CH3SO3裂解反应的机理和热力学性质

曹佳 王文亮 高楼军 付峰

引用本文: 曹佳, 王文亮, 高楼军, 付峰. CH3SO3裂解反应的机理和热力学性质[J]. 物理化学学报, 2013, 29(06): 1161-1167. doi: 10.3866/PKU.WHXB201304021 shu
Citation:  CAO Jia, WANG Wen-Liang, GAO Lou-Jun, FU Feng. Mechanism and Thermodynamic Properties of CH3SO3 Decomposition[J]. Acta Physico-Chimica Sinica, 2013, 29(06): 1161-1167. doi: 10.3866/PKU.WHXB201304021 shu

CH3SO3裂解反应的机理和热力学性质

  • 基金项目:

    国家自然科学基金(21173139) (21173139)

    陕西省教育厅科学研究计划(2013JK0667)资助项目 (2013JK0667)

摘要:

在G3XMP2//B3LYP/6-311+G(3df,2p)水平上对CH3SO3裂解反应的机理进行了研究, 获得了6 条通道(10 条路径), 并构建了其势能剖面. 同时采用单分子反应理论计算了各个通道在温度200-3000 K区间的速率常数. 研究结果表明, 在计算温度范围内, CH3SO3裂解反应的主产物为P1(CH3+SO3), 产物P2(CH3O+SO2)和P3(HCHO+HOSO)仅在温度大于3000 K时对总产物有贡献, 而产物P4(CHSO2+H2O), P5(CH2SO3+H)和P6(CHSO3+H2)贡献相对较少. 将裂解反应总的速率常数拟合为ktotal=1.40×1012T0.15exp(7831.58/T). 此外, 根据统计热力学原理, 预测了所有物种的生成焓(DfHΘ298 K, DfH0 K), 熵(SΘ298 K)和热容(Cp, 298-2000 K), 计算的结果与实验值较接近.

English

    1. [1]

      (1) Zhang, Q. Z.; Sun, T. L.; Zhou, X. H.;Wang,W. X. Chem. Phys.Lett. 2005, 414, 316. doi: 10.1016/j.cplett.2005.08.084

      (1) Zhang, Q. Z.; Sun, T. L.; Zhou, X. H.;Wang,W. X. Chem. Phys.Lett. 2005, 414, 316. doi: 10.1016/j.cplett.2005.08.084

    2. [2]

      (2) Tsai, I. C.; Chen, J. P.; Lin, P. Y.;Wang,W. C.; Isaksen, S. A.Chem. Phys. 2010, 10, 3693.(2) Tsai, I. C.; Chen, J. P.; Lin, P. Y.;Wang,W. C.; Isaksen, S. A.Chem. Phys. 2010, 10, 3693.

    3. [3]

      (3) Cerru, F. G.; Kronenburg, A.; Lindstedt, R. P. Proc. Combust.Inst. 2005, 30, 1227. doi: 10.1016/j.proci.2004.08.083(3) Cerru, F. G.; Kronenburg, A.; Lindstedt, R. P. Proc. Combust.Inst. 2005, 30, 1227. doi: 10.1016/j.proci.2004.08.083

    4. [4]

      (4) Librando, V.; Tringali, G.; Hjorth, J.; Coluccia, S. Environ.Pollut. 2004, 127, 403. doi: 10.1016/j.envpol.2003.08.003(4) Librando, V.; Tringali, G.; Hjorth, J.; Coluccia, S. Environ.Pollut. 2004, 127, 403. doi: 10.1016/j.envpol.2003.08.003

    5. [5]

      (5) Barnes, I.; Hjorth, J.; Mihalopoulos, N. Chem. Rev. 2006, 106,940. doi: 10.1021/cr020529+(5) Barnes, I.; Hjorth, J.; Mihalopoulos, N. Chem. Rev. 2006, 106,940. doi: 10.1021/cr020529+

    6. [6]

      (6) Ray, A.; Vassalli, I.; Laverdet, G.; Le Bras, G. J. Phys. Chem.1996, 100, 8895. doi: 10.1021/jp9600120(6) Ray, A.; Vassalli, I.; Laverdet, G.; Le Bras, G. J. Phys. Chem.1996, 100, 8895. doi: 10.1021/jp9600120

    7. [7]

      (7) Arsene, C.; Barnes, I.; Becker, K. H.; Mocanu, R. Atmos.Environ. 2001, 35, 3769. doi: 10.1016/S1352-2310(01)00168-6(7) Arsene, C.; Barnes, I.; Becker, K. H.; Mocanu, R. Atmos.Environ. 2001, 35, 3769. doi: 10.1016/S1352-2310(01)00168-6

    8. [8]

      (8) Patroescu, I. V.; Barnes, I.; Becker, K. H.; Mihalopoulos, N.Atmos. Environ. 1998, 33, 25. doi: 10.1016/S1352-2310(98)00120-4(8) Patroescu, I. V.; Barnes, I.; Becker, K. H.; Mihalopoulos, N.Atmos. Environ. 1998, 33, 25. doi: 10.1016/S1352-2310(98)00120-4

    9. [9]

      (9) Salta, Z.; Kosmas, A. M.; Lesar, A. Comput. Theor. Chem. 2012,1001, 67.(9) Salta, Z.; Kosmas, A. M.; Lesar, A. Comput. Theor. Chem. 2012,1001, 67.

