CH_3CH_2O及CH_3CHOH与HO_2反应机理的理论研究

采用CCSD(T)/cc-p VTZ//B3LYP/6-311++G(2df,2p)水平上对CH_3CHOH+HO_2和CH_3CH_2O+HO_2反应体系的单、三重态反应机理进行了详细的理论研究.计算结果表明,CH_3CHOH+HO_2反应主要发生在单重态势能面上,其中四条通道均为快速自发过程;CH_3CH_2O+HO_2反应在三重态势能面上的通道CH_3CH_2O+HO_2→~3IM11→~3TS11→P11(CH_3CH_2OH+~3O_2)为动力学和热力学的优势路径.大气中CH_3CHOH比CH_3CH_2O更容易稳定存在.     

气相中自由基OH在不同催化剂下对甲酰氟FCHO进行提氢反应的理论性研究

分别在水、甲酸和硫酸存在的情况下,通过CCSD(T)//M06-2X/6-311++G(3df,3pd)的理论方法,对大气中自由基OH提取甲酰氟FCHO上的氢进行了反应机理和动力学的研究.计算结果表明相对于反应物,加入催化剂的过渡态的能垒从3.64 kcal/mol分别下降到-2.89、-6.25和-7.76 kcal/mol,表明水、甲酸和硫酸在甲酰氟FCHO和自由基OH提氢反应中起了重要作用.通过运用具有Eckart隧道校正的传统过渡态理论计算出的动力学数据表明通道X...FCHO+OH(X=H₂O, HCOOH,或者H₂SO₄)要比通道X...OH+FCHO更有利于反应的发生.催化剂水、甲酸和硫酸的加入使甲酰氟FCHO 和自由基OH提氢反应的速率常数要比不加催化剂时小,说明了催化剂的加入不能促进大气中甲酰氟FCHO和自由基OH的反应.     

H_2O分子在HONO+OH→NO_2+H_2O反应中的催化机制研究

本文采用CCSD(T)-F12a/cc-p VDZ-F12//M06-2X/6-311+G(2df,2p)方法并结合过渡态理论对HONO+OH→H_2O+NO_2抽氢反应以及H_2O参与该反应的微观机理和速率常数进行了理论研究.结果表明,由于复合物HONO…H_2O的高浓度和稳定性,我们预测HONO…H_2O+OH反应的大气相关性将比H_2O…HONO+OH和H_2O…OH+cis-HONO明显得多.进一步的速率常数计算结果表明,cisHONO…H_2O+OH反应的速率常数比H_2O…cis-HONO+OH和H_2O…OH+cis-HONO反应大了8～4个数量级.然而,cis-HONO…H_2O+OH反应的有效速率常数比无催化剂主反应cis-HONO+OH低了7～3个数量级.表明在实际大气环境中,H_2O对HONO+OH反应的催化效果并不明显.     

HNO(1A’)自由基的从头算势能曲线

采用从头算的偶合族理论和组态相互作用方法对NH, NO, HNO 自由基的基态结构进行研究, 借助多体项展式理论导出HNO 自由基的势能函数并绘制了等值势能图. 首次报道了HNO 自由基对称伸缩振动和旋转势能图中, 在O+NH→HNO, H+NO→HNO, N+HO→HNO 反应通道上都有鞍点出现, O 原子需要越过1.153 eV 的能垒, H 原子须克服1.683 eV 的能量, N 原子须克服2.126 eV 的能量才能生成稳定的HNO 自由基. 同时也首次报道了HNO(X¹A’)自由基的同分异构体HON(X³A") 在势能曲线中的位置及HNO↔HON 转变所需的能量. 关键词： HNO 从头算 势能曲线     

Theoretical Study on Mechanism of Reaction of OH with HO2NO2

运用密度泛函的B3LYP方法及CBS-QB3方法对HO2NO2(过氧硝酸,PNA)与OH自由基的反应进行了理论研究. 结果表明, 在计算所得的势能面曲线上存在五个产物通道,分别为H2O+NO2+O2、HOOH+NO3、NO2+HO3H、HO2+HONO2和HO2+HOONO. 对这五个通道分别进行了详细的研究,其中最主要的反应通道为：PNA+OH!M1!TS1!H2O+NO2+O2. 采用了一个准平衡近似的方法并运用CBS-QB3基础上的能量计算得到了300K下此反应路径的速率常数值为1.13 ￡10-1     

