碳酸二甲酯与邻苯二酚合成愈创木酚的热力学分析

利用Benson基团贡献法计算了碳酸二甲酯,邻苯二酚,愈创木酚的热力学数据标准摩尔生成焓ΔfHm^θ、标准熵Sm^θ和热容Cp,m。对碳酸二甲酯与邻苯二酚催化合成愈创木酚反应体系进行了热力学分析,通过对反应的焓变ΔrHm,自由能变ΔrGm和平衡常数K的计算表明该反应是吸热反应,其自由能变化为负值,有较大的热力学平衡常数,且反应温度对平衡常数K影响不大,该反应可在较低温度下进行,在保持高转换率的同时,也可减少副反应,其关键是研制开发低温活性高的催化剂。     

CeO2催化CO2与甲醇合成碳酸二甲酯

针对CO₂和甲醇绿色合成碳酸二甲酯路线进行热力学计算分析。在反应压力0.1—8.0 MPa和反应温度293.15—473.15 K分别研究反应温度和反应压力对吉布斯自由能Δ_rG、平衡常数K和平衡转化率C的影响。在此基础上,以CeO₂为催化剂分别固定反应压力8.0 MPa或反应温度413.15 K,在不同反应温度或压力下进行反应,并将实验结果与热力学计算结果进行对比。结果表明：CeO₂在反应温度为373.15—473.15 K内表现出良好的催化性能,增大反应压力可以有效降低Δ_rG,并提高K和C,促进反应正向进行。此外,热力学计算结果显示,较低温度不同反应压力条件下,增加反应压力对反应平衡常数的增大更显著,且为开发高活性催化材料在较低温下催化CO₂和甲醇高效合成碳酸二甲酯提供理论参考。     

硼酸盐热力学基元贡献模型及在MgBO2(OH)纳米晶须水热合成过程分析中应用

以MgCl₂·6H₂O、H₃BO₃、NaOH为原料,控制摩尔比Mg:B:Na=2:3:4,经室温共沉淀及水热转化(220～240℃,6.0～30.0 h)制得了单斜相MgBO₂(OH)纳米晶须。借鉴机械混合模型、基团贡献法思想,根据质量守恒原则将硼酸镁盐按照复盐分子式进行基元拆分,通过引入校正因子k,利用复盐基元的基础热力学数据拟合建立了Δ_fH_m及Δ_fG_m等硼酸盐热力学基础数据估算的基元贡献模型,估算了共沉淀产物Mg₇B₄O₁₃·7H₂O及水热产物MgBO₂(OH)不同温度下的Δ_fH_m、Δ_fG_m热力学数据,得到了25～100℃下共沉淀反应及25～250℃下水热转化的Δ_rH_m、Δ_rG_m。结果显示,共沉淀反应在室温条件下可自发进行,水热转化须借助一定温度条件方能自发实现,且反应趋势随水热温度升高时间延长而增大。该热力学基元贡献模型有望为其他结构复杂复盐化合物纳米结构的湿化学法控制合成分析及预测提供借鉴。     

枞酸与甲醇酯化反应的基团贡献法热力学分析

以枞酸为模型化合物、枞酸与甲醇的酯化为探针反应,采用基团贡献法对枞酸与甲醇酯化反应进行了热力学分析,计算了473～653 K、0.1～20 MPa反应体系的反应焓变、反应熵变、反应Gibbs自由能变以及反应平衡常数,探讨了温度与压力对酯化反应的影响。计算结果表明,反应的焓变为-46.31～-10.10 kJ·mol^-1,枞酸与甲醇的甲酯化反应为放热反应;反应Gibbs自由能变为-53.26～-25.49 kJ·mol^-1,反应为自发过程;标准压力下反应平衡常数为136.32～748.89,5～20 MPa下反应平衡常数为(1.1×10⁴)～(3.2×10⁴)。实验结果表明,在无催化剂条件下,超/亚临界甲醇与枞酸酯化反应的转化率分别为85.94%～94.89%、73.80%～81.20%,实验结果与基团贡献法热力学计算值相一致。     

醋酸或醋酸酯加氢制乙醇的热力学计算与分析

对醋酸、醋酸甲酯或醋酸乙酯加氢制乙醇进行了热力学计算和分析。计算了这3个反应的标准摩尔焓变和标准平衡常数,以及温度、压力和反应物配比对平衡转化率的影响。结果表明,3个反应的标准摩尔焓变都小于0,是放热反应;醋酸加氢反应的标准平衡常数较大,而醋酸甲酯加氢反应和醋酸乙酯加氢反应的标准平衡常数都小于0.7;醋酸加氢反应由于标准平衡常数较大,因此其平衡转化率受工艺条件影响较小,而醋酸甲酯加氢和醋酸乙酯加氢反应的平衡转化率受工艺条件的影响较大,醋酸酯加氢制乙醇反应适宜的温度为423~550 K,适宜的压力是2~3 MPa,适宜的氢酯比是10~20。     

氧化羰基化法合成碳酸二苯酯过程热力学分析

采用Benson基团贡献法,对氧化羰基化法合成碳酸二苯酯(DPC)的反应焓变、反应熵变、吉布斯自由能变及平衡常数进行热力学估算.结果表明:此反应为一放热反应,较低的反应温度对其有利;热力学平衡常数比较大,此反应有向正方向自发进行的趋势.     

碳酸二甲酯与苯酚酯交换合成碳酸二苯酯热力学分析

用分子模拟软件M aterial stud io、工艺过程模拟软件ChemCAD结合Benson基团贡献法,计算了碳酸二甲酯与苯酚酯交换合成碳酸二苯酯的反应焓变、反应熵变、吉布斯自由能变及平衡常数。结果表明,该反应为吸热反应,升高温度有利于DPC的生成。反应的热力学平衡常数很小,为了提高DPC收率,必须及时移走副产物甲醇。     

4-硝基苯胂酸合成反应的热力学计算机模拟

采用密度泛函理论中的B3LYP方法,通过计算机模拟,研究了4-硝基苯胂酸合成反应中各物质的结构。在此基础上对反应热力学进行了模拟计算,通过计算,优化了反应物与产物的几何构型与电子分布,并得到了4-硝基苯胂酸合成反应的主副反应焓变、Gibbs自由能变以及反应平衡常数。模拟计算结果表明,主反应的焓变 为-15.0 kJ·mol^-1,为放热反应,副反应的焓变为10.0 kJ·mol^-1,为吸热反应,主反应的标准Gibbs自由能变为39.7 kJ·mol^-1,而副反应的Gibbs自由能为45.2 kJ·mol^-1,该反应为不可逆反应。4-硝基苯胂酸合成反应的热力学性质的计算为反应工艺条件的控制和热力学研究提供了理论指导。     

己二酸二甲酯合成体系的热力学估算及分析

采用基团贡献法估算了反应体系中己二酸和已二酸二甲酯在298.15 K标准状态下的生成焓和标准熵,并且估算了这两种物质的比热容随温度变化的关系式,计算了不同温度条件下反应的焓变、吉布斯自由能变和标准平衡常数.通过对该反应体系的热力学分析发现,当达到平衡时该反应几乎可以进行到底,从而验证了该反应在热力学上的可行性.     

