收藏本站
《辽宁师范大学》 2002年
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

NH_2与CH_4反应机理的理论研究

靳菲  
【摘要】: NH_2基团是许多含氮化合物反应中的关键基团,它与碳氢化合物的反应在大气和燃烧化学中具有重要的地位,特别是对研究木星和土星及木星的卫星周围的大气具有重要的意义。 本文利用Gaussian98程序,密度泛函方法和传统过渡态理论,研究了NH_2与CH_4反应的动力学性质: NH_2+CH_4→NH_3+CH_3 (1) NH_2+CH_4→CH_3NH_2+H (2) CH_3NH_2+H→CH_2NH_2+H_2 (3) 根据反应体系的特点选择了B3LYP/6-311G(d)方法优化了反应中各驻点(反应物,产物,过渡态)的几何构型,并通过振动分析对过渡态进行了确认;同时计算得到了反应体系的最小能量途径,在此基础上我们用B3LYP和QCISD(T)方法计算各点能量,进一步进行零点能(ZPE)校正;然后采用传统过渡态理论计算了在300~2100K温度范围内的反应速率常数。 NH_2上的N进攻了CH_4的不同原子,使NH_2与CH_4反应有两个反应通道,即:当N原子进攻CH_4上的H原子而发生反应(1);当N原子进攻CH_4上的C时发生反应(2)。两个反应的能垒分别16.49kcal/mol和54.61kcal/mol,通过对两个反应能垒的比较发现NH_2+CH_4→NH_3+CH_3为主要的反应通道。理论活化能与实验值符合得较好。反应(3)是反应(2)的产物CH_3NH_2和H继续发生反应,生成产物CH_2NH_2和H_2。此步氢迁移反应的能垒较低,反应容易发生。其中反应(1)放出了1.08kcal/mol的能量;反应(2)是吸热反应,反应热为20.07kcal/mol;而反应(3)是放热反应,放出的能量为12.29kcal/mol。 计算得到的NH_2+CH_4→NH_3+CH_3在300~2100K温度范围内反应的理论速率常数和实验速率常数符合的较好,特别是在2000K附近,理论速率常数更加接近实验值。我们认为NH_2和CH_4的反应,如果采用更大的基组和方法,虽然计算的理论速率常数将更逼近实验,但是将耗费大量的计算机时和磁盘空间。对于反应(2)和反应(3),目前为止, NH。与CH。反应机理的理论研究 我们没有见到有关的实验以及理论速率常数的报道。对于反应(2),在 B3LYP和 QCISD (T)水平下,计算得到的反应的速率常数十分一致:反应(3),两种理论水平下计算得 到的反应速率常数在高温区的差距比较小。另外我们考虑量于隧道效应后的速率常数,结 果表明隧道效应对理论速率常数的计算在低温区有一定的影响。
【学位授予单位】:辽宁师范大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2002
【分类号】:O643.1

【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 汪宏;;A B→C型反应中A B的平衡态处理[J];安徽师大学报(自然科学版);1990年03期
2 赵英国;;Origin软件在物理化学教学中的运用[J];安庆师范学院学报(自然科学版);2010年04期
3 郭志权,王宏德,郭秋,姜丽娜,于永新,高首山;H_3分子三角形结构的变分计算[J];鞍山科技大学学报;2005年Z1期
4 段雪,马力,王琪,彭少逸;程序升温液相反应技术[J];北京化工学院学报;1987年01期
5 段雪,马力,王琪,彭少逸;程序升温过程的动力学特征[J];北京化工学院学报;1987年02期
6 李增和,刘秀英,马丽景,王雪梅,白守礼,张仁佑;HZSM-5催化剂上间二甲苯异构化反应动力学研究[J];北京化工大学学报(自然科学版);1997年04期
7 韩翠红;钱翰城;李俊;王书洪;;用高频感应氮化技术在Ti6Al4V合金表面制备氮化膜的工艺探讨[J];表面技术;2007年02期
8 李峰,关大任,易希章;利用协同学分析化学动力学反应速率[J];滨州师专学报;1998年04期
9 崔瑞海,苏忠民,赵成大;胆碱脂酶催化反应的量子化学研究——乙酰胆碱同系物水解反应中的非定域能、速度及药效[J];催化学报;1990年02期
10 宫宝安;;原子轨道的复函和实函表示[J];东北师大学报(自然科学版);1984年02期
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 陈启文;双鸭山矿区煤的自燃特性及预防技术基础研究[D];辽宁工程技术大学;2009年