SeOx(x=1,2)的从头算势能曲线和光谱常数

采用从头算的多种方法和基组优化计算SeO_x(x=1,2)自由基的基态结构、谐振频率及离解能,优选出QCISD(T)/6-311+G(2df)、B3LYP/6-311G(3d2f)方法分别对SeO、SeO₂自由基进行计算,计算结果与实验结果吻合很好.对SeO自由基拟合出Murrell-Sorbie势能函数参数,计算出SeO自由基的光谱常数和力常数.计算出SeO₂自由基力常数,导出SeO₂自由基的多体展式势能函数,发现SeO₂自由基对称伸缩振动势能图中在对称的O+SeO→SeO₂反应通道上有一鞍点,其活化能约为48.24 kJ·mol^-1,O原子需要越过0.5 eV的能垒才能生成SeO₂的稳定结构.     

硫酸催化乙二醛气体相水化反应机理和速率常数理论计算研究

采用M06-2X和CCSD(T)高阶量化计算和传统过渡态理论研究硫酸催化乙二醛气体相水化反应.对HCOCHO+H₂O, HCOCHO+H₂O+H₂O, HCOCHO+H₂O+H₂O, HCOCHO+H₂O...H₂SO₄和HCOCHO+H₂O+H₂SO₄五个路径的反应机理和速率常数进行了研究.计算结果表明硫酸具有较强的催化能力,能显著减小乙二醛水化反应的能垒,在CCSD(T)/6-311++G(3df,3pd)//M06-2X/6-311++G(3df,3pd)理论水平,当硫酸分子参与乙二醛水化反应时,反应能垒从37.15 kcal/mol减少至7.08 kcal/mol.在室温条件下,硫酸催化乙二醛水化反应的反应速率1.34×10^-11 cm³/(molecule.s),是等量水分子参与乙二醛水化反应的速率的10¹²倍,大于乙二醛与OH自由基反应的反应速率1.10×10^-11 cm³/(molecule.s).这表明大气条件下,硫酸催化乙二醛水化反应可以发生,同乙二醛与OH自由基反应相竞争.     

CH3CH2+O(3P)反应机理的理论研究

利用abinitio方法对CH3CH2+O(3P)反应进行了理论研究,在MP2/6311+G(d,p)水平上优化得到了反应途径上的反应物、中间体、过渡态和产物的几何构型和谐振频率,并在QCISD(T)/6311+G(d,p)水平上进行单点能计算.计算结果表明:CH2O+CH3、CH3CHO+H和CH2CH2+OH是主要反应产物,其中CH2O+CH3主要来自反应通道A1:(R)→IM1→TS3→(A),CH3CHO+H主要来自反应通道B1:(R)→IM1→TS4→(B),CH2CH2+OH主要来自直接抽提反应通道C1和C2:(R)→TS1(TS2)→(C).计算结果同时表明该反应生成CO的通道能垒是非常高的,CO应该不是主要产物.     

F和CH_3OH多通道反应的速率常数与分支比的研究（英文）

F和CH_3OH有两个夺氢反应通道,分别生成HF+CH_3O和HF+CH_2OH.尽管这两个通道都没有能垒,但前一个通道即生成HF+CH_3O的反应分支比远远高于期望的统计平均值(四分之一).不同实验测得的分支比不仅相去甚远,而且定量上与早期由过渡态理论(稳定点信息在MP2以及G2理论水平下计算得到)得到的计算结果也不符合.此前在CCSD(T)-F12a/AVDZ水平上计算得到了121000个几何构型的能量,采用对易不变多项式结合神经网络的方法拟合得到了该体系的全维高精度势能面.本文采用该势能面,结合准经典轨线动力学方法,对该反应的反应速率常数和反应分支比进行了理论研究,得到的结果与实验吻合.由于反应没有能垒,理论计算结果表明反应速率常数随温度升高而有微弱的下降趋势.     

SiF_2(~1A_1)自由基的从头算及势能函数

采用从头算的单双取代的二次组态相互作用方法及耦合簇理论对Si F2自由基的基态进行结构优化,发现用单双取代的二次组态相互作用方法配有基组6-311G(2df)计算得到的结构参数、谐振频率、离解能及力常数与实验值最接近并优于文献值.借助多体项展式理论导出Si F2自由基的势能函数并绘制了等值势能图.Si F2自由基对称伸缩振动和旋转势能图显示:在Si F+F→Si F2反应通道上有鞍点出现,F原子需要越过4.38 e V的能垒才能生成稳定的Si F2自由基;只能通过Si F+F→Si F2两个等价的通道才能生成稳定的Si F2自由基,并且该反应是有阈能的吸热反应.     

