目录：

KBR合成氨工艺中的化学反应

原电池反应原理

2001年诺贝尔化学奖主要贡献

有机化学反应机理解析

KBR合成氨工艺中的化学反应

1、从化学平衡常数定义分析来看，当反应温度不变时，增加反应物浓度必然会使化学反应向正方向移动，从而引起生成物浓度的增加这样才能达到最终的平衡状态；同样将生成物移走，对于原有的平衡状态来看，相当于增加了反应物的浓度，反应也会向正方向移动，提高反应物的利用率，这在工业生产上应用比较广泛。例如，对于N2+3H2=2NH3可逆反应来讲，让化学平衡向生成NH3的方向移动，在其他条件不变的前提下，可以在反应容器中充入N2或者H2使它们的浓度增加。在实际的生产中为了获得多的NH3，需要将生成的NH3尽快的移走，降低NH3的浓度。这样反应就能向正方向移动。

2、改变浓度是在化学平衡常数不变的情况下遵循的规律，但是当化学反应温度发生变化会引起化学平衡常数的变化。经过物理化学家们的潜心研究，终于发现了温度对化学平衡的影响，其满足克拉伯龙方程，即当升高温度化学反应向吸热的方向移动，降低温度化学反应向放热方向移动。所以，在工业生产中根据化学反应的吸、放热采取相应的措施，让其向着生成物方向移动。

3、压强对化学反应的影响主要针对反应物中有气体或者是生成物有气体反应，由化学平衡常数来看，化学方程式中分子数增加和减少的反应，压强对其产生的影响也不同。经过试验证明，在其他条件时，增大压强有利于向化学分子数小的方向移动，减小压强有利于向化学分子数增大的方向移动。

4、不同化学反应其反应速率有着明显的区别，比如，酸碱中和以及OO反应比较猛烈，部分氧化反应进行缓慢。为了将化学反应更好的为化工生产服务，需要对化学反应详细的研究，经过研究最终用化学反应速率来衡量化学反应进行的快慢。

原电池反应原理

1、传统的发电是通过燃烧加热水，产生蒸汽，推动发电机，产生电能。能量转化为化学能→热能→机械能→电能，能量经过多次转化，最终转化率很低。而原电池是直接将化学能转化为电能，能量转化率较高。

2、一般来说，较活泼的金属为负极，较不活泼的金属为正极。本质上能和电解质溶液反应的金属为负极。但具体情况还要看电解质溶液。如镁、铝电极在稀硫酸在中构成原电池，较活泼的镁为负极，铝为正极；但镁、铝电极在OOOO溶液中形成原电池时，由于是铝和OOOO溶液发生反应，失去电子，因此铝为负极，镁为正极。

3、在正负极上发生的电极反应不是孤立的，它往往与电解质溶液紧密联系，如氢氧燃料电池有酸式和碱式，在酸溶液中，电极反应式中不能出现OH-，在碱溶液中，电极反应式中不能出现H+，像CHCH3OH等燃料电池，在碱溶液中碳（C）元素以CO32-离子形式存在，而不是放出CO2气体。

4、在同一个原电池中，负极失去电子数必然等于正极得到的电子数，所以在书写电极反应时，一定要考虑电荷守恒。防止由总反应方程式改写成电极反应式时所带来的失误，同时也可避免在有关计算中产生误差。

2001年诺贝尔化学奖主要贡献

1、摘要主要介绍了２００７年诺贝尔化学奖得主格哈德?埃特尔在金属表面氢吸附、哈伯一博施法合成氨反应过程催化机理及Ｃｏ催化氧化反应过程方面的研究成果，并分析了获奖成果的学术价值及现实意义。

2、ｌ氢在金属表面吸附的研究Ｈａｂｅｒ，１８６８～１９３４）发明了利用氮气和氢气直接合萨巴蒂埃（Ｐａｕｌｓａｂａｔｉｅｒ）因发现精细金属颗粒成氨的方法；后来，德国化学工程专家卡尔?博施催化有机物加氢的方法而获１９１２年度诺贝尔化学（ＣａｒｌＢｏｓｃｈ，１８７４～１９４０）解决了在高温高压下工奖。后来发现，在这种方法中最至关重要的分子现业合成氨的难题；１９１３年世界上第一座工业合成氨象是氢分子在金属表面吸附并分解为氢原子。继工厂建立。这种合成氨的方法也被称为哈伯一博施Ｓａｂａｔｉｅｒ的研究工作之后，有一个长期未能解决的法（Ｈａｂｅｒ＿Ｂｏｓｃｈ），他们也因为各自的贡献先后获问题，即氢原子在Ｐｄ、Ｐｔ和Ｎｉ等金属表面是如何１９１８和１９３１年度的诺贝尔化学奖。，

3、组织排列的。这个问题不仅与理解有机分子加氢反由于合成氨反应对于农业和经济具有重要的价应密切相关，还与许多电化学过程中在金属电极上值，在此后的７０年间。许多研究者试图解释和证明使用或产生氢气密切相关Ⅲ。此反应过程的机理，但却一直争而未决。

