欣谢尔伍德主要从事化学动力学方面的研究。他在兵工厂时就通过调节气体产物的发生测量了固体火药分解的慢速率。在巴利奥尔学院期间,研究了在有催化剂和没有催化剂存在的条件下固体物质的分解,后来又研究了均相气体的反应。1930年又研究了氢气和氧气混合生成水的反应,发现当氢和氧的混合气体压力小时不发生反应,只是达到一定的临界压力时才能反应,超过临界压力时反应迅速进行,直到爆炸。欣谢尔伍德得出结论:上述火药分解和氢氧生成水等反应是按照链反应机理进行的。气体压力小时,活化粒子碰到容器内壁而失去活化能以致链断裂的可能性极大,所以反应进行很慢;在气体压力高于临界压力时,活化粒子大量形成并成倍增加,结果反应速率也出现几何式的增长。他还发现,细菌的繁殖也属于链反应或支链反应。欣谢尔伍德因研究化学反应动力学的贡献而与H.H.谢苗诺夫共获1956年诺贝尔化学奖。著有《气相化学反应动力学》(第4版,1946)。
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