2 王雪峰;煤活性基团与Ca~(2+)形成配合物的结构与表征[D];辽宁工程技术大学;2009年
3 邱再明;核酸修饰碱基对的理论研究[D];江南大学;2010年
4 邵科;二恶英从头合成机理以及硫基抑制机理研究[D];浙江大学;2010年
5 刘海蛟;MCFB烟气净化系统的多种污染物协同脱除研究[D];浙江大学;2009年
6 李勇;低品位氧化铅锌矿硫化—浮选工艺及理论研究[D];昆明理工大学;2009年
7 欧利辉;密度泛函理论计算在电催化反应以及电催化剂设计中的应用[D];武汉大学;2010年
8 慈成刚;叠氮化氰和几种羰基化合物光解离机理的理论研究[D];吉林大学;2011年
9 佟晶;若干新型超碱金属团簇的结构与性质的理论研究[D];吉林大学;2011年
10 肖波;纳米管反应机理和石墨烯分子设计的理论研究[D];吉林大学;2011年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 唐京禧;农业废弃物热解特性的研究[D];华中农业大学;2010年
2 孙东贞;多元缩合生成新型巴比妥酸盐衍生物反应机理的理论研究[D];郑州大学;2010年
3 金娟;硅烯插入反应中的立体电子效应研究[D];杭州师范大学;2010年
4 丁方园;CO_2在La_2O_3(001)表面的解离[D];太原理工大学;2011年
5 吴慧;乳清蛋白抗氧化肽构效关系的研究[D];江南大学;2011年
6 张营;氨基酸离子液体的结构和阴阳离子间相互作用的理论研究[D];江南大学;2011年
7 张璐;稀土掺杂氮化镓纳米粉溶胶—凝胶制备及发光机理研究[D];西北大学;2011年
8 朱忠伟;靖边气田在役设备和管线腐蚀规律及防腐研究[D];西北大学;2011年
9 李燕杰;大气中几种重要氢迁移反应的动力学理论研究[D];河南大学;2011年
10 刘嵩;两种氟利昂替代物的反应机理及动力学性质的理论研究[D];河南大学;2011年
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 蒋庆云;;烯烯和环烯烃的亲电加成反应机理[J];化学通报;1979年01期
2 庄治平;陈英;周维善;;5β,3α-羟基-7-羰基-胆烷酸的还原反应[J];有机化学;1986年04期
3 李天栋,张高勇,陆用海,唐鸿鑫;脂肪酸甲酯用三氧化硫磺化的反应机理[J];日用化学工业;1987年01期
4 徐根良,陈雪明,陈海辉;废渣法处理酸性重金属废水技术研究──去除机理及反应动力学初探[J];水处理技术;1994年02期
5 招光文,刘连玉,朱腾;非晶态铝锰合金电镀的反应机理[J];北京科技大学学报;1996年01期
6 邢铁玲;活性染料与真丝绸的反应机理[J];国外丝绸;1996年06期
7 刘颖,裴克梅,李海洋;CH_2Cl与OH自由基反应机理的理论研究[J];化学物理学报;2004年06期
8 郭湘波,龙军,侯拴弟,邹圣武;FCC反应机理与分子水平动力学模型研究——Ⅰ.动力学模型建立[J];石油炼制与化工;2004年11期
9 徐建华;;CF_2ClBr与O(~1D)反应机理的理论研究[J];四川师范大学学报(自然科学版);2008年03期
10 孙健;张延安;;自由基反应与理论研究[J];环境科学与管理;2010年05期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 王健;丁益宏;孙家钟;;碳二氟基(C_2F)与气相水的反应机理[A];中国化学会第九届全国量子化学学术会议暨庆祝徐光宪教授从教六十年论文摘要集[C];2005年
2 李宏平;傅钢;徐昕;;费托合成中CO插入机理的理论证据[A];中国化学会第27届学术年会第14分会场摘要集[C];2010年
3 徐两军;沈闽聪;许雪琴;陈国南;;胡椒碱化学发光性质研究及其测定[A];中国化学会第十三届有机分析与生物分析学术会议论文集[C];2005年
4 王建中;于卫锋;田瑀;曹荣根;宋云;宁西京;;电化学沉积过程中氮化碳晶体的枝状生长[A];2008年全国荷电粒子源、粒子束学术会议暨中国电工技术学会第十二届电子束离子束学术年会、中国电子学会焊接专业委员会第九届全国电子束焊接学术交流会、粒子加速器学会第十一届全国离子源学术交流会、中国机械工程学会焊接分会2008年全国高能束加工技术研讨会、北京电机工程学会第十届粒子加速器学术交流会论文集[C];2008年
5 王晓丽;商丛丛;肖家治;;焦化原料热反应机理浅谈[A];山东石油学会炼制委员会2009年技术交流会论文集[C];2009年
