直接曲线拟合法确定反应速率方程

从实验数据确定反应速率方程是化学动力学的重要内容之一。物理化学教材与文献中多依据反应物浓度或者分压进行直线拟合,这些方法的数据处理工作量大。很多化学反应是通过测量系统的物理性质来研究化学反应动力学过程,在教材和文献中缺少从物理性质直接拟合得到速率方程的普遍适用的方法。本文提出了一种由浓度-时间数据或物理性质-时间数据直接曲线拟合得到简单级数反应速率方程的新方法,通过曲线拟合同时求出反应级数与速率常数,利用实例对简单级数反应进行了验证。本文提出的方法是化学动力学"速率方程的确定"内容的创新,对确定简单级数反应速率方程具有重要意义。     

预平衡近似法从属于稳态近似法吗?

在物理化学教学中,要介绍基元反应的三种最简单的组合方式:对行、平行和连串。对两个单分子反应的这三种组合方式都作了数学处理,分别推出了速率方程并讨论了动力学特征。对于稍复杂的组合反应,尤其是包含连串步骤的组合反应,在求解速率方程时常遇到困难,甚至无法求解。为了对不太快的组合反应速率方程进行简化处理,稳态法和预平衡法是常用的两种近似方法。     

直链反应历程的推测

与非链反应一样,在研究直链反应时,也希望在初步获得速率方程的基础上,依据某些规则推测可能的反应历程,通过进一步的实验,得到一个能确切反映宏观动力学规律的反应历程。在“非链反应历程的推测”一文中,曾提出两点意见,即总包反应速率方程必然是基元反应速率的某     

关于推导反应速率方程中的稳态近似与平衡态假设方法——对2005年全国高中学生化学竞赛的一道试题解法辨析

2005年全国高中学生化学竞赛中有一道试题（试题7—1问）是考查学生由拟设反应机理推导反应速率方程的能力的。在由拟设反应机理推导反应速率方程时,比较简单有效的方法是采用稳态近似和平衡假设。该题的标准答案是用平衡假设处理得到与实验结果相符的速率方程。而在是否可以用稳态近似方法推导结果引起了争议。本文就此发表一点浅见,以供参考。     

基于压力的速率方程的应用

通过具体实例说明对于气相反应,使用基于压力的速率方程解题比使用基于浓度的速率方程更直接﹑更简便。总结了具有简单级数的反应的基于压力的速率方程及其特征。     

建立反应速率方程的新方法

对于有一定级数的反应,不论反应级数是几,建立反应速率方程时都可以用非线性拟合法来完成。该方法分为两步。第一步,初次对实验数据进行非线性拟合,从而得到反应级数;第二步,借助已得到的反应级数再次对实验数据进行非线性拟合,从而得到反应速率常数。与传统建立反应速率方程的方法相比较,非线性拟合法不仅简单易操作,而且处理结果准确、图线美观大方。     

乙炔羰化合成丙酸丁酯的动力学和机理

以(φP)_2PdCl_2-HCl-SnCl_2-BuOH为催化体系,考察了常压下乙炔羰化合成丙酸丁酯的均相反应动力学。由实验得到总反应速率方程,表明总反应速率与C_2H_2,CO的浓度无关,是零级反应。反应的表观活化能E为2.5Kcal/mol,在反应的各步骤中,假定醇的络合活化是速率的控制步骤,则导出的总速率方程与实验方程是一致的,还对反应机理进行了简要的阐明。     

由反应速率方程推测反应机理的经验规则

由反应速率方程推测反应机理的知识在"物理化学"教材中介绍较少，结合应用例题介绍了由反应速率方程反推反应机理的经验规则，并介绍了推测反应机理的一般步骤，有助于物理化学的自学者和科研人员掌握推导机理的基础知识。     

从机理和动力学角度分析和优化硝化反应条件

从芳香化合物的硝化反应出发,使用动力学手段对反应机理进行处理,推导出可能的速率方程,讨论反应底物的结构对决速步骤的影响,分析反应的影响因素,探讨优化反应的方法.针对在反应体系中加入脱水剂提出新的机理假设,推导出速率方程并讨论了其合理性.该讨论作为一个用物理化学原理优化有机反应条件的优秀案例,用以加强学生对有机化学反应的理解.     

非元反应速率方程初探

将化学动力学与数学分析相结合,探讨了非元反应经验速率方程和速率方程的积分形式;以H2+Br2=2HBr及一些单分子气相反应为目标反应,讨论了浓度、压强对反应速率常数的影响。研究表明:对于非元化学计量反应aA(aq)+bB(g)+…→…+yY(aq)+zZ(g),经验速率方程为:vA=-dcA/dt=k(cA)cnA(pB/p)nB…(cY/c)nY(pZ/p)nZ;速率常数k的单位为mol·m-3·s-1,与反应级数无关;浓度、压强对非元反应速率常数影响显著。     

固态有机反应新进展

总结了一些典型的固态有机反应。由于固态反应的特性，多数固态有机反应表现出较溶液中更高的反应效率和更好的选择性，在某些情况下，利用光活性主体与反应物形成包结物，可实现对映选择性的不对称固态合成。     