CH3CH2O及CH3CHOH与HO2反应机理的理论研究

采用CCSD(T)/cc-pVTZ//B3LYP/6-311++G(2df,2p)水平上对CH3CHOH + HO2和CH3CH2O + HO2反应体系的单、三重态反应机理进行了详细的理论研究.计算结果表明,CH3CHOH + HO2反应主要发生在单重态势能面上,其中四条通道均为快速自发过程;CH3CH2O + HO2反应在三重态势能面上的通道CH3CH2O + HO2 → 3IM11 → 3TS11 → P11 (CH3CH2OH + 3O2)为动力学和热力学的优势路径. 大气中CH3CHOH比CH3CH2O更容易稳定存在.     

CH3CH2O及CH3CHOH与HO2反应机理的理论研究

采用CCSD(T)/cc-pVTZ//B3LYP/6-311++G(2df,2p)水平上对CH3CHOH + HO2和CH3CH2O + HO2反应体系的单、三重态反应机理进行了详细的理论研究.计算结果表明,CH3CHOH + HO2反应主要发生在单重态势能面上,其中四条通道均为快速自发过程;CH3CH2O + HO2反应在三重态势能面上的通道CH3CH2O + HO2 → 3IM11 → 3TS11 → P11 (CH3CH2OH + 3O2)为动力学和热力学的优势路径. 大气中CH3CHOH比CH3CH2O更容易稳定存在.     

超临界水中甲酸分解反应动力学的密度泛函理论研究

采用密度泛函方法(B3LYP)在6-311+g(3df,2p)基组水平上,针对甲酸在超临界水中分解,研究了HCOOH+2H_2O反应和HCOOH+3H_2O反应的微观动力学机理。将理论计算结果与已有的实验结果对比发现,甲酸在超临界水中分解主要通过HCOOH+3H_2O反应机理进行,存在脱羧反应R(HCOOH+3H_2O)→d→TSd/e→e→TSe/P3→P3和脱羰反应R(HCOOH+3H_2O)→f→TSf/P4→P4两条主反应通道。利用传统过渡态理论(TST)计算得到两条主通道速控步骤在650～1500 K温度范围内的速率常数k_3和k_4,其表达式分别为k_3=2.99×10~(12)exp(-169.89 kJ·mol~(-1)/RT)s~(-1)和k_4=3.00×10~9exp(-159.01 kJ·mol~(-1)/RT)s~(-1)。     

SiF$lt;sub$gt;2$lt;/sub$gt;($lt;sup$gt;1$lt;/sup$gt;A$lt;sub$gt;1$lt;/sub$gt;)自由基的从头算及势能函数

采用从头算的单双取代的二次组态相互作用方法及耦合簇理论对SiF₂自由基的基态进行结构优化, 发现用单双取代的二次组态相互作用方法配有基组6-311G(2df)计算得到的结构参数、谐振频率、离解能及力常数与实验值最接近并优于文献值. 借助多体项展式理论导出SiF₂自由基的势能函数并绘制了等值势能图. SiF₂自由基对称伸缩振动和旋转势能图显示: 在SiF+F →SiF₂反应通道上有鞍点出现, F原子需要越过4.38 eV的能垒才能生成稳定的SiF₂自由基; 只能通过SiF+F→SiF₂两个等价的通道才能生成稳定的SiF₂ 自由基, 并且该反应是有阈能的吸热反应. 关键词： 2')" href="#">SiF₂ 从头算 势能曲线     

F和CH3OH多通道反应的速率常数与分支比的研究

F和CH₃OH有两个夺氢反应通道,分别生成HF+CH₃O 和HF+CH₂OH. 尽管这两个通道都没有能垒,但前一个通道即生成HF+CH₃O的反应分支比远远高于期望的统计平均值(四分之一). 不同实验测得的分支比不仅相去甚远,而且定量上与早期由过渡态理论(稳定点信息在MP2以及G2理论水平下计算得到)得到的计算结果也不符合. 此前在CCSD(T)-F12a/AVDZ水平上计算得到了121000个几何构型的能量,采用对易不变多项式结合神经网络的方法拟合得到了该体系的全维高精度势能面. 本文采用该势能面,结合准经典轨线动力学方法,对该反应的反应速率常数和反应分支比进行了理论研究,得到的结果与实验吻合. 由于反应没有能垒,理论计算结果表明反应速率常数随温度升高而有微弱的下降趋势.     

