【优选】催化剂与催化作用PPT资料

酶催化反应同时 具有均相和非均 相反应的性质。
按反应类型进行分类
反应类型 加氢 合 烷基化，异
常用催化剂
Ni,Pt,Pd,Cu,NiO,MoS2,WS2,Co(CN)63Cr2O3,Fe2O3,ZnO,Ni,Pd,Pt V2O3,MoO3,CuO,Co3O4,Ag,Pd,Pt,PdCl2 Co2(CO)8,Ni(CO)4,Fe(CO)3,PdCl(Pph3)3*,RhCl 2(CO)Pph3 CrO3,MoO2,TiCl4-Al(C2H5)3 AlCl3,FeCl3,CuCl2,HgCl2 SiO2-Al2O3,SiO2-MgO,沸石分子筛，活性白土 H2SO4,H3PO4,HgSO4,分子筛，离子交换树脂 H3PO4/硅藻土，AlCl3,BF3,SiO2-Al2O3,沸石分
使合成氨实现工业生产
催化剂改变反应历程意味着
1、催化剂参与反应物之间的化学反应
2、通过反应历程改变使化学反应的所需克服的能垒 氧化还原型催化反应机理可认为是催化剂与反应物分子间通过单个电子转移，形成活性中间物种进行催化反应。
均相催化反应是指反应物和催化剂居于同一相态中的反应。 问题1：实际工业上催化正反应、逆反应时为什么往往选用不同的催化剂？
第二章 催化剂与催化作用
催化剂和催化作用的定义
催化剂：一种能够与反应物相互作用，加速反 应的速率而不改变反应的标准吉布斯自由焓变, 且反应终结时本身保持不变的化学物质。
催化作用：指催化剂对化学反应所产生的效应。
催化剂加速化学反应的实例： 2SO2＋O2=2SO3 ( V2O5) N2＋3H2=2NH3 (Fe催化剂）
按反应机理进行分类
酸碱型催化反应
酸碱型催化反应的反应机 理可认为是催化剂与反应物分 子之间通过电子对的授受而配 位，或者发生强烈极化，形成 离子型活性中间物种进行的催 化反应。
氧化还原型催化反应
氧化还原型催化反应机理可 认为是催化剂与反应物分子间 通过单个电子转移，形成活性 中间物种进行催化反应。
催化剂：一种能够与反应物相互作用，加速反应的速率而不改变反应的标准吉布斯自由焓变,且反应终结时本身保持不变的化学物质。
反应产物具有选择性的主要原因是由于催化剂可以显著降低主反应的活化能，而副反应活化能的降低则不明显
乙苯脱氢制苯乙烯，在600℃常压、乙苯与水蒸汽摩尔比为1：9时，按平衡常数计算，达到平衡后苯乙烯的最大产率为72．8％
N2＋3H2=2NH3 (Fe催化剂）
V2O3,MoO3,CuO,Co3O4,Ag,Pd,Pt,PdCl2
问催题化2剂：与请反同均应学物相们之举催间二作化个用以反上应的实是例指？ 0133×107反～ 2应. 物和催化剂居
于同一相态中的反 应。
非均相催化反应是 指反应物和催化剂 居于不同相态的反 应。
Co,Ni, 473K, 1.0133×105Pa
乙醇 甲醇
乙二醇
二甲醚 甲烷
合成汽油
甲醇氧化反应的不 同能垒变化示意图
热反应时生成CO2比 生成甲醛的能垒小很
多
CH3OH+O2=CO2+2H2O
催化反应时，生成CO 和CO2的能垒明显高于
生成甲醛的能垒
CH3OH+O2=HCHO+2H2O
反应产物具有选择性的主要原因 是由于催化剂可以显著降低主反 应的活化能，而副反应活化能的 降低则不明显
反应物
催化剂及反应条件
产物
CO+H2
Rh/Pt/SiO2，573K，7×105Pa
Cu-Zn-O,Zn-Cr-O,573K, 1.0133×107～ 2.0266×107Pa Rh络合物,473～573K, 5.0665×107～ 3.0399×108Pa
Cu,Zn,493K, 3×106Pa
Ni, 473～573K, 1.0133×105Pa
催化剂的特征:
1.催化剂只能加速热力学上可以进行的反应， 而不能加速热力学无法进行的反应。
2. 催化剂只能加速反应趋于平衡，不能改 变平衡位置。
化学平衡是由热力学决定的： △G ＝ - RT1nKP
举例：
乙苯脱氢制苯乙烯，在600℃常压、乙苯与水 蒸汽摩尔比为1：9时，按平衡常数计算，达到 平衡后苯乙烯的最大产率为72．8％
问题1：实际工业上催化正反应、逆反应时为 什么往往选用不同的催化剂？
一、对某一催化反应进行正反应和进行逆反应的 操作条件（温度、压力、进料组成）往往会有很 大差别，这对催化剂可能会产生一些影响。
二、对正反应或逆反应在进行中所引起的副反 应也是值得注意的，因为这些副反应会引起催 化剂性能变化。
催化作用改变反应历程而改变反应速度
催化反应相对常规化学反应发生的条件温和得 Rh络合物,473～573K, 5.
甲醇氧化反应的不同能垒变化示意图 N2＋3H2=2NH3 (Fe催化剂）
多，甚至常规条件下难以发生的反应，在催化剂 参与下实现了工业化生产。
问题2：请同学们举二个以上的实例？
3.催化剂对加速化学反应具有选择性
催化剂对可能进行的特定反应的选择催化作用
电子对的接受或电荷密度的分布发生变化
△G ＝ - RT1nKP
甲醇氧化反应的不同能垒变化示意图 催化剂和催化作用的定义
非均相（又称多 催化剂只能加速反应趋于平衡，不能改变平衡位置。 均相催化反应 相）催化反应 催化剂对加速化学反应具有选择性
Rh/Pt/SiO2，573K，7×105Pa
酶催化反应
第二章 催化剂与催化作用
催化剂选择性理解：
1、不同催化剂对特定的反应体系有选择性 （机理选择性）
2、催化剂因催化剂结构不同导致选择性 （扩散选择性）
问题3：催化剂的选择性在工业上有何意义？
4. 催化剂的寿命
1.2 催化反应及催化剂的分类
按催化反应系统物相的均一性进行分类
催化剂加速化学反应的实例：
2、通过反应历程改变使化学反应的所需克服的能垒数值大大减少。
数值大大减少。 V2O3,MoO3,CuO,Co3O4,Ag,Pd,Pt,PdCl2
催化剂只能加速热力学上可以进行的反应，而不能加速热力学无法进行的反应。 一、对某一催化反应进行正反应和进行逆反应的操作条件（温度、压力、进料组成）往往会有很大差别，这对催化剂可能会产生一些
结果： 影响。
AlCl3,FeCl3,CuCl2,HgCl2 电子对的接受或电荷密度的分布发生变化