6 张君;蔡政亭;冯大诚;;若干小体系的反应机理及动力学研究[A];第九届全国化学动力学会议论文摘要集[C];2005年
7 耿彩云;李吉来;黄旭日;孙家钟;;F+HONO反应机理的理论研究[A];中国化学会第九届全国量子化学学术会议暨庆祝徐光宪教授从教六十年论文摘要集[C];2005年
8 赵岷;常鹰飞;孙昊;王荣顺;;CH_3OCl与Cl(~2P_(3/2))反应机理的量子化学研究[A];中国化学会第九届全国量子化学学术会议暨庆祝徐光宪教授从教六十年论文摘要集[C];2005年
9 韦凤萍;杨帆;黄永仁;;Pd(OAc)_2与有机双膦在卤代烷中的反应机理[A];第十一届全国波谱学学术会议论文摘要集[C];2000年
10 吴南春;施尔畏;郑燕青;李文军;;水热介质pH值对纳米(Ce)ZrO_2晶粒制备的影晌[A];第六届全国颗粒制备与处理学术会议论文集[C];2000年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 新讯;英研究揭秘人脑对威胁反应机理[N];医药经济报;2007年
2 卢跃刚;以“铅氧”代“铅酸” 既节能又环保[N];科技日报;2009年
3 孙建平 陈苏;永凝液对混凝土耐久性的防护效果[N];中国建材报;2006年
4 张汉国;组合发明的创造性判断[N];中国知识产权报;2008年
5 阮茂泰;质疑“名家说瓷”[N];中国商报;2004年
6 记者 周军 通讯员 龙海;攀钢焦化废水处理系统改造结束[N];中国冶金报;2006年
7 记者 李宏乾;生物柴油研究课题正在申报[N];中国化工报;2007年
8 宋健;科学探索无尽时[N];解放日报;2006年
9 本报记者 姚耀富通讯员 张强;名牌之花何以盛开[N];中国石化报;2007年
10 张尚君 李建永;勤思敏行 执着无悔[N];中国石化报;2003年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 白洪涛;大气化学和燃烧化学中几种典型自由基反应机理的理论研究[D];吉林大学;2005年
2 徐涛;均相高级氧化技术处理水中邻二氯苯的研究[D];中国科学院研究生院(广州地球化学研究所);2004年
3 陈亦琳;多相光催化氧化过程中H_2-O_2耦合效应及其作用机理研究[D];福州大学;2006年
4 董国君;铁镍硼纳米合金的合成及性能研究[D];哈尔滨工程大学;2006年
5 李哲;贫燃条件下Fe-Mo/ZSM-5催化剂上氮氧化物的选择性催化还原研究[D];太原理工大学;2006年
6 戚玉华;类硅烯硅烯结构和反应的理论研究[D];山东大学;2009年
7 于仁红;TiO_2碳热还原氮化法制备TiN粉末及TiN-Al_2O_3复合材料研究[D];西安建筑科技大学;2005年
8 孙志忠;臭氧/多相催化氧化去除水中有机污染物效能与机理[D];哈尔滨工业大学;2006年
9 李彦威;在线超声间接电氧化合成苯甲醛及其衍生物的过程和机理研究[D];太原理工大学;2007年
10 刘金泉;二氧化氯与多环芳烃污染物的反应活性及机理研究[D];哈尔滨工业大学;2007年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 王哲;改性TiO_2光催化2,4-D水溶液反应的研究[D];黑龙江大学;2002年
2 沈明;添加Ti+Al或Ti_3Al对TiB_2-Fe金属陶瓷结构和性能的影响[D];中南大学;2003年
3 徐威力;水相法生产氯化橡胶的研究[D];浙江大学;2006年
4 李言信;新型SO_4~(2-)/M_XO_Y固体超强酸催化剂的制备及其催化有机反应研究[D];曲阜师范大学;2007年
5 茹秀玲;纳米合金与有机氯化物的反应性能及机理研究[D];哈尔滨工程大学;2007年
6 邹志祥;粉煤灰免烧轻集料的制备及其路基强度的实验研究[D];安徽理工大学;2007年
7 申伟;部分与大气层中臭氧耗损有关物质与O(~1D)和O(~3P)的反应机理研究[D];西南师范大学;2004年
8 王海燕;芳香醛与丙二腈固相反应机理的研究[D];山东师范大学;2004年
9 胡波;钾长石离子交换基础理论及应用研究[D];合肥工业大学;2005年
10 盖景刚;氧,硫原子上亲核取代反应的理论研究[D];四川大学;2005年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62791813
  • 010-62985026