4、通过使用低能电子衍射（Ｉ。ＥＥＤ）进行实验研２０世纪６０年代以后，各种表面分析技术不断究，并结合对氢解吸的测量和建模，Ｅｒｔｌ能够定量地涌现，Ｅｒｔｌ最早认识到这些现代表面分析技术在固说明氢原子是如何在上述这些金属表面组织排列体表面化学过程研究中的巨大潜力，并通过研究的‘Ｈ］。这是与讨论催化机理高度相关的焦点问０２．Ｃ０、Ｈ。、Ｎｚ、Ｎｏ等小分子与金属和合金表面的题。在氢吸附的研究中，Ｅｒｔｌ为长期以来提出的问作用，逐步建立了研究固体表面化学过程的基础［７］。题给出了答案，而且探明了如何利用Ｉ。ＥＥＤ方法同在２０世纪７０年代Ｅｒｔｌ的研究中，最显著就是其他实验方法相结合来解决问题。要想回答许多密一系列关于合成氨反应机理研究成果的发表。１９７９切相关的化学问题，全神贯注于一种方法显然是不年Ｅ州等用ｘ射线光电子能谱（ｘＰｓ）研究一个未够的。Ｅｒｔｌ对科学研究的特点就是，当新的机会出经还原的工业催化剂（添加了氧化铝和氧化钾的铁现时，他会对以往分析过的过程再进行研究‘川。图催化剂）’，发现表面区的铁含量很低，而钾、铝等的表１为Ｅｒｔｌ等２００３年给出的氢原子在Ｐｔ（１１１）表面面浓度相当高。催化剂在４００℃经Ｎｚ／Ｈｚ混合物的单层组织排列图解嘲，图中黑色小球代表氢原子。处理后，铁被还原为金属且表面浓度增加。通过记２合成氨反应过程催化机理的研究录不同时间的Ｆｅｚｐ３／ｚ芯能级ＸＰＳ谱OO还原过程，：１９０９年德国，物理化学家弗里兹?哈伯（Ｆｒｉｔｚ发现开始时表面上存在ＦｅＡｌｚ０４＋Ｆｅｚ０３，随着还原

有机化学反应机理解析

1、本OO运用量子化学理论对氨三乙酸两种脱水的反应机理以及甲醇羰基化氨解制甲酸的反应机理进行了理论研究,所有反应机理的研究均使用Gaussian 03程序,采用密度泛函理论(DFT)在B3LYP/6-311++G(d,p)水平上计算完成;同时尝试了以氨三乙酸和乙二胺为原料制备环内掺杂碳材料.本OO主要包括以下几个方面的内容. (1)氨三乙酸的分子间和分子内脱水的反应机理的理论研究.运用量子化学密度泛涵理论对反应物,过渡态,产物进行优化,频率分析,得到了对应的稳定构型;频率分析结果表明两种脱水反应的过渡态有且只有一个虚频,分子内脱水反应过渡态的虚频为-33318,分子间脱水反应过渡态的虚频为-259并通过内禀反应坐标(IRC)分别对两个过渡态进行了确认,从过渡态开始,向前后两个方向进行扫描,得到反应途径上的能量变化趋势图,过渡态与反应物和产物形成了很好的连接,充分说明在氨三乙酸在脱水的过程中,过渡态是反应体系中能量变化的真正过渡态,且其能量和结构比较接近于产物.在IRC过程中,为了更直观地说明反应过程中主要原子之间发生变化的情况,我们绘制出反应过程中主要原子间距离沿IRC的变化曲线,从图中我们可以清楚的看出,发生主要变化的各原子间距离沿反应坐标变化情况.同时我们采用Mulliken电荷对参与反应的几个重要原子进行原子电荷分析,得到反应过程中各原子上电荷的变化.通过对反应的能量和反应速率常数的分析,分子内脱水比分子间脱水更容易发生,分子内脱水反应的活化能和反应速率常数分别为160.2060kJ/mol,k(298K)=825×10~(-16)s~(-1).分子间脱水反应的活化能和速率常数分别为17825kJ/mol,k(298K)=036×10~(-16)s~(-1),这与我们做的热重差热结果一致. (2)一氧化碳与甲醇反应生成甲酸的反应机理研究.一氧化碳和甲醇反应生成甲酸甲脂,甲酸甲酯氨解生成甲酰氨,其反应式为CO+CH_2OH→CH_2OOCH_2, CH_2OOCH_2+NH_3→CH_2ONH_2+ CH_2OH,甲醇可以循环利用.本文运用量子化学密度泛函理论对其反应过程,机理进行了详细的理论研究.对反应物,过渡态,产物进行优化,频率分析,得到了对应的稳定构型;频率分析结果表明两步反应分别有且只有一个虚频,甲醇羰基化的虚频为-15525,甲酸甲酯氨解的虚频为-102767并分别通过过渡态的振动分析和内禀反应坐标对两个过渡态进行了确认,得到的过渡态是正确的.从过渡态开始,向前后两个方向进行扫描,得到反应途径上的能量变化趋势图,过渡态与反应物和产物形成了很好的连接,充分说明在甲醇羰基化和氨解的反应过程中,过渡态是反应体系中能量变化的真正过渡态,且其能量和结构比较接近于产物.在IRC过程中,为了更直观地说明反应过程中主要原子之间发生变化的情况,我们绘制出反应过程中主要原子间距离沿IRC的变化曲线,从图中我们可以清楚的看出,发生主要变化的各原子间距离沿反应坐标变化情况,对于甲醇羰基化反应过程,甲醇上的氢原子向一氧化碳转移;氨解的过程是氨气上的一个氢原子脱离,同时甲酸甲酯的酯键断裂,羰基与亚胺形成酰氨键得到甲酰氨.同时我们采用Mulliken电荷对参与反应的几个重要原子进行原子电荷分析,得到反应过程中各原子上电荷的变化.并通过能量计算,得到了各步的正反应活化能.