～1.0(amu)1/2bohr之间;在温度为800～2600 K范围内,运用改进的变分过渡态理论(ICVT),计算了该反应的速率常数,并与实验类比所得的速率常数随温度的变化趋势进行了比较.     

稀土配合物[Pr(C3H7NO2)2(C3H4N2)(H2O)](ClO4)3的标准生成焓及热分解动力学研究

合成了高氯酸镨和咪唑(C₃H₄N₂), DL-α-丙氨酸(C₃H₇NO₂)混配配合物晶体. 经傅立叶变换红外光谱、化学分析和元素分析确定其组成为[Pr(C₃H₇NO₂)₂(C₃H₄N₂)(H₂O)](ClO₄)₃. 使用具有恒温环境的溶解-反应量热计, 以2.0 mol•L^－1 HCl为量热溶剂, 在T＝(298.150±0.001) K时测定出化学反应PrCl₃•6H₂O(s)＋2C₃H₇NO₂(s)＋C₃H₄N₂(s)＋3NaClO₄(s)＝[Pr(C₃H₇NO₂)₂(C₃H₄N₂)(H₂O)](ClO₄)₃(s)＋3NaCl(s)＋5H₂O(1)的标准摩尔反应焓为Δ_rH_m^ө＝(39.26±0.11) kJ•mol^－1. 根据盖斯定律, 计算出配合物的标准摩尔生成焓为Δ_fH_m^ө{[Pr(C₃H₇NO₂)₂(C₃H₄N₂)(H₂O)](ClO₄)₃(s), 298.150 K}＝(－2424.2±3.3) kJ•mol^－1. 采用TG-DTG技术研究了配合物在流动高纯氮气(99.99%)气氛中的非等温热分解动力学, 运用微分法(Achar-Brindley-sharp和Kissinger法)和积分法(Satava-Sestak和Coats-Redfern法)对非等温动力学数据进行分析, 求得分解反应的表观活化能E＝108.9 kJ•mol^－1, 动力学方程式为dα/dt＝2(5.90×10⁸/3)(1－α)[－ln(1－α)]^－1exp(－108.9×10³/RT).     

Mg(OH)2•2MgSO4•2H2O晶体的水热生长过程

对MgSO4-NaOH-H2O四元交互体系在160 ℃水热条件下,相同物料配比,不同反应时间的晶体生长过程进行了研究,得到5Mg(OH)2•MgSO4•2H2O(简称MOS)晶须和Mg(OH)2•2MgSO4•2H2O棒状晶体两种硫氧镁化合物.通过化学分析、X-ray粉末衍射、FT-IR光谱和SEM对反应产物进行了表征.前者是该体系水热条件下介稳产物,而新的硫氧镁化合物Mg(OH)2•2MgSO4•2H2O是该体系的稳定相.     

L-苏糖酸镁的制备及标准生成焓

以L-苏糖酸钙与草酸的复分解反应得到的L-苏糖酸溶液，在80 ℃下与过量MgO反应较长时间， 滤液浓缩后加无水乙醇制得L-苏糖酸镁白色粉末.用化学分析及元素分析确定其组成为Mg(C4H7O5)2•H2O. IR光谱分析表明,化合物中苏糖酸以羧基氧原子与Mg2＋配位，Mg2＋为sp3杂化态，配位数为4. TD－DTG结果说明，它在热分解中有一定稳定性，而经脱水和生成Mg(OAc)2，最后生成MgO.用转动弹热量计测得其恒容燃烧能ΔE为 (－10407.34±4.67) kJ•mol－1,计算其标准燃烧焓ΔcHm和标准生成焓ΔfHm分别为(－3 249.49±1.46) kJ•mol－1和(－2 786.23±1.84) kJ•mol－1.     

[Me3NC2H4OH]Zn2Cl5水溶液的激光光解研究

利用时间分辨激光光解技术研究了季铵盐型离子液体[Me₃NC₂H₄OH]Zn₂Cl₅(简写R-Zn₂Cl₅)的光解行为, 研究发现离子液体能被266 nm激光单光子电离, 生成阳离子自由基、[Zn₂Cl₅]^•中性自由基和水合电子, 观察到胆碱激发三线态的存在, 并测定了离子液体光电离的量子产额为0.04. 利用266 nm激光对离子液体、胆碱、氯化锌、氯化钠的光解行为比较, 发现胆碱阳离子的贡献很小, [Zn₂Cl₅]^－阴离子起主要作用. 采用氧化性自由基SO₄^•－引发离子自由基, 揭示其光电离机理, 测定离子液体的动力学反应速率常数, SO₄^•－ 460 nm的衰减速率常数为1.3×10⁹ L•mol^－1•s^－1, 320 nm离子自由基瞬态产物的生成速率常数为1.5×10⁹ L•mol^－1•s^－1, 两者很接近, 说明SO₄^•－自由基的衰减与瞬态自由基的生成是同步的.