    10. [10]

      (10) Wang, X. J.; Long, M. Acta Phys. -Chim. Sin. 2012, 28, 2581.[王秀军, 龙汨. 物理化学学报, 2012, 28, 2581.] doi: 10.3866/PKU.WHXB201207172(10) Wang, X. J.; Long, M. Acta Phys. -Chim. Sin. 2012, 28, 2581.[王秀军, 龙汨. 物理化学学报, 2012, 28, 2581.] doi: 10.3866/PKU.WHXB201207172

    11. [11]

      (11) Becke, A. D. J. Chem. Phys. 1993, 98, 5648. doi: 10.1063/1.464913(11) Becke, A. D. J. Chem. Phys. 1993, 98, 5648. doi: 10.1063/1.464913

    12. [12]

      (12) Lee, C.; Yang,W.; Parr, R. G. Phys. Rev. B 1988, 37, 785.doi: 10.1103/PhysRevB.37.785(12) Lee, C.; Yang,W.; Parr, R. G. Phys. Rev. B 1988, 37, 785.doi: 10.1103/PhysRevB.37.785

    13. [13]

      (13) Miehlich, B.; Savin, A.; Stoll, H.; Preuss, H. Chem. Phys. Lett.1989, 157, 200. doi: 10.1016/0009-2614(89)87234-3(13) Miehlich, B.; Savin, A.; Stoll, H.; Preuss, H. Chem. Phys. Lett.1989, 157, 200. doi: 10.1016/0009-2614(89)87234-3

    14. [14]

      (14) Curtiss, L. A.; Redfern, P. C.; Raghavachari, K.; Rassolov, V.;Pople, J. A. J. Chem. Phys. 1999, 110, 4703. doi: 10.1063/1.478385(14) Curtiss, L. A.; Redfern, P. C.; Raghavachari, K.; Rassolov, V.;Pople, J. A. J. Chem. Phys. 1999, 110, 4703. doi: 10.1063/1.478385

    15. [15]

      (15) Curtiss, L. A.; Redfern, P. C.; Raghavachari, K.; Pople, J. A.J. Chem. Phys. 2001, 114, 108.(15) Curtiss, L. A.; Redfern, P. C.; Raghavachari, K.; Pople, J. A.J. Chem. Phys. 2001, 114, 108.

    16. [16]

      (16) Frisch, M. J.; Trucks, G.W.; Schlegel, H. B.; et al. Gaussian 03,Revision C.02; Gaussian Inc.:Wallingford, CT, 2004.(16) Frisch, M. J.; Trucks, G.W.; Schlegel, H. B.; et al. Gaussian 03,Revision C.02; Gaussian Inc.:Wallingford, CT, 2004.

    17. [17]

      (17) Barker, J. R.; lden, D. M. Chem. Rev. 2003, 103, 4577.doi: 10.1021/cr020655d(17) Barker, J. R.; lden, D. M. Chem. Rev. 2003, 103, 4577.doi: 10.1021/cr020655d

    18. [18]

      (18) Miller, J. A.; Klippenstein, S. J. J. Phys. Chem. A 2006, 110,10528. doi: 10.1021/jp062693x(18) Miller, J. A.; Klippenstein, S. J. J. Phys. Chem. A 2006, 110,10528. doi: 10.1021/jp062693x

    19. [19]

      (19) Zhang, S.W.; Truong. T. N. VKLab, Version 1.0; University ofUtah: Utah, 2001.(19) Zhang, S.W.; Truong. T. N. VKLab, Version 1.0; University ofUtah: Utah, 2001.

    20. [20]

      (20) Duncan,W. T.; Bell, R. L.; Truong, T. N. J. Comput. Chem.1998, 19, 1039.(20) Duncan,W. T.; Bell, R. L.; Truong, T. N. J. Comput. Chem.1998, 19, 1039.