铁(III)催化多卤代变色酸双偶氮胂类试剂的褪色反应特性及其应用

本文研究了铁(III)催化H2O2还原多卤代变色酸双偶氮胂类试剂(PHA)的褪色反应动力学行为, 测定了反应级数和反应活化能, 获得了经验速率方程, 探讨了反应机理, 稳态处理后的动力学方程与经验速率方程相吻合, 说明了机理的合理性。并以三氯偶氮胂为指示反应试剂, 测定了人发中痕量铁的含量, 得到了满意的结果。     

铁(III)催化多卤代变色酸双偶氮胂类试剂的褪色反应特性及其应用

本文研究了铁(III)催化H2O2还原多卤代变色酸双偶氮胂类试剂(PHA)的褪色反应动力学行为, 测定了反应级数和反应活化能, 获得了经验速率方程, 探讨了反应机理, 稳态处理后的动力学方程与经验速率方程相吻合, 说明了机理的合理性。并以三氯偶氮胂为指示反应试剂, 测定了人发中痕量铁的含量, 得到了满意的结果。     

二元酸溶解度对二元醇与一些芳族二元酸的聚酯化反应动力学的影响

一些芳族二元酸与二元醇的聚酯化反应过程包含非均相和均相两个反应阶段,针对这一反应特性,提出了二元酸在反应混合物中溶解度及反应清晰点的两个计算方程,并据此将Ｃｈｅｎ和Ｗｕ提出的自催化聚酯化反应的动力学模型修改为两个分别适用于非均相和均相反应阶段的速率方程．将这两个速率方程应用于双（对 羧苯基）苯基氧化膦与乙二醇的恒温自催化聚酯化反应,计算值与实验数据相一致,并计算得到了该反应的速率常数和活化能     

以环己烷为溶剂菲的催化加氢裂解动力学研究

在微型反应器中,以氧化铝-分子筛为担体的Ni-Mo催化剂对环己烷中的菲的加氢裂解动力学进行了研究。考察了温度、压力和气液比对反应的影响。利用非线性Marquart方法对实验数据进行了回归,得到幂指数随温度倒数线性变化的幂速率方程,经动力学模型识别与检验,建立了菲加氢裂解反应的动力学速率方程。     

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。     

维生素C氧化反应的研究——用氧气氧化的动力学

维生索C(抗坏血酸, H_2A)的氧化反应是与生理过程密切相关的反应。在Cu~(++)催化下用氧气氧化H_2A的动力学研究已有不少报导。早期的研究所得“反应速率常数”往往与浓度有关, 不是真正的常数。从六十年代末又有一些作者对此反应进行了动力学研究, 得到不同形式的反应速率方程, 这些研究大多是在较低pH值下进行的(一般实验条件pH值低于6,大多数低于4)。Russell虽在pH值为4.2—11.9的范围内研究了这一反应, 但只报导了在pH值为6—8区间内反应速率有极大值, 而没有提供相应的反应速率方程。Young等人提出在pH值为6—8范围内此反应可能出现化学振荡现象, 虽然指出这种振荡现象不容易完全重复, 但提供了比较容易出现振荡的条件。为了进一步探讨在此pH值范围内此反应的动力学行为, 我们对此反应进行了较深入的研究。我们在pH值为6.0—7.5范围内研究了该反应非振荡条件下的动力学行为, 得到相应的反应速率方程r=(K_1[Cu~(++)]~1/2[H_2A])/√——(1+K_2[H_2A]) (1)其中[Cu~(++)]在反应过程中视为不变的常数, K_1、K_2与pH值和温度有关。同时我们也提了相应的反应机理。(1) 式与文献所报导的反应速率方程有很大不同。     

电化学氧化法合成茴香醛（Ⅲ）──茴香脑合成茴香醛的反应动力学

报道了茴香脑电氧化合成茴香醛的表现活化能（约２３ｋＪ／ｍｏｌ）、反应控制步骤和反应历程，导出了符合一级反应的速率方程。     

关于《高分子化学》教材中聚酯化反应速率方程推导的探讨

在不同版本的《高分子化学》教材中,对于不可逆线形缩聚的聚酯化反应历程有两种不同的理解,这导致推导反应速率方程的过程存在一定差异。本文分析和对比了潘祖仁编写的《高分子化学》和乔治·奥迪安(George Odian)编写的《Principles of Polymerization》两版中英文教材,阐述了造成速率方程推导过程存在差异的原因,以期为同行教学与学生学习提供参考。     

天然气与硫酸盐热化学还原反应的模拟实验研究

为探讨天然气中高含量硫化氢形成的化学机制，利用高温高压反应装置，对天然气与固态硫酸钙反应体系进行了热模拟实验研究。使用气相色谱仪、微库仑仪、傅里叶变换红外光谱仪和X射线衍射仪对产物进行了分析，探讨了硫酸盐热化学还原反应的热力学特征，并进行了反应动力学研究。结果表明，高温下天然气与固态硫酸钙可以发生反应，产物主要为硫化氢、二氧化碳、碳酸钙、水和炭。热力学研究表明，天然气与固态硫酸钙的反应可行，升高温度对反应有利，同一温度下长链烷烃与固态硫酸钙发生反应的可能性要比短链烷烃大。根据动力学模型得到反应活化能为96.824kJ/mol。