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脱羧反应(参照材料)

脱羧反应(参照材料)
脱羧反应(参照材料)

脱酸反应

羧酸分子脱去羧基 (一COOH)放出二氧化碳的反应叫脱羧反应:

R-COOH→RH+CO?

脱羧反应是有机化学的一类重要反应,随着研究的不断深入 , 对不同脱羧反应的机理与调控途径有了更细微的了解 ,脱羧反应的

应用也越来越广,现已广泛地应用于化工、生物、医药、食品等领域。

脱羧反应之所以能够发生 ,是由其分子结构决定的。一般情况下 ,羧酸中的羧基较为稳定 ,不易发生脱羧反应 ,但在特殊条件下 ,羧酸能脱去羧基(失去二氧化碳) 而生成烃。

一、从分子结构来分析脱羧反应为什么能够发生

在羧酸分子中,羧基中的碳原子是 SP2杂化的,它的三个 SP2杂化轨道分别与烃基及两个氧原子形成三个σ键,这三个σ键同在一个平面上,碳原子剩下的一个 P电子与氧原子的一个 P电子形成了羰基 ( )中的π键,羧基中的一OH的氧上有一对孤电子,可与羰基上的π键形成 P一π共轭体系。

羧基的结构羧基负离子的结构

由于 P一π共轭效应,OH的氧原子的电子云向羰基移动,增强了0一H键的极性,有利于氢原子的离解,使羧酸比醇酸性强。当羧

基上的H离解后,P一π共轭作用更加完全,两个C一0键的键长完全平均化,羧酸根负离子更加稳定。

从上可见,羧酸分子结构的一个特点是:具有 P一π共轭效应

的是比较稳定的部分,当受热时可以作为CO2整体脱去。

CO2脱去后,中心碳原子转为SP杂化,碳原子的两个SP杂化轨道分别与两个氧原子形成两个σ键,分子呈直线型,碳原子以未参与杂化的两个P轨道,分别与两个氧原子的 P轨道形成两个四电子三中心大π键(π43)。这是一个非常稳定的结构。从热力学的观点看,越稳定的越容易形成,所以脱羧反应能够发生。

脱羧反应的共价键断裂有两种方式:一种是异裂,即反应按离子型反应历程进行;一种是均裂,即反应按游离基型反应历程进行。

1、离子型反应历程

大多数脱羧反应属于离子型反应历程。有实验表明:这类脱羧反应属于单分子反应。反应过程大致为:羧酸先离解生成羧酸根负离子

和氢离子,羧基负离子()具有一个π43键一并且是一个

供电的基团,使共价键发生异裂,生成烃基负离子并释放出CO2 ,最后烃基负离子获得氢离子使反应完成。

反应速率决定于慢的第一步。如果羧酸的α一碳上连有卤素、硝基、羰基、羧基等吸电子基团,生成的负离子中间体由于负电荷得到分散而趋于稳定,脱羧反应便容易发生;如果羧酸的α一碳上连有供电子基团,负离子中间体便更不稳定,脱羧反应更难发生。

加碱可以促进羧酸电离,增大羧酸根离子浓度,因而可以增大脱羧反应速率,所以很多脱羧反应用碱作催化剂。

2、游离基型反应历程

游离基型反应历程的特点是:先通过一定方法产生羧酸根游离基,羧酸根游离基的结构特点是:(1)与羧酸根负离子一样,它是具有一个较完全的P一π共轭体系(π43),这个体系在羧酸根游离基中是相对独立和稳定的部分,因此它也容易作为一个整体而脱去;

(2)R—C OO·的共价键通过均裂而断裂时,不需要发生电子转移,因此它比羧酸根负离子更易放出 CO2。所以,一般是羧酸根游离基一旦生成,便立即放出 CO2(脱羧)

二、一些典型的脱羧途径和技术

1、热化学脱羧

一般的脱羧反应不需要特殊的催化剂 ,而是在以下的条件下进行的: (1) 加热; (2) 碱性条件 ; (3) 加热和碱性条件共存。最常用的脱羧方法是将羧酸的钠盐与碱石灰( CaO + NaO H) 或固体氢氧化钠加热 ,发生脱羧反应 ,即-COONa被H原子取代 ,生成比羧酸钠盐少一个碳原子的烷烃。反应式如下:

实验室常用无水醋酸钠和碱石灰混合加热乙酸进行脱羧反应制取甲烷 ,脱羧的反应机理是羧酸根首先脱羧,生成二氧化碳和甲基负离子(-CH3-),甲基负离子是一个活性较强的碱 ,可夺取水中的氢,生成甲烷。在石油工业中 ,高酸原油中的石油酸主要成分为环烷酸 ,它对石油加工等产生很大影响 ,所以一般炼油企业在加工高酸原油之前要先将其中的环烷酸脱羧。石油酸中的羧基在300 ℃以上发生热裂解反应脱羧 ,转化成烃类物质 ,其相对分子质量越大,分解温度也越高。可见,温度是影响此脱羧反应的主要因素。但是对一般的脂肪酸 ,特别是长链的脂肪酸,由于反应温度太高,碳链发生断裂,脱羧产率低,加之不易分离,所以一般不用这类反应来制备烷烃。但是若脂肪酸的α-碳原子上带有吸电子基团如硝基、卤素、羰基等时,则使得脱羧容易而且产率也高,但是它们的反应历程不完全一样。

2、光 - 电化学脱羧

光化学脱羧是利用 N-羟基二氢吡啶硫酮及 N-酰氧基邻苯二甲酰亚胺等试剂与相应的羧酸生成活性中间体,然后进行光解,再在适当还原剂存在下发生还原性脱羧而得到相应的烃。此类反应条件温和、收率高。另外 ,还有珀脱法脱羧 ,例如在四乙酸铅、I2 和Cl4 存在及光照下脱羧生成碘化烃。

电化学脱羧:柯尔伯( H. Kolbe) 电解反应 ,可能是自由基反应 ,即脂肪酸的钠盐或钾盐的浓溶液进行电解 ,羧酸根负离子在阳极上失去一个电子 ,转变为相应的自由基 ,后者脱去二氧化碳成为烃基自由基 ,两个烃基自由基偶联从而生成烃类 ,反应机制如下:

该类反应一般用铂制成电极,使用高浓度的羧酸钠盐,在中性或弱酸性溶液中进行电解。只要选择良好的电极材料及适当的电流密度 ,控制好羧酸盐的浓度 ,脱羧反应可很快进行。电化学脱羧反应使用的化学试剂少,对环境污染小。

合成应用:

○1偶合

利用电解脱梭反应生成的自由基共聚偶合或交叉偶合可以合成出较高级的烃。已经工业化的二甲基癸二酸酷的电合成是共聚偶合的一个例子:

高分子材料化学基础知识试题

《高分子材料化学基本知识》 试题部分: 一、单选题 1)基本难度(共24题) 1.在烷烃的自由基取代反应中,不同类型的氢被取代活性最大的是()。 A、一级 B、二级 C、三级 D、都不是 2.引起烷烃构象异构的原因是()。 A、分子中的双键旋转受阻 B、分子中的单双键共轭 C、分子中有双键 D、分子中的两个碳原子围绕C—C单键作相对旋转 3.下列物质通入三氯化铁溶液显色的是()。 A、苯甲酸 B、苯甲醇 C、苯酚 D、甲苯 试剂指的是()。 A、R-Mg-X B、R-Li C、R2CuLi D、R-Zn-X 5.下列能进行Cannizzaro(康尼查罗)反应的化合物是()。 A、丙醛 B、乙醛 C、甲醛 D、丙酮. 6.下列化合物中不能使溴水褪色的是()。 A、丙烯 B、丙炔 C、丙烷 D、环丙烷 7.下列不属于邻、对位定位基的是()。 A、甲基 B、氨基 C、卤素 D、硝基 8.下列化合物可以和托伦试剂发生反应的是()。 A、CH3CH2OH B、CH3COOH C、CH3CHO D、CH3COCH3 9.脂肪胺中与亚硝酸反应能够放出氮气的是()。 A、季胺盐 B、叔胺 C、仲胺 D、伯胺 10.下列化合物进行硝化反应时最容易的是( )。 A、苯 B、硝基苯 C、甲苯 D、氯苯 11.涤纶是属于下列哪一类聚合物() A、聚酯 B、聚醚 C、聚酰胺 D、聚烯烃 12.吡啶和强的亲核试剂作用时发生什么反应() A、-取代 B、-取代 C、环破裂 D、不发生反应 13.盖布瑞尔合成法可用来合成下列哪种化合物( ) A、纯伯胺 B、纯仲胺 C、伯醇 D、混合醚 14.尼龙-66是下列哪组物质的聚合物( ) A、己二酸与己二胺 B、己内酰胺 C、对苯二甲酸与乙二醇 D、苯烯 15.下列有机物命名正确的是() A、2,2,3-三甲基丁烷 B、2-乙基戊烷 C、2-甲基-1-丁炔 D、2,2-甲基-1-丁烯 16.一对单体共聚时,r1=1,r2=1,其共聚行为是() A、理想共聚 B、交替共聚 C、恒比点共聚 D、非理想共聚

化学平衡状态

考纲要求 1.了解化学反应的可逆性及化学平衡的建立。2.掌握化学平衡的特征。3.理解外界条件(浓度、温度、压强、催化剂等)对化学平衡的影响,能用相关理论解释其一般规律。 考点一可逆反应与化学平衡建立 1.可逆反应 (1)定义 在同一条件下既可以向正反应方向进行,同时又可以向逆反应方向进行的化学反应。 (2)特点 ①二同:a.相同条件下;b.正、逆反应同时进行。 ②一小:反应物与生成物同时存在;任一组分的转化率都小于(填“大于”或“小于”)100%。 (3)表示 在方程式中用“”表示。 2.化学平衡状态 (1)概念 一定条件下的可逆反应中,正反应速率与逆反应速率相等,反应体系中所有参加反应的物质的质量或浓度保持不变的状态。 (2)化学平衡的建立

(3)平衡特点 深度思考 1.正误判断,正确的打“√”,错误的打“×” (1)2H2O电解 2H2↑+O2↑为可逆反应( ) 点燃 (2)可逆反应不等同于可逆过程。可逆过程包括物理变化和化学变化,而可逆反应属于化学变化( ) (3)化学反应达到化学平衡状态时正、逆反应速率相等,是指同一物质的消耗速率和生成速率相等,若用不同物质表示时,反应速率不一定相等( ) (4)一个可逆反应达到的平衡状态就是这个反应在该条件下所能达到的限度( ) 2SO3(g) ΔH=2.向含有2 mol的SO2的容器中通入过量氧气发生2SO2(g)+O2(g)催化剂 加热 -Q kJ·mol-1(Q>0),充分反应后生成SO3的物质的量 2 mol(填“<”、“>”或“=”,下同),SO2的物质的量 0 mol,转化率 100%,反应放出的热量Q kJ。 题组一极端假设,界定范围,突破判断 1.一定条件下,对于可逆反应X(g)+3Y(g)2Z(g),若X、Y、Z的起始浓度分别为c1、c2、c3(均不为零),达到平衡时,X、Y、Z的浓度分别为mol·L-1、mol·L-1、mol·L-1,

反应堆材料(题库)

1反应堆分类:按中子能量分按形势分按燃料分:按冷却剂慢化剂分:按用途分: 2压水堆的组成:3一回路系统:二回路系统内有 4压水堆堆堆芯设计要求:5压水堆本体结构: 6.压水堆堆芯结构: 7燃料管理分区布置及富集度:1区:;2区;3区 可燃毒物组件的结构和作用: 8反应堆压力容器的作用9压力容器选材原则: 10反应堆压力容器压力容器本体结构:反应堆容器顶盖结构: 12压力容器失效形成延性断裂:脆性断裂:13堆内结构的定义: 14堆内构件的主要功能:15下部支撑结构的组成: 16热屏蔽的原因方法改进:17上部支撑结构的作用和组成作用: 18核燃料组件结构:19燃料元件棒组成:燃料芯块结构特点: 20燃料芯块的氢脆效应原因:21核燃料组件“骨架”结构: 22控制棒组件:23星型架: 24控制棒组件的材料:黑棒(吸收剂棒):灰棒(不锈钢棒):黑棒束:灰棒束: 24.1堆芯相关组件包括:每一种组件都包括: 25中子源组件主要作用:初级中子源组件特点:次级中子源组件特点: 26阻力塞组件作用:27控制棒驱动机构组成: 28控制棒驱动机构采用三线圈电磁步进式,其优点:弹棒事故: 29控制棒驱动机构运行说明:提升:下降: 30沸水堆结构特点(与压水堆相比):31沸水堆反应堆壳体内装有组件: 32沸水堆控制棒的结构特点:35 CANDU与 PWR堆芯设计差别: 33高温气冷堆的涂敷颗粒:BISO颗粒:TRISO颗粒: 36反应堆内辐照来源:37γ射线与物质作用原理: 38中子辐照损伤原理: 热中子与固体物质相互作用:快中子与固体物质相互作用: 39什么是核燃料:核燃料的基本要求:常用的是固体燃料,包括:金属型燃料:陶瓷型燃料:40慢化剂设计要求:常用类型:41冷却剂的功用,性能要求:常用的液态冷却剂有 42结构材料分类: 43比较几种包壳材料特点和应用领域: (铝镁及其合金)(锆合金)(不锈钢) 44控制材料的要求:常用的控制材料是 1