    21. [21]

      (21) Curtiss, L. A.; Raghavachari, K.; Redfern, P. C.; Pople, J. A.J. Chem. Phys. 1997, 106, 1063. doi: 10.1063/1.473182(21) Curtiss, L. A.; Raghavachari, K.; Redfern, P. C.; Pople, J. A.J. Chem. Phys. 1997, 106, 1063. doi: 10.1063/1.473182

    22. [22]

      (22) Ga Silva, G.; Bozzelli, J.W. J. Phys. Chem. A 2009, 113, 6979.doi: 10.1021/jp902458d(22) Ga Silva, G.; Bozzelli, J.W. J. Phys. Chem. A 2009, 113, 6979.doi: 10.1021/jp902458d

    23. [23]

      (23) Barker, J. R.; Ortiz, F.; Lawrence, J. M. P.; et al. Multiwell,Revision 2010; University of Michigan: Ann Arbor, MI, 2010.(23) Barker, J. R.; Ortiz, F.; Lawrence, J. M. P.; et al. Multiwell,Revision 2010; University of Michigan: Ann Arbor, MI, 2010.

    24. [24]

      (24) Barker, J. R. Int. J. Chem. Kinet. 2001, 33, 232.(24) Barker, J. R. Int. J. Chem. Kinet. 2001, 33, 232.

    25. [25]

      (25) Barker, J. R. Int. J. Chem. Kinet. 2009, 41, 748. doi: 10.1002/kin.v41:12(25) Barker, J. R. Int. J. Chem. Kinet. 2009, 41, 748. doi: 10.1002/kin.v41:12

    26. [26]

      (26) Russell, D.; Johnson, III. NIST Computational ChemistryComparison and Benchmark Database Number 101 Release15b, August 2011. http://cccbdb.nist. v/(accessed Oct 27,2012).(26) Russell, D.; Johnson, III. NIST Computational ChemistryComparison and Benchmark Database Number 101 Release15b, August 2011. http://cccbdb.nist. v/(accessed Oct 27,2012).

    27. [27]

      (27) Hoy, A. R.; Bunker, P. R. J. Mol. Spectrosc. 1979, 74, 1.doi: 10.1016/0022-2852(79)90019-5(27) Hoy, A. R.; Bunker, P. R. J. Mol. Spectrosc. 1979, 74, 1.doi: 10.1016/0022-2852(79)90019-5

    28. [28]

      (28) Jackels, C. F. J. Chem. Phys. 1982, 76, 505. doi: 10.1063/1.442752(28) Jackels, C. F. J. Chem. Phys. 1982, 76, 505. doi: 10.1063/1.442752

    29. [29]

      (29) Ruscic, B.; Boggs, J. E.; Burcat, A.; Csaszar, A. G.; Demaison,J.; Janoschek, R.; Martin, J. M. L.; Morton, M. L.; Rossi, M. J.J.; Stanton, F.; Szalay, P. G.;Westmoreland, P. R.; Zabel, F.;Berces, T. J. Phys. Chem. Ref. Data 2005, 34, 573.doi: 10.1063/1.1724828(29) Ruscic, B.; Boggs, J. E.; Burcat, A.; Csaszar, A. G.; Demaison,J.; Janoschek, R.; Martin, J. M. L.; Morton, M. L.; Rossi, M. J.J.; Stanton, F.; Szalay, P. G.;Westmoreland, P. R.; Zabel, F.;Berces, T. J. Phys. Chem. Ref. Data 2005, 34, 573.doi: 10.1063/1.1724828

    30. [30]

      (30) Ruscic, B.; Pinzon, R. E.; Morton, M. L.; Srinivasan, N. K.; Su,M. C.; Sutherland, J.W.; Michael, J. V. J. Phys. Chem. A 2006,110, 6592. doi: 10.1021/jp056311j(30) Ruscic, B.; Pinzon, R. E.; Morton, M. L.; Srinivasan, N. K.; Su,M. C.; Sutherland, J.W.; Michael, J. V. J. Phys. Chem. A 2006,110, 6592. doi: 10.1021/jp056311j

    31. [31]

      (31) Wheeler, S. E.; Schaefer, H. F., III. J. Phys. Chem. A 2009, 113,6779. doi: 10.1021/jp9029387

      (31) Wheeler, S. E.; Schaefer, H. F., III. J. Phys. Chem. A 2009, 113,6779. doi: 10.1021/jp9029387

  • 加载中
计量
  • PDF下载量:  664
  • 文章访问数:  1265
  • HTML全文浏览量:  76
文章相关
  • 发布日期:  2013-05-17
  • 收稿日期:  2012-12-17
  • 网络出版日期:  2013-04-02
通讯作者: 陈斌, bchen63@163.com
  • 1. 

    沈阳化工大学材料科学与工程学院 沈阳 110142

  1. 本站搜索
  2. 百度学术搜索
  3. 万方数据库搜索
  4. CNKI搜索

/

返回文章