丙酮与甲醛合成4-羟基-2-丁酮的热力学分析

采用Benson基团贡献法对丙酮与甲醛合成4-羟基-2-丁酮反应进行热力学分析。计算了反应中各组分的标准摩尔生成焓、标准摩尔熵、摩尔定压热熔以及反应平衡常数,并讨论了反应温度对该反应热力学平衡的影响。结果表明,生成4-羟基-2-丁酮反应是放热反应,反应平衡常数随温度的升高而降低,适当提高反应温度有利于反应的进行,最佳反应温度应在550K左右。     

N-椰油酰基复合氨基酸钠的胶束化热力学特性的研究

用Wilhelmy法测定了实验室以废丝为原料制备的氨基酸型表面活性剂N-椰油酰基复合氨基酸钠溶液的平衡和动态表面张力,计算得出N-椰油酰基复合氨基酸钠溶液在30℃、35℃、40℃和45℃时的cmc值和其胶束形成的标准热力学函数ΔGθm、ΔHθm和ΔSθm,说明该胶束的形成是熵驱动过程。得到临界胶束浓度cmc与温度T的回归方程。胶束和反离子结合常数K0平均值为0.874 3。同时,研究了浓度及温度对扩散常数Da和Ea的影响及吸附过程模型。     

用密度泛函理论研究多溴二苯并噻吩的热力学性质

The thermodynamic properties of 135 polybrominated dibenzothiophenes (PBDTs) in the gaseous state at 298.15 K and 1.013×105 Pa, are calculated using the density functional theory (the B3LYP/6-311G**) with Gaussian 03. Based on these data, the isodesmic reactions are designed to calculate the standard enthalpy of formation (ΔfHө) and the standard Gibbs energy of formation (ΔfGө) of PBDTs. The relations of these thermodynamic parameters with the number and position of bromine substituents (NPBS) are discussed, and it is found that there exist good correlations between thermodynamic parameters (including heat capacity at constant volume, entropy, enthalpy, free energy, ΔfHө, ΔfGө) and NPBS. The relative stability order of PBDT congeners is proposed theoretically based on the relative magnitude of their ΔfGө. In addition, the values of molar heat capacities at constant pressure (Cp,m) for PBDT congeners are calculated.     

费托合成反应体系的热力学计算与分析

利用Benson基团贡献法和ABWY法估算了费托合成产物的标准生成焓、标准熵和摩尔定压热容,对费托合成反应体系的热力学性质进行了详尽的计算,得到不同反应温度下的反应焓、吉布斯自由能以及反应平衡常数等热力学性质。分析了不同反应步骤的热力平衡与限度,对反应生成烷烃、烯烃、含氧有机化合物的热力学可能性与生成顺序进行了判断,考察了温度和H2与CO摩尔比对合成气平衡转化率的影响。结果表明:费托合成反应是放热反应,低温时大部分反应在热力学上都能够自发地进行,并运行到很高的程度;高温时(大于635 K)生成烷烃、烯烃、醇及酸的大部分反应在热力学上不能自发进行;随着温度的升高,平衡转化率降低,随着H2与CO摩尔比的增大,平衡转化率升高;且所获的热力学数据对费托合成工艺研究及相关催化剂研发等具有重要的参考价值。     

探究用热力学方法计算电极电势的公式

针对教材上利用热力学方法计算电极电势的两个公式φθ=[∑νBΔfGmθ（B）]/（nF）和E3θ=n1E1θn＋3 n2E2θ的谬误,通过举例对两个公式进行了详细的推导。说明了φθ=[∑νBΔfGmθ（B）]/（nF）和只能用于失电子半反应计算标准电极电势,补充了对于得电子的半反应计算标准电极电势的公式φθ=ΔrGmθ...     

对甲酚催化氧化制备对羟基苯甲醛热力学分析

对甲酚催化氧化法合成对羟基苯甲醛因其工艺路线简单,是工业上常用方法之一。为了有效利用资源,对对甲酚催化氧化合成对羟基苯甲醛的反应过程进行了较为详尽的热力学分析,对于开发该反应的催化剂和反应工艺具有重要的指导意义。利用热力学原理,首次建立了该反应的焓变和Gibbs自由能变化与反应温度的关系,并计算了反应在不同温度下的平衡常数。经计算得出,该反应的ΔrHβm㈠(298 K)=-387.901 kJ/mol,ΔrGβm㈠(298 K)=-345.875 kJ/mol;在研究温度范围内,该反应为放热反应,且能自发进行。     