高分子材料化学重点知识点总结只是分享

第一章水溶性高分子 水溶性高分子的性能:水溶性;2.增黏性;3.成膜性;4.表面活性剂功能;5.絮凝功能;6.粘接作用。 造纸行业中的水溶性高分子:(1)聚丙烯酰胺:1)分子量小于100万:主要用于纸浆分散剂;2)分子量在100万和500万之间:主要用于纸张增强剂;3)分子量大于500万:造纸废水絮凝剂(超高分子量);(2)聚氧化乙烯:用作纸浆长纤维分散剂,用作餐巾纸、手帕纸、茶叶袋滤纸,湿强度很高;(3)聚乙烯醇:强粘结力和成膜性;用作涂布纸的颜料粘合剂;纸张施胶剂;纸张再湿性粘合剂。 日用品、化妆品行业中的水溶性高分子:对乳化或悬浮状态的分散体系起稳定作用,另外具有增稠、成膜、粘合、保湿功能等。 壳聚糖:优良的生物相容性和成膜性;显著的美白效果;修饰皮肤及刺激细胞再生的功能水处理行业中的水溶性高分子:(1)聚天冬氨酸(掌握其一):1)以天冬氨酸为原料:(方程式);2)以马来酸酐为原料:(方程式);特点:生物降解性好;可用于高热和高钙水。1996年Donlar公司获美国总统绿色化学挑战奖;(2)聚环氧琥珀酸(方程式)特点:无磷、无氮,不会引起水体的富营养化。 第二章、离子交换树脂 离子交换树脂的结构与性能要求:(1)结构要求:1)其骨架或载体是交联聚合物,2)聚合物链上含有可以离子化的功能基。(2)性能要求:a、一定的机械强度;b、高的热稳定性、化学稳定性和渗透稳定性;c、足够的亲水性;d、高的比表面积和交换容量;e、合适的粒径分布。 离子交换树脂的分类:(1)按照树脂的孔结构可以分为凝胶型(不含不参与聚合反应的其它物质,透明)和大孔型(含有不参与聚合反应物质,不透明)。(2)根据所交换离子的类型:阳离子交换树脂(-SO3H);阴离子交换树脂(-N+R3Cl-);两性离子交换树脂 离子交换树脂的制备:(1)聚苯乙烯型:(方程式) 离子交换树脂的选择性:高价离子,大半径离子优先 离子交换树脂的再生:a. 钠型强酸型阳离子交换树脂可用10%NaCl溶液再生;b. OH型强碱型阴离子交换树脂则用4%NaOH溶液再生。 离子交换树脂在水处理中的用:(1)水的软化;(2)水的脱盐。 第三章、高吸液树脂 淀粉接枝聚丙烯腈(丙烯酸) 改性淀粉类高吸水性树脂特点:优点:1)原料来源丰富,2)产品吸水倍率较高,通常都在千倍以上。缺点:1)吸水后凝胶强度低,2)保水性差,3)易受细菌等微生物分解而失去吸水、保水作用。 纤维素类高吸水性树脂的特点:优点:1)原料来源丰富,2)吸水后凝胶强度高。缺点:1)吸水能力比较低,2)易受细菌等微生物分解而失去吸水、保水作用。 壳聚糖类:壳聚糖类高吸水树脂具有好的耐霉变性。 聚丙烯酸型高吸水树脂:(1)丙烯酸直接聚合法:由于强烈的氢键作用,体系粘度大,自动加速效应明显,反应较难控制。(2)聚丙烯腈水解法:可用于废腈纶丝的回收利用,来制备高吸水纤维。(3)聚丙烯酸酯水解法:丙烯酸酯品种多样,反应易控制 聚乙烯醇型高吸水树脂:初期吸水速度较快,耐热性和保水性都较好 高吸水性树脂的吸水机制:亲水作用(亲水性基团);渗透压作用(可离子化基团);束缚作用(高分子网格)

反应堆结构与核燃料

第四章反应堆结构与核燃料 反应堆是核电站中的热源,其内部装有可以进行可控链式核反应的核燃料,源源不断地释放出能量。核反应产生的热能通过载热剂传给汽轮机作功,汽轮机带动发电机,产生的电能被输送到电网。 反应堆由堆芯、压力容器、上部堆内构件和下部堆内构件等几部分组成。反应堆安置在反应堆厂房(也称为安全壳)的正中,它的六条进出口接管管嘴支撑在作为一次屏蔽的混凝土坑(即堆坑)内,而堆坑位于一个大约10米深的反应堆换料水池的底部。参见图4.1。 图4.1 反应堆位置 - 35 -

- 36 - 图4.2 反应堆剖面图

- 37 - 图4.2是压水堆的结构简图,它可分为以下四部分: ● 反应堆堆芯 ● 堆内构件 ● 反应堆压力容器和顶盖 ● 控制棒驱动机构 4.1 反应堆堆芯 4.1.1 堆芯布置 核反应堆的堆芯位于压力容器中心,由157个几何形状及机械结构完全相同的燃料组件构成,核反应区高3.65m ,等效直径3.04m 。燃料核裂变释放出来的核能立即转变成热能,并由冷却剂导出。 在典型的燃料管理方案中,初始堆芯按燃料组件浓缩度分成三个区。所谓燃料浓缩度也称富集度或丰度,是指燃料中235U 同位素在铀的总量中所占比例。在堆芯外区放置浓缩度高的燃料组件,浓缩度较低的燃料组件则以棋盘状排列在堆芯的内区,如图4.3所示。 通常每年进行一次换料,更换约三分之一燃料组件,称为一个燃料循环。换料原则是将燃耗最深的燃料组件取走,在外区加入新燃料组件,而其余组件在堆芯中央重新布置,使功率分布尽可能均匀。在第六循环之前新加入燃料的浓缩度均为3.25%。为满足不断增长的发电需求,从第七循环开始新换燃料的富集度改为3.7% 。按照规划,今后还将采用长燃耗循环,即18个月换料方式,届时新换燃料的富集度将提高到4.45% 。 图4.3 堆芯分区布置(第一循环)

高分子材料化学基本知识

《高分子材料化学基本知识》 试题部分:一、单选题 1)基本难度(共24题) 1.在烷烃的自由基取代反应中,不同类型的氢被取代活性最大的是()。 A、一级 B、二级 C、三级 D、都不是 2.引起烷烃构象异构的原因是()。 A、分子中的双键旋转受阻 B、分子中的单双键共轭 C、分子中有双键 D、分子中的两个碳原子围绕C—C单键作相对旋转 3.下列物质通入三氯化铁溶液显色的是()。 A、苯甲酸 B、苯甲醇 C、苯酚 D、甲苯 4.Grignard试剂指的是()。 A、R-Mg-X B、R-Li C、R2CuLi D、R-Zn-X 5.下列能进行Cannizzaro(康尼查罗)反应的化合物是()。 A、丙醛 B、乙醛 C、甲醛 D、丙酮. 6.下列化合物中不能使溴水褪色的是()。 A、丙烯 B、丙炔 C、丙烷 D、环丙烷 7.下列不属于邻、对位定位基的是()。 A、甲基 B、氨基 C、卤素 D、硝基 8.下列化合物可以和托伦试剂发生反应的是()。 A、CH3CH2OH B、CH3COOH C、CH3CHO D、CH3COCH3 9.脂肪胺中与亚硝酸反应能够放出氮气的是()。 A、季胺盐 B、叔胺 C、仲胺 D、伯胺 10.下列化合物进行硝化反应时最容易的是 ( )。 A、苯 B、硝基苯 C、甲苯 D、氯苯 11.涤纶是属于下列哪一类聚合物?() A、聚酯 B、聚醚 C、聚酰胺 D、聚烯烃 12.吡啶和强的亲核试剂作用时发生什么反应?() A、-取代 B、-取代 C、环破裂 D、不发生反应 13.盖布瑞尔合成法可用来合成下列哪种化合物? ( ) A、纯伯胺 B、纯仲胺 C、伯醇 D、混合醚 14.尼龙-66是下列哪组物质的聚合物? ( ) A、己二酸与己二胺 B、己内酰胺 C、对苯二甲酸与乙二醇 D、苯烯 15.下列有机物命名正确的是() A、2,2,3-三甲基丁烷 B、2-乙基戊烷 C、2-甲基-1-丁炔 D、2,2-甲基-1-丁烯 16.一对单体共聚时,r1=1,r2=1,其共聚行为是()? A、理想共聚 B、交替共聚 C、恒比点共聚 D、非理想共聚 17.在缩聚反应的实施方法中对于单体官能团配比等物质量和单体纯度要求不是很严格的缩聚是()。 A、熔融缩聚 B、溶液缩聚 C、界面缩聚 D、固相缩聚 18.下列哪种物质不是聚合物?() A、葡萄糖 B、聚乙烯 C、纤维素 D、胰岛素 19.单体含有下列哪种官能团时不能进行缩聚反应()? A、-COOH B、-NH2 C、-OH D、-NO2 20.下列哪种物质不能作为阳离子聚合的引发剂()。 A、正碳离子盐 B、有机碱金属 C、质子酸 D、路易斯酸 21.苯醌是常用的分子型阻聚剂,一般用单体的百分之几就能达到阻聚效果()。 A、1.0%-0.5% B、1.0%-2.0% C、2.0%-5.0% D、0.1%-0.001% 22.下列哪种物质不是高效阻聚剂()。

反应堆结构与材料重点

1反应堆分类:按中子能量分:快中子堆中能中子堆慢中子堆按形势分:非均匀堆均匀堆按燃料分:钍堆浓缩铀堆天然铀堆按冷却剂慢化剂分:熔盐堆有机堆沸水堆(轻水堆)压水堆重水堆石墨气冷堆石墨冷水堆按用途分:研究堆生产堆动力堆生产动力堆 2压水堆的组成:压水堆主要由核反应堆,一回路系统,二回路系统,其他辅助系统组成 3 PWR堆堆芯设计要求:堆芯功率分布应尽量均匀,以便使堆芯有最大的功率输出;尽量减小堆芯内不必要的中子吸收材料,以提高中子经济性;有最佳的冷却剂流量分配和最小的流量阻力;有较长的堆芯寿命,以适当减少换料操作次数;堆芯结构紧凑,换料操作简单便。 4 1,2回路厂房中设备系统一回路厂房也就是反应堆安全壳,为一个立式圆柱状半球型顶盖或球型建筑物内径约30-40米,高约为60-70米,内有反应堆,主循环泵,稳压器,汽发生器和相应的管道阀门以及其他辅助设备组成的一回路系统。二回路厂房与普通火电厂的汽轮机发电机组厂房相似,内有汽轮机发电机,凝汽器,凝结水泵,低压回水加热器,高压回水加热器,除氧器,给水泵,汽水分离再热器,主蒸汽管道有关的辅助设备组成的二 5 压水堆本体结构:堆芯,压力容器,堆内构件,堆芯组件和控制棒驱动机构组成 6 PWR堆芯结构:核燃料组件,控制棒组件,固体可燃毒物,固体中子源和阻力塞组件等。 7 可燃毒物组件的结构和作用:只用于第一燃料循环的全新堆芯,用于控制堆芯的初始反应性,功能是降低冷却剂水中的硼浓度,保持慢化剂负温度系数,可燃毒物棒为装在304 型不锈钢包壳管内的一根硼玻璃管(B2O3+SiO2)硼玻璃管在内径全长还用薄壁304型不锈钢管状内衬支撑,包壳管两端堵塞并施密封焊,内外包壳之间留有足够气隙空间,以容纳放出的氦气,限制其内压小于反应堆运行压力,将可燃毒物棒固定在压紧组件上就构成可燃毒物组件 8 压力容器原材原则:材料具备高度的完整性;具有适当的强度足够的韧性;导热性能好;便于加工制造,成本低廉;具有低的辐照敏感性 9 压力容器本体结构:上法兰,密封台肩,一节接管段,二节堆芯包容环段,一节过渡段,一只半球形下封头组成组成。 10 反应堆容器顶盖结构:由顶盖法兰和顶盖本体焊接而成,顶盖本体为板材热锻成型,上面焊有3只吊耳,一根排气管,一块金属支撑板,控制棒驱动机构管座,热电偶管座 11 压力容器失效形成:延性断裂:机械应力超过材料的屈服应力,承载段就开始塑性变形而后断裂;;;脆性断裂:压力容器加工过程会产生微裂纹和材质不均匀性,承载后裂纹端部应力增大并可能导致裂纹扩展,在适当条件下,裂纹会无限扩展形成断裂 12 堆内结构的定义结构功能:堆内构件是指装在反应堆容器内,除了以下结构之外的所有其他构件:燃料组件,棒束控制组件,及其传动轴,可燃毒物组件,中子源组件,阻力塞组件和堆内测量仪表。由下部支撑结构(包括热中子屏蔽),堆芯上部支撑结构(包括控制棒束导向管)和压紧弹簧组成。;;;;;;;;;;;;主要功能:为冷却剂提供流道;为压内容器提供屏蔽,使其免受或少受堆芯中子辐射影响;为燃料组件提供支撑和压紧;固定监督用的辐照样品;为棒束控制棒组件和传动轴以及上下堆内测量装置提供堆内向导;平衡机械载荷和水力载荷;确保堆容器顶盖内的冷却水循环,以便顶盖保持一定温度 13 下部支撑结构的组成:堆芯吊篮组件(含堆芯支撑板);热中子屏蔽;流量分配孔板;堆芯下栅格板;堆芯围板组件;堆芯二次支撑和测量通道。 14 热屏蔽的原因方法改进:在辐照最大区域加强中子辐照防护,热屏蔽由4块不锈钢板组成不连续的圆筒形,在反应堆中心铀的4个象限位置上(0° 90° 180° 270°)用螺钉连接在堆芯吊篮外壁上,热屏还支撑辐照样品监督管。 15上部支撑结构的作用和组成作用:将堆芯组件定位、压紧、防止因冷却剂流动的水力作用使堆芯组件上移;组成控制棒驱动线的重要构件,保证控制棒对中,起导向作用,使控制棒

高分子材料化学重点知识点总结

水溶性高分子的性能:水溶性;2.增黏性;3.成膜性;4.表面活性剂功能;5.絮凝功能;6.粘接作用。 造纸行业中的水溶性高分子:(1)聚丙烯酰胺:1)分子量小于100万:主要用于纸浆分散剂;2)分子量在100万和500万之间:主要用于纸张增强剂;3)分子量大于500万:造纸废水絮凝剂(超高分子量);(2)聚氧化乙烯:用作纸浆长纤维分散剂,用作餐巾纸、手帕纸、茶叶袋滤纸,湿强度很高;(3)聚乙烯醇:强粘结力和成膜性;用作涂布纸的颜料粘合剂;纸张施胶剂;纸张再湿性粘合剂。 日用品、化妆品行业中的水溶性高分子:对乳化或悬浮状态的分散体系起稳定作用,另外具有增稠、成膜、粘合、保湿功能等。 壳聚糖:优良的生物相容性和成膜性;显著的美白效果;修饰皮肤及刺激细胞再生的功能水处理行业中的水溶性高分子:(1)聚天冬氨酸(掌握其一):1)以天冬氨酸为原料:(方程式);2)以马来酸酐为原料:(方程式);特点:生物降解性好;可用于高热和高钙水。1996年公司获美国总统绿色化学挑战奖;(2)聚环氧琥珀酸(方程式)特点:无磷、无氮,不会引起水体的富营养化。 第二章、离子交换树脂 离子交换树脂的结构与性能要求:(1)结构要求:1)其骨架或载体是交联聚合物,2)聚合物链上含有可以离子化的功能基。(2)性能要求:a、一定的机械强度;b、高的热稳定性、化学稳定性和渗透稳定性;c、足够的亲水性;d、高的比表面积和交换容量;e、合适的粒径分布。 离子交换树脂的分类:(1)按照树脂的孔结构可以分为凝胶型(不含不参与聚合反应的其它物质,透明)和大孔型(含有不参与聚合反应物质,不透明)。(2)根据所交换离子的类型:阳离子交换树脂(3H);阴离子交换树脂(3);两性离子交换树脂 离子交换树脂的制备:(1)聚苯乙烯型:(方程式) 离子交换树脂的选择性:高价离子,大半径离子优先 离子交换树脂的再生:a. 钠型强酸型阳离子交换树脂可用10溶液再生;b. 型强碱型阴离子交换树脂则用4溶液再生。 离子交换树脂在水处理中的用:(1)水的软化;(2)水的脱盐。 第三章、高吸液树脂 淀粉接枝聚丙烯腈(丙烯酸) 改性淀粉类高吸水性树脂特点:优点:1)原料来源丰富,2)产品吸水倍率较高,通常都在千倍以上。缺点:1)吸水后凝胶强度低,2)保水性差,3)易受细菌等微生物分解而失去吸水、保水作用。 纤维素类高吸水性树脂的特点:优点:1)原料来源丰富,2)吸水后凝胶强度高。缺点:1)吸水能力比较低,2)易受细菌等微生物分解而失去吸水、保水作用。 壳聚糖类:壳聚糖类高吸水树脂具有好的耐霉变性。 聚丙烯酸型高吸水树脂:(1)丙烯酸直接聚合法:由于强烈的氢键作用,体系粘度大,自动加速效应明显,反应较难控制。(2)聚丙烯腈水解法:可用于废腈纶丝的回收利用,来制备高吸水纤维。(3)聚丙烯酸酯水解法:丙烯酸酯品种多样,反应易控制 聚乙烯醇型高吸水树脂:初期吸水速度较快,耐热性和保水性都较好 高吸水性树脂的吸水机制:亲水作用(亲水性基团);渗透压作用(可离子化基团);束缚作用(高分子网格) 高吸油树脂类型及制备方法:(1)聚丙烯酸酯类(2)聚烯烃类树酯(3)丙烯酸酯和烯烃共聚物(4)聚氨酯吸油泡沫

化学平衡状态的判断标准

化学平衡状态的判断标准 1、本质: V正 = V逆 2、现象:浓度保持不变 mA(g) + nB(g) = pC(g) + qD(g) 本质:v A耗 = v A生 v B耗 = v B生 v C耗 = v C生 v D耗 = v D生 v A耗﹕ v B生 = m﹕n …… 现象:1、A、B、C、D的浓度不再改变 2、A、B、C、D的分子数不再改变。 3、A、B、C、D的百分含量不再改变。 4、A、B、C、D的转化率或生成率不再改变 5、体系温度不再改变 6、若某物质有色,体系的颜色不再改变。 引申:mA(g) + nB(g) = pC(g) + qD(g) + Q 对 m+n ≠ p+q 的反应(即反应前后气体分子数改变),还可从以下几个方面判断: 1、体系的分子总数不再改变 2、体系的平均分子量不再改变 3、若为恒容体系,体系的压强不再改变 4、若为恒压体系,体系的体积、密度不再改变 注意:以上几条对m+n = p+q的反应不成立。 以反应mA(g)+nB (g) pC(g)为例,达到平衡的标志为: A的消耗速率与A的生成速率

A的消耗速率与C的速率之比等于 B的生成速率与C的速率之比等于 A的生成速率与B的速率之比等于 例题:1、在一定温度下的恒容容器中,当下列物理量不再发生变化时,表明A(s)+3B(g) 2C(g)+D(g)已达平衡状态的是 ( ) A.混合气体的压强 B.混合气体的密度 的物质的量浓度 D.气体的总物质的量 2、在一定温度下,下列叙述不是可逆反应 A(g)+3B(g) 2C(g)+2D(s)达到平衡的标志的是:( ) ①C的生成速率与C的分解速率相等 ②单位时间内生成a molA,同时生成3a molB ③A、B、C的浓度不再变化 ④A、B、C的分压强不再变化 ⑤混合气体的总压强不再变化 ⑥混合气体的物质的量不再变化 ⑦ A、B、C、D的分子数之比为1:3:2:2 A.②⑦ B.②⑤⑦ C.①③④⑦ D.②⑤⑥⑦ 元素推断:已知A、B、C、D、E、F都是周期表中前四周期的元素,它们的核电荷数A< B<C<D<E<F。其中A、B、C是同一周期的非金属元素。化合物DC的晶体为离子晶体,D 的二价阳离子与C的阴离子具有相同的电子层结构。AC2为非极性分子。B、C的氢化物的沸

脱羧反应

脱酸反应 羧酸分子脱去羧基 (一COOH)放出二氧化碳的反应叫脱羧反应: R-COOH→RH+CO? 脱羧反应是有机化学的一类重要反应,随着研究的不断深入 , 对不同脱羧反应的机理与调控途径有了更细微的了解 ,脱羧反应的 应用也越来越广,现已广泛地应用于化工、生物、医药、食品等领域。 脱羧反应之所以能够发生 ,是由其分子结构决定的。一般情况下 ,羧酸中的羧基较为稳定 ,不易发生脱羧反应 ,但在特殊条件下 ,羧酸能脱去羧基(失去二氧化碳) 而生成烃。 一、从分子结构来分析脱羧反应为什么能够发生 在羧酸分子中,羧基中的碳原子是 SP2杂化的,它的三个 SP2杂化轨道分别与烃基及两个氧原子形成三个σ键,这三个σ键同在一个平面上,碳原子剩下的一个 P电子与氧原子的一个 P电子形成了羰基 ( )中的π键,羧基中的一OH的氧上有一对孤电子,可与羰基上的π键形成 P一π共轭体系。 羧基的结构羧基负离子的结构 由于 P一π共轭效应,OH的氧原子的电子云向羰基移动,增强了0一H键的极性,有利于氢原子的离解,使羧酸比醇酸性强。当羧

基上的H离解后,P一π共轭作用更加完全,两个C一0键的键长完全平均化,羧酸根负离子更加稳定。 从上可见,羧酸分子结构的一个特点是:具有 P一π共轭效应 的是比较稳定的部分,当受热时可以作为CO2整体脱去。 CO2脱去后,中心碳原子转为SP杂化,碳原子的两个SP杂化轨道分别与两个氧原子形成两个σ键,分子呈直线型,碳原子以未参与杂化的两个P轨道,分别与两个氧原子的 P轨道形成两个四电子三中心大π键(π43)。这是一个非常稳定的结构。从热力学的观点看,越稳定的越容易形成,所以脱羧反应能够发生。 脱羧反应的共价键断裂有两种方式:一种是异裂,即反应按离子型反应历程进行;一种是均裂,即反应按游离基型反应历程进行。 1、离子型反应历程 大多数脱羧反应属于离子型反应历程。有实验表明:这类脱羧反应属于单分子反应。反应过程大致为:羧酸先离解生成羧酸根负离子 和氢离子,羧基负离子()具有一个π43键一并且是一个 供电的基团,使共价键发生异裂,生成烃基负离子并释放出CO2 ,最后烃基负离子获得氢离子使反应完成。

化学反应平衡的判断

如何判断一个化学反应是否已达平衡,方法很多,本文总结如下,供大家参考。 一、根据化学平衡的概念: 一定条件下的可逆反应,正反应和逆反应速率相等,反应混合物中各组分的浓度保持不变的状态。 即:化学平衡的根本标志是V(正)=V(逆):一定条件下的可逆反应:某物质的消耗速率等于该物质的生成速率;说明该反应达平衡。 因为反应速率之比等于方程式的系数比。所以要描述一个可逆反应达平衡,必须一个描述正反应,一个描述逆反应,且描述的量之比等于方程式的系数比。 例1:对反应N 2+3H 2 2NH 3 而言,以下不能说明反应达平衡的是( )。 A.同一时间内消耗1 mol N 2的同时生成3 mol H 2 B.同一时间内消耗1 mol N 2的同时消耗2 mol NH 3 C.1 mol氮氮三键断裂的同时,6 mol氮氢键断裂 D.某时刻各物质的物质的量浓度相等

解:A中消耗1 mol N 2描述的是正反应,生成3 mol H 2 描述的是逆反应。(根 据方程式生成3 mol H 2的同时一定生成1 mol N 2 ),所以A可以说明该反应达平 衡。 B中消耗1 mol N 2描述的是正反应,消耗2 mol NH 3 描述的是逆反应; (根据方程式消耗2 mol NH 3的同时一定生成1 mol N 2 ),所以B可以说明该 反应达平衡 C中1 mol氮氮三键断裂描述的是正反应,6 mol氮氢键断裂描述的是逆反应; (根据方程式6 mol氮氢键断裂的同时一定生成1 mol氮氮三键),所以C可以说明该反应达平衡。 答案选D 二、根据其他条件判断 (一)有气体参加或生成的反应 (1)平均摩尔质量M=m(总)/n(总) ①如果全为气体:

五种反应堆

吴锴:请您先介绍一下世界上已出现的几种潜艇反应堆的工作原理? 张金麟:美国从1948年开始对三种热交换型式的反应堆,即压水堆、气冷堆和液态金属冷却反应堆进行研究。最初美国考虑将反应堆装在Φ5.5×92米的潜艇壳内,其排水量在2 000吨左右,对反应堆的技术要求是:高浓缩铀的堆芯,用热中子或接近热能的中子;在铀燃料一定时,反应堆结构材料吸收中子要少,堆芯功率密度高、结构要紧凑。 根据此技术要求,美国首先发展了压水堆和液态金属冷却堆。接着苏联也发展了这两种反应堆。这两种堆都经过陆上模式堆的考核试验后才将同型堆安装在它们的早期核潜艇上。 作为舰船核动力,曾经产生过五种反应堆的方案设想,构成五种不同的舰船推进装置型式,它们分别是: 压水反应堆由压水堆、一回路系统和设备、二回路系统和设备及推进轴系组成。反应堆和一回路均在高压下运行。所以作为反应堆的载热剂和慢化剂的水在约300℃时亦不会沸腾,故此类型反应堆称为压水堆。 载热剂在反应堆中被加热送到蒸汽发生器,将其热经传热管传给蒸汽发生器二次侧水(二回路一侧的水)并使其变成饱和蒸汽,从蒸汽发生器流出的载热剂经由主泵又被回送到反应堆再加热,形成一回路循环。饱和蒸汽送至主推进蒸汽轮机作功,从汽轮机排出的乏汽在冷凝器中冷凝后经给水泵再送至蒸汽发生器,形成二回路。主推进蒸汽轮机经减速齿轮带动螺旋桨推进艇航行。 反应堆和一回路因具有放射性,所以需要布置在屏蔽内。蒸汽发生器产生的蒸汽由于被传热管壁与一回路隔开,因此二回路系统和设备同常规蒸汽动力装置一样没有放射性,所以不需屏蔽。 液态金属反应堆由反应堆、一回路、中间回路、二回路和推进轴系所组成。 液态金属堆用石墨和铍作慢化剂,用中能中子维持链式反应,其优点是燃料的消耗比热中子反应堆低。早期的载热剂采用熔融的金属如钠、钾、铋、铅及其合金。 在一回路中用熔融金属钠循环载热,运行压力只有5~7大气压,就可获得较高的温度,装置效率较高。一回路主泵采用电磁泵,由于没有转动部件,故可靠性高。 中间回路采用钠、钾作载热剂。一回路向中间回路传热是通过中间热交换器,中间回路将反应堆的热量再通过蒸汽发生器传给二回路,在蒸汽发生器中产生过热蒸汽(由饱和蒸汽进一步加热而得)。 液态金属堆的缺点是核燃料的初装量相对较多。金属钠吸收中子蜕变为钠-21,半衰期约为15小时,并生成发射高能γ的钠同位素,所以一回路的设备和管道都要屏蔽。为防止液态的金属钠在管道和设备内凝结,反应堆停堆后还需保温和加热。此外,金属钠具有强烈的腐蚀性,与水会发生剧烈反应,可能会引起爆炸和火灾。 气冷反应堆气冷堆是用气体作为载热剂的反应堆,一般使用的载热剂有He、N2、CO2。因为这几种气体制取很容易,且化学性质稳定。其中He的载热效率较高,它不吸收中子,无感生放射性,不与结构材料发生化学反应,传热性能良好。此外,它还有较高的转换比和较深的燃耗。 气冷堆推进装置的循环系统有两种形式:单回路循环系统和双回路循环系统。在单回路循环系统中,封闭的He回路作为一回路,蒸汽回路作为二回路。 比如,一个功率为24.3MW的船用单回路He冷却反应堆燃气轮机推进装置,它是由一个He冷却高温反应堆和一台双轴燃气轮机组成。高压燃气轮机作为压气机的

高分子材料物理化学实验复习资料

一、热塑性高聚物熔融指数的测定 熔融指数 (Melt Index 缩写为MI) 是在规定的温度、压力下,10min 内高聚物熔体通过规定尺寸毛细管的重量值,其单位为g 。 min)10/(600g t W MI ?= 影响高聚物熔体流动性的因素有内因和外因两个方面。内因主要指分子链的结构、分子量及其分布等;外因则主要指温度、压力、毛细管的内径与长度等因素。 为了使MI 值能相对地反映高聚物的分子量及分子结构等物理性质,必须将外界条件相对固定。在本实验中,按照标准试验条件,对于不同的高聚物须选取不同的测试温度与压力。因为各种高聚物的粘度对温度与剪切力的依赖关系不同,MI 值只能在同种高聚物间相对比较。一般说来,熔融指数小,即在10min 内从毛细管中压出的熔体克数少,样品的分子量大,如果平均分子量相同,粘度小,则表示物料流动性好,分子量分布较宽。 1、 测烯烃类。 2、聚酯(比如涤纶)不能测。3 聚丙烯的熔点为165℃,聚酯的熔点为265℃。熔融加工温度在熔点上30~50℃。 考:简述实验步骤: ① 选择适当的温度、压强和合适的毛细管。(聚丙烯230℃) ② 装上毛细管,预热2~3min 。 ③ 加原料,“少加压实”。平衡5min ,使其充分熔融。 ④ 加砝码,剪掉一段料头。1min 后,剪下一段。

⑤称量 ⑥重复10次,取平均值。 ⑦关闭,清洁仪器。 思考题: 1、影响熔融指数的外部因素是什么?(4个) 2、熔融指数单位:g/10min 3、测定热塑性高聚物熔融指数有何意义? 参考答案:热塑性高聚物制品大多在熔融状态加工成形,其熔体流动性对加工过程及成品性能有较大影响,为此必须了解热塑性高聚物熔体的流变性能,以确定最佳工艺条件。熔融指数是用来表征熔体在低剪切速率下流变性能的一种相对指标。 4、聚合物的熔融指数与其分子量有什么关系?为什么熔融指数值不能在结构不同的聚合物 之间进行比较? 答:见前文。 二、声速法测定纤维的取向度和模量 测定取向度的方法有X射线衍射法、双折射法、二色性法和声速法等。其中,声速法是通过对声波在纤维中传播速度的测定,来计算纤维的取向度。其原理是基于在纤维材料中因大分子链的取向而导致声波传播的各向异性。

羧酸及羧酸衍生物的重要反应及重要反应机理

第六章羧酸及羧酸衍生物得性质及重要反应机理 一、羧酸得化学性质 1、酸性 羧酸具有酸性,诱导、共轭、场效应等对酸性强弱有影响。利用羧酸得酸性可以制备羧酸酯与羧酸盐。 2、亲核取代反应 这就是羧酸在一定条件下转变成羧酸生物得反应。大多数亲核取代反应就是通过加成-消除历程完成得。 3、还原反应 羧酸能被LiAlH4与B2H6还原成相应得伯醇。 4、α-H得卤化(Hell-Volhard-Zelinsky反应) 通过控制卤素得用量可以制备一元或多元得卤代羧酸,并进一步制备羟基酸与氨基酸。 5、脱羧反应 羧酸在适当得条件下,一般都能发生脱羧反应,这就是缩短碳链得反应。通常得脱羧反应表示如下: A为-COOH、-CN、-(C=O)R、-NO2、-CX3、-C=O、C6H5-等吸电子基团时,脱羧反应相当容易进行。此外还有一些特殊得脱羧方法。 二元羧酸得脱羧规律就是:乙二酸、丙二酸、加热失羧,丁二酸、戊二酸加热就是水生成分子内酸酐,己二酸、庚二酸加热就是水、失羧生成环酮。根据以上反应可以得出一个结论,在有机

反应中有成环可能时,一般易形成五元环或六元环。这称为布朗克(Blanc)规则。 二、羧酸衍生物得化学性质 1、亲核取代反应 这就是羧酸衍生物得转换反应。转换得活性顺序为: RCOX>CRCOOOCR>RCOOR′>RCONR2 酸与碱都能催化反应。 2、与有机金属化合物得反应 选用空阻大得酰卤,反应能控制在酮得阶段。选用甲酸酯,可以制备对称二级醇。选用碳酸酯,可制备三个烃基相同得三级醇。二元酸得环状酸酐可用来制备酮酸。酰胺氮上有活泼氢,一般不宜使用。 3、还原反应 反应物还原剂 NaBH4LiAlH4催化氢化B2H6 RCOCl Rosenmund 法 RCHO + + RCH2OH RCOOOCR + + + + 2RCH2OH RCOOR′+ + 特殊催化剂+ RCH2OH R′OH RCONH2+ + 特殊催化剂 + RCH2NH2 RCN + + RCH2NH2 反应、Bouveault-Blanc反应、酮醇反应、酯得热裂等见重要反应机理。 三、羧酸与羧酸衍生物得制备 1.羧酸得制备 2.(1)氧化法甲基方庭、一级醇、醛经氧化生成与原料化合物碳原子数相同得羧酸。烯、 炔、芳甲位有氢得侧链芳烃(芳甲位不含氢原子得侧链不被氧化)二级醇、三级醇、铜经氧化生成比原料化合物碳原子数少得羧酸。 (2)水解法羧酸衍生物与腈均产生相应得羧酸(三级卤代烃,新戊级卤不能经腈来制备相应得羧酸)。 (3)有机金属化合物制备法格氏试剂与有机锂试剂均能与二氧化碳反应生成增加一个碳原子得相应得羧酸。

化学平衡状态的判断标准图文稿

化学平衡状态的判断标 准 集团文件版本号:(M928-T898-M248-WU2669-I2896-DQ586-M1988)

化学平衡状态的判断标准 1、本质: V正 = V逆 2、现象:浓度保持不变 mA(g) + nB(g) = pC(g) + qD(g) 本质:v A耗 = v A生 v B耗 = v B生 v C耗 = v C 生 v D耗 = v D生 v A耗﹕ v B生 = m﹕n …… 现象:1、A、B、C、D的浓度不再改变 2、A、B、C、D的分子数不再改变。 3、A、B、C、D的百分含量不再改变。 4、A、B、C、D的转化率或生成率不再改变 5、体系温度不再改变 6、若某物质有色,体系的颜色不再改变。 引申:mA(g) + nB(g) = pC(g) + qD(g) + Q 对 m+n ≠ p+q 的反应(即反应前后气体分子数改变),还可从以下几个方面判断: 1、体系的分子总数不再改变 2、体系的平均分子量不再改变 3、若为恒容体系,体系的压强不再改变 4、若为恒压体系,体系的体积、密度不再改变 注意:以上几条对m+n = p+q的反应不成立。 以反应mA(g)+nB (g) pC(g)为例,达到平衡的标志为:

A的消耗速率与A的生成速率 A的消耗速率与C的速率之比等于 B的生成速率与C的速率之比等于 A的生成速率与B的速率之比等于 例题:1、在一定温度下的恒容容器中,当下列物理量不再发生变化时,表 明A(s)+3B(g) 2C(g)+D(g)已达平衡状态的是 ( ) A.混合气体的压强 B.混合气体的密度 C.B的物质的量浓度 D.气体的总物质的量 2、在一定温度下,下列叙述不是可逆反应 A(g)+3B(g) 2C(g)+2D(s)达到平衡的标志的是:( ) ①C的生成速率与C的分解速率相等 ②单位时间内生成a molA,同时生成3a molB ③A、B、C的浓度不再变化 ④A、B、C的分压强不再变化 ⑤混合气体的总压强不再变化 ⑥混合气体的物质的量不再变化 ⑦ A、B、C、D的分子数之比为1:3:2:2 A.②⑦ B.②⑤⑦ C.①③④⑦ D.②⑤⑥⑦ 元素推断:已知A、B、C、D、E、F都是周期表中前四周期的元素,它们 的核电荷数A<B<C<D<E<F。其中A、B、C是同一周期的非金属元 素。化合物DC的晶体为离子晶体,D的二价阳离子与C的阴离子具有相 同的电子层结构。AC 为非极性分子。B、C的氢化物的沸点比它们同族相 2

脱羧反应

脱酸反应 羧酸分子脱去羧基(一 COOH 放出二氧化碳的反应叫脱羧反应: R-COO H RH+CO ? 脱羧反应是有机化学的一类重要反应,随着研究的不断深入 , 对不同脱羧反应的机理与调控途径有了更细微的了解 ,脱羧反应的 应用也越来越广,现已广泛地应用于化工、生物、医药、食品等领域。 脱羧反应之所以能够发生,是由其分子结构决定的。一般情况 下,羧酸中的羧基较为稳定,不易发生脱羧反应,但在特殊条件下, 羧酸能脱去羧基(失去二氧化碳)而生成烃。 一、从分子结构来分析脱羧反应为什么能够发生 在羧酸分子中,羧基中的碳原子是 SP 2杂化的,它的三个SP 2 杂化轨道分别与烃基及两个氧原子形成三个 (T 键,这三个(T 键同在一 个平面上,碳原子剩下的一个P 电子与氧原子的一个P 电子形成了 羰基(')中的n 键,羧基中的一 0H 的氧上有一对孤电子,可 与羰基上的n 键形成P 一 n 共轭体系。 由于P 一 n 共轭效应,0H 的氧原子的电子云向羰基移动,增强 了 0一H 键的极性,有利于氢原子的离解,使羧酸比醇酸性强。当羧羧基的结构 羧基负离子的结构

基上的H 离解后,P 一n 共轭作用更加完全,两个C 一0键的键长完 全 平均化,羧酸根负离子更加稳定。 从上可见,羧酸分子结构 的一个特点是:具有P 一n 共轭效应 —0 的 是比较稳定的部分,当受热时可以作为 CQ 整体脱去。 CO 脱去后,中心碳原子转为 SP 杂化,碳原子的两个SP 杂化轨 道 分别与两个氧原子形成两个。键,分子呈直线型,碳原子以未参 与杂化 的两个P 轨道,分别与两个氧原子的P 轨道形成两个四电子 三中心大n 键(n 4 3)。这是一个非常稳定的结构。从热力学的观点看, 越稳定的越容易形成,所以脱羧反应能够发生。 脱羧反应的共价键断裂有两种方式: 一种是异裂,即反应按离子 型反应历程进行;一种是均裂,即反应按游离基型反应历程进行。 1、离子型反应历程 大多数脱羧反应属于离子型反应历程。 有实验表明:这类脱羧反 应 属于单分子反应。反应过程大致为:羧酸先离解生成羧酸根负离子 和氢离子, 羧基负离子 ( )具有一个n 4 3键一并且是一个 R ; : C" |- : 供电的基团,使共价键i \ i 」发 生异裂,生成烃基负离子并 释放出 CO ,最后烃基负离子获得氢离子使反应完成。 二 RCOO ■+ H - 5 / '-0 & R-十 H RH 反应速率决定于慢的第一步。如果羧酸的 a 一碳上连有卤素、 硝基、羰基、羧基等吸电子基团,生成的负离子中间体由于负电荷得 到 分散而趋于稳定,脱羧反应便容易发生;如果羧酸的 a 一碳上连 R-COOH —Z R —C 、 = 慢 皮 + CO ;

反应堆结构

反应堆结构及几种典型反应堆系统 反应堆是核电站中的热源,其内部装有可以进行可控链式核反应的核燃料,源源不断地释放出能量。核反应产生的热能通过载热剂传给汽轮机作功,汽轮机带动发电机,产生的电能被输送到电网。 反应堆由堆芯、压力容器、上部堆内构件和下部堆内构件等几部分组成。反应堆安置在反应堆厂房(也称为安全壳)的正中,它的六条进出口接管管嘴支撑在作为一次屏蔽的混凝土坑(即堆坑)内,而堆坑位于一个大约10米深的反应堆换料水池的底部。如下图 它可分为反应堆堆芯、堆内构件、反应堆压力容器和顶盖控制棒驱动机构四部分。下面主要介绍反应堆堆心和压力容器。 1、反应堆堆芯: 核反应堆的堆芯位于压力容器中心,由157个几何形状及机械结构完全相同的燃料组件构成,核反应区高3.65m,等效直径3.04m 。燃料核裂变释放出来的核能立即转变成热能,并由冷却剂导出。

1.1、燃料组件: 燃料组件骨架由8个定位格架、24根控制棒导向管、一根中子通量测量管和上、下管座焊接而成。其功用是确保组件的刚性,承受整个组件的重量和控制棒快速下插的冲击力,并准确引导控制棒束的升降,保证组件在堆内可靠工作和装卸料时的运输安全。如下图 定位格架由锆-4合金条带制成,这些条带装配成17×17的正方形栅格。在格架栅元中,燃料棒由其中两边的弹簧夹顶在另两边的两个刚性凸台上,其共同作用使燃料棒保持中心位置。弹簧夹由因科镍718薄片弯成开口环制成,然后将夹子跨在条带上夹紧定位,并在上下相接面上点焊。这样形成的两个相背的弹簧分别顶住相邻栅元的两根燃料棒,自然抵消了作用在条带上的力。 每个燃料组件带有24个控制棒导向管,由锆-4合金制成,它们为控制棒的插入和提出导向。其下部在第一和第二格架之间直径缩小,形成缓冲段,以便当控制棒紧急下落接近底部时起缓冲作用。在缓冲段上部有流水孔,正常运行时冷却水流入管内,在控制棒下插时水能部分从管内排出。缓冲段下部的管径扩至正常,使底层格架可以按上层格架的相同方式与导向管相连接。 位于组件中心位置的通量测量管为运行中测量堆芯内中子通量的测量元件提供通道,由锆-4合金制成。它与格架固定的方法类似于控制棒导向管。 下管座是燃料组件的底座,由AISI304不锈钢制成。它包括四个支撑脚和一块正方形多孔板,后者尺寸为21.4cm×21.4cm,下侧装了滤网,防止杂物进入堆芯损坏燃料组件。导向管与下管座用螺钉连接并焊接,组件重量和施加在组件上的轴向载荷经导向管传递到下管座上。下管座两个对角支撑脚上有销孔,它们与堆芯下栅格板上的两个定位销相配合,保证了燃料组件在堆芯的定位,作用在燃料组件上的水平载荷同样通过定位销传到堆芯支撑结构上。 上管座是燃料组件上部构件,冷却剂通过它由燃料组件流向堆芯上栅板的流

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