(2) H2 + I2 2HI 速率方程 [H2][I2] 二级反应
问其是否为基元反应 不是,但1976年以前一直认为该反应为基元反应,实际上用分子轨道理论很容易说明该反应不可能是一个基元反应.
(3) 解释相溶原理(相似相溶原理)
人们很早就知道这个原理,且应用了这个原理,比如在酒中掺水就是应用了这个原理.那么为什么相似相溶呢
互溶:0 >0 要想<0,即后一项起主导作用,得小,从结构上看,过程中键能变化小,即小,亦要从结构上分析其原因.
1.2.2 发现,合成,提取符合人类一定需要的新物质
(通过一些具体的例子来说明)
贮H合金
H是能源,且无污染,但不易储存,用氢气瓶又不便,有无别的办法贮H呢
1974年末,日本松下电器的研究人员偶然发现铁锰合金装入到压力容器中后,原先1.01×106Pa的氢气压力下降到大气压以下.经研究证实,该合金具有吸藏氢气的功能.
H2 + 金属 金属化合物
此反应是可逆的,加热又可以放出氢气,实际上氢是以较高的密度与金属以金属H化物的形式储存起来,目前国际上已成为商品的有三类贮H合金.
贮H容量
铁基合金,以TiFe为典型代表 101.2kg/cm3
镍基合金,以LaNi5为典型代表 104.3kg/cm3
镁基合金,以Mg2Ni为典型代表 101.2kg/cm3
液态H 71kg/cm3
在贮H金属中,实际上H已占据晶格节点,相当于变成固态H,因此比液态H密度还要大,而要研究性能优良的贮H合金,必须研究结构性能的关系,用到结构化学的知识.
我国最早研究贮H合金的是南开大学的申津文院士,我系褚德威教授亦在搞贮H合金.
有什么用呢 目前的Cd-Ni电池存在能量密度低,毒性大,污染严重的问题,若用Ni-H电池来代替,能量密度高,无毒,寿命长,还可做到大电流充放电,可作为电动汽车的电源.(简单介绍我校王纪三教授发明的发泡电池)
形状记忆合金
20世纪60年代初的一天,美国海军军械实验室的研究人员领来一批镍钛合金丝,也许是在制造过程中处理不当,合金丝被弄弯了,他们只能一根一根地将合金丝较直.有人顺手将较直的合金丝放在炉子旁边.这时,意外的事情发生了,一些较直的合金丝在炉温的烘烤下,不一会都恢复到原来弯曲的形状.前功尽弃,令人懊丧,于是不得不重新较直合金丝.起初,他们没有领悟到其中的原因,还是把较直的合金丝放在炉旁,结果合金丝又弯了.这种现象重复了多次,较直,弯曲,再较直,再弯曲,直至人们把较直的金属丝换了一个地方堆放,不再受到炉温的烘烤以后,合金丝才继续保持挺直的形状.
美国海军军械实验室的研究人员正是紧紧抓住了上述的意外事件,开始反复的实验研究,终于发现了w(Ni)=50%的镍和w(Ti)=50%的钛合金在温度升高到40℃以上时,能"记住"自己原来的形状.科学家把这种现象称为"形状记忆效应"
1963年,在美国海军科学会议上,他们宣布了自己的研究成果,并向会议代表演示了"形状记忆效应"实验.后来,经过许多科学家的辛勤劳动,人们又发现铜锌铝合金,铜镍铝合金和铁铂合金等也具有"形状记忆效应".科学家把这类合金叫做"形状记忆合金".
那为什么记忆合金具有和一般金属不同的特性呢 要阐明它的机理需要冶金学,金属物理学和化学等多种学科的知识,至今还有不少问题未能完全搞清楚.
从根本上说,形状记忆合金的特性是由它的内部晶体结构所决定的.这类合金在一定的温度范围内具有一定的外形,而且合金内部的原子排列具有和外形相适应可逆转结构.形状记忆合金都有一定的转变温度,在转变温度以上,加工成欲记忆的形状,合金内部原子则排列成一种稳定的晶体结构.把它冷却到转变温度以下,施加外力改变它的形状,此时它的原子结合方式并未发生变化(即没有化学键的改变),只是原子离开原来位置,在邻近位置上暂时停留着.如果把这种形变后的记忆合金加热到转变温度以上,由于原子获得了向稳定晶体结构转变所需的能量,就又重新回到原来的位置,从恢复了以前的形状.
为什么有记忆能力呢 实际是个无位移相变,这又用到了组成结构性能的关系.
形状记忆合金有着广泛的应用.它为宇航事业做出了很大的贡献.为了将月球上收集到的各种信息发回地球,必须在月球上架设好几米的半月形天线.然而要把这种"庞然大物"直接放进宇宙飞船的船舱中,几乎是不可能的.美国宇航局先用镍钛合金在40℃以上制成半球形的月面天线(这种合金非常强硬,刚度很好),再让天线冷却到28℃以下.这是合金内部的晶体结构发生了改变,变得非常柔软,所以很容易把天线折叠成小球似的一团,防进宇宙飞船的船舱里.到达月球后,宇航员把变软的天线放在月面上,借助于阳光照射或其他热源的烘烤使环境温度超过40℃,这时犹如一把折叠伞那样自动张开,迅速投入正常工作.形状记忆合金还是连接零件的"能手".用它做铆钉,只要先加热到转变温度以上,最后再将其加热到转变温度以上,让它记起以前的形状,它就会自动地把两个零件紧紧地铆住,免去了锤击的麻烦,这种铆钉尤其适合在具有化学介质,放射性介质或其他恶劣的工作的环境中应用.美国制造的F-14飞机上的液压系统管道,由于结构紧凑而无法焊接,用形状记忆合金制造连环套管,解决了这个问题.迄今为止,人们已经使用了10多万个形状记忆合金接头,无一损坏,十分安全.

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