微热量热法研究斯蒂芬酸在乙醇中的溶解性(英文)

用C80微热量仪测定了298.15K时斯蒂芬酸(TNR)在溶剂乙醇(EtOH)中溶解焓及热动力学行为。得到了描述该物质溶解焓(ΔsolH)的经验公式。该公式为:ΔsolH=30.108+4756.04b-616.619b1/2,并由此得到了该物质的标准摩尔溶解焓、相对表观摩尔焓、相对偏摩尔焓以及配合物的稀释焓的经验公式。溶液反应的动力学方程为:γ=-6.60613+0.5678x,由此得到了该溶解反应的速率常数及反应级数:n=0.56875;k=1.94×10-3s-1。     

多氯代二苯并噻吩亚砜热力学性质的密度泛函理论研究

在BHandHLYP/6-31G*水平上对135个多氯代二苯并噻吩亚砜(PCDBTOs)系列化合物进行了全优化和振动分析计算,得到各分子在298.15 K、101.3 kPa标准状态下的热力学参数。设计等键反应,计算了PCDBTOs系列化合物的标准生成热(ΔfH)和标准生成自由能(ΔfG)。研究了热力学参数S与氯原子的取代位置及取代数目(NPCS)之间的关系,结果表明:PCDBTOs系列化合物的S、ΔfH和ΔfG与NPCS之间有较好的相关性。根据异构体标准生成自由能的相对大小,从理论上求得异构体的相对稳定性。以Gaussian 03程序的输出文件为基础,采用统计热力学程序计算了PCDBTOs化合物在200~1000 K的摩尔定压热容(cp,m),并用最小二乘法求得cp,m与温度之间的相关方程,发现cp,m与T、T-1和T-2之间有着很好的相关性(R2=1.000)。同时,根据分子体积推测了化合物的毒性,结果表明:PCDBTOs系列化合物中,毒性最大的异构体可能在4取代中。     

碳酸锂在碳酸钠溶液中的溶解度与热力学

采用等温溶解平衡法开展碳酸锂在碳酸钠溶液中(278.15～358.15 K)的溶解平衡实验研究,测定平衡体系碳酸锂溶解度和平衡溶液密度,利用E-DH方程对碳酸锂溶解度实验数据进行关联,标准偏差小于0.01;利用Connaughton方程对液相密度数据进行关联,标准偏差小于2×10^-3。实验和计算研究结果表明：在同离子和盐效应协同影响下,碳酸锂在Na₂CO₃-H₂O体系中溶解度随碳酸钠浓度增加先降低后降低趋势变缓,在278.15～358.15 K温度范围内,溶解度转变折点为碳酸钠浓度约为0.1 mol·kg^-1;通过溶解热力学计算,得到碳酸锂在碳酸钠中的溶解焓变(ΔH_d)、熵变(ΔS_d)和Gibbs自由能变(ΔG_d),结果表明溶解过程为放热、熵减的非自发过程,溶解焓变和熵变随着碳酸钠浓度增加而增加,Gibbs自由能变在0.6 mol·kg^-1出现最大值,且溶解过程为熵控制过程。研究结果将为卤水提锂碳化沉锂过程设计提供基础数据。     

三油酸甘油酯与甲醇酯交换反应热力学分析

为了揭示酯交换反应的热力学特性,并为动力学研究和生物柴油的工业化生产提供基础数据,采用Benson基团贡献法和其他经验公式计算了三油酸甘油酯与甲醇之间发生的3步连续可逆酯交换反应的焓变、Gibbs自由能变及平衡常数的值,以及在303—338K各值随温度的变化关系。结果表明,在该温度范围内,反应焓接近于0,Gibbs自由能为正值,平衡常数接近于1。说明三油酸甘油酯与甲醇酯交换反应体系的反应热较小,温度对平衡的影响不大。