4-硝基苯胂酸合成反应的热力学计算机模拟.pdf

第 65 卷 第 9 期 化 工 学 报 Vol.65 No.9 2014 年 9 月 CIESC Journal September 2014 4-硝基苯胂酸合成反应的热力学计算机模拟 吕乐，杨座国，赵颖 （华东理工大学化工学院，上海 200237 ） 摘要：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。 关键词：4-硝基苯胂酸；计算机模拟；密度泛函理论；热力学 DOI ：10.3969/j.issn.0438-1157.2014.09.002 中图分类号：TQ 028.8 文献标志码：A 文章编号：0438—1157 （2014 ）09—3317—06 Thermodynamics computational simulation of 4-nitrophenylarsonic acid synthesis LÜ Le, YANG Zuoguo, ZHAO Ying （School of Chemical Engineering, East China University of Science and Technology, Shanghai 200237, China ） Abstract: The structures of the reactants and products of synthesis of 4-nitrophenylarsonic acid were studied by using the B3LYP method of density functional theory. Then the structures were optimized by computational analysis. The changes in reaction enthalpy, Gibbs free energy and equilibrium constant for the primary and side reaction were calculated and analyzed with the basic thermodynamic data obtained from vibration frequency analysis. The simulation results show that the primary reaction process is exothermic and irreversible, the enthalpy −1 −1 change is −15.0 kJ ·mol , the Gibbs free energy