CH3与NO2的反应

用时间分辨傅立叶红外光谱法和量子化学计算，研究了CH3自由基与NO2的基元反应．由248 nm激光光解CH3Br或CH3I得到CH3自由基．首次观测到了振动激发的产物OH、HNO和CO2．另一产物NO也被证实．由此确定了反应通道CH3O+NO，CH2NO+OH 和HNO+H2CO．其中CH3O+NO是主要的反应通道．还用CCSD(T)/6-311++G(df,p)//MP2/6-311G(d,p)的方法对上述通道的机理在理论上做了研究．理论计算的结果与实验观察相符．     

F+H_2O→HF+OH反应的高精度速率常数的计算研究（英文）

F+H_2O→HF+OH是四原子反应的典型代表,并在环境和天体化学中扮演着重要角色.基于全维势能面,本文采用环-聚合分子动力学(RPMD)方法计算了该反应的速率常数.该势能面可以重现高精度理论化学水平(FPA和HEAT)上得到的反应能垒和放热数据,它是目前该体系的最准确势能面.RPMD方法重现了之前半经典过渡态理论结合两维主方程得到的速率常数,二者都与实验结果高度吻合.RP M D方法可以高效可靠地考虑量子效应,如量子隧穿和零点能效应等.另外,RPMD计算结果随珠子数量增加收敛较快,这些都与之前RPMD的诸多计算应用发现的结论一致.     

采用量子波包方法和准经典轨线方法研究S(~3P)+HD反应

利用量子波包方法和准经典轨线方法在一个新的3A′′势能面上研究了S(3P)+HD→SD+H和SH+D反应的动力学性质.计算得到了两个反应通道在碰撞能为0.8—2.2 eV范围内的J=0反应几率、积分反应截面、内同位素因子和产物转动取向因子.这些结果揭示了S(3P)+HD反应非常明显的内同位素效应.通过对势能面和反应轨线的分析,我们发现了SD+H反应通道一个新的反应机制.S(3P)+HD反应的内同位素效应可以利用新发现的反应机制和反应的质量组合来进行解释.     

POX(X=1,2)的光谱常数与从头算势能曲线

采用从头算的多种方法对PO、PO₂自由基的基态结构进行优化计算，结果表明：使用密度泛函（DFT）方法计算的结果最接近实验值.对PO双原子分子优选6-311G（3df）基组进行计算、扫描并拟合.对PO₂三原子分子优选出6-311+G（3df）方法计算结构参数、谐振频率、离解能及力常数，借助多体项展式理论导出PO₂自由基的势能函数并绘制等值势能图.发现：PO₂自由基的对称伸缩振动和旋转势能图中，在O+PO→OPO反应通道上都有鞍点出现，O原子需要越过0.55 eV的能量才能生成稳定的PO₂自由基.要形成PO₂自由基只能通过两等价的通道越过势垒才能形成.     

对高三课本中讨论硫酸铜溶液电解部分的意见

在高三物理课本第84节中,举了两个电解反应的例子,一个是盐酸溶液,另一个是硫酸铜溶液。这两种电解质的溶液都是属于酸性的。关于盐酸溶液的电解反应的分析: 在阴极 2H~++2e→H_2↑在阳极 2Cl~--2e→Cl_2↑是对的,但对硫酸铜溶液的电解反应的分析就有提出再讨论之点:原书中的反应如下: CuSO_4→Cu~(++)+SO_4~= 在阴极 Cu~(++)+2e→Cu 在阳极 SO_4~=-2e→SO_4 2SO_4+2H_2O→2H_2SO_4+O_2↑关于阴极Cu的析出,这种解释是对的;但是关于氧的放出,此种解释就与实际不符合。因为在CuSO溶液中,还有H_2O→H~++OH~-的反应存在,因此在阳极放出氧,可能是两种反应的结果:即除了SO_4~=按以下反应放电的初反应: