工业催化复习要点
工业催化知识点总结
工业催化知识点总结1. 催化剂的定义和分类催化剂是指能加速化学反应速率而本身不参与反应的物质。
根据催化反应的类型和应用范围，催化剂可以分为三类：均相催化剂、非均相催化剂和酶催化剂。
均相催化剂指在反应体系中与反应物相同的物质，非均相催化剂指在反应体系中与反应物相异的物质，酶催化剂是一种生物催化剂。
2. 催化剂的作用原理催化作用的基本原理是通过改变活化能，使得反应能够以更低的能量障碍进行。
催化剂在化学反应过程中会形成过渡态，通过吸附和解离反应物分子来降低活化能，从而提高反应速率。
而酶催化作用则是通过特定的活性位点使得反应物分子以更高效的方式进行化学反应。
3. 催化剂表面结构和活性位点催化剂表面结构和活性位点是催化剂催化作用的关键。
催化剂的活性位点是指能够吸附和反应反应物的部位，而催化剂的表面结构决定了活性位点的分布和特性。
在催化剂的设计和研究过程中，对催化剂表面结构和活性位点的理解和控制是至关重要的。
4. 催化反应的热力学和动力学催化反应的热力学和动力学性质对于理解和优化催化反应过程至关重要。
热力学研究了反应物与产物之间的化学平衡，而动力学研究了反应速率随时间的变化。
通过研究催化反应的热力学和动力学性质，可以优化催化剂的设计和反应条件。
5. 工业催化反应的应用工业催化反应在化工、能源、环保等领域具有重要的应用价值。
以氢气和氧气为反应物的合成氨催化反应、以氢气和一氧化碳为反应物的甲醇合成催化反应、汽油和柴油的加氢精制催化反应等都是工业上重要的应用。
6. 催化剂的设计和研究方法催化剂的设计和研究方法包括实验室合成和表征、计算模拟和理论研究等。
通过实验室合成和表征可以获得催化剂的物理和化学性质，通过计算模拟和理论研究可以对催化剂的结构和活性进行深入的理解。
在工业催化领域，通过对催化剂的设计和研究方法的不断深入和发展，可以为工业催化反应的高效和环保提供重要的技术支持。
7. 环保催化技术环保催化技术是指在保证催化反应效率的前提下，减少对环境的污染。
工业催化考试重点
⼯业催化考试重点第1、2章复习思考题1、催化剂是如何定义的？催化剂是⼀种能够改变化学反应速度⽽不能改变反应的热⼒学平衡位置，且⾃⾝不被明显消耗的物质。
2、催化剂在⼯业上的作⽤功能或者效果有哪些？1）使得原来难以在⼯业上实现的过程得以实现。
2）由过去常常使⽤的⼀种原料，可以改变为多种原料。
3）原来⽆法⽣产的过程，可以实现⽣产。
4）原来需要多步完成的，变为⼀步完成。
5）由原来产品质量低，能耗⼤，变为⽣产成本低，质量⾼6）由原来转化率低，副产物多，污染严重，变为转化率⾼，产物单⼀，污染减少3、载体具有哪些功能和作⽤？①分散作⽤，增⼤表⾯积，分散活性组分；②稳定化作⽤，防⽌活性组分熔化或者再结晶；③⽀撑作⽤，使催化剂具备⼀定机械强度，不易破损；④传热和稀释作⽤，能及时移⾛热量，提⾼热稳定性；⑤助催化作⽤，某些载体能对活性组分发⽣诱导作⽤，协助活性组分发⽣催化作⽤。
4、代表催化剂性能的重要指标是什么？催化剂的反应性能是评价催化剂好坏的主要指标，它主要包括催化剂的活性、选择性和稳定性。
（1）催化剂的活性：指催化剂能加快化学反应的反应速度的程度（2）催化剂的选择性：使反应向⽣成某⼀特定产物的⽅向进⾏。
（3）催化剂的稳定性：是指在使⽤条件下，催化剂具有稳定活性的周期5、多相催化反应的过程步骤可分为哪⼏步？实质上可分为⼏步？（1）外扩散—内扩散—化学吸附—表⾯反应—脱附—内扩散—外扩散（2）物理过程—化学过程—物理过程6、吸附是如何定义的？⽓体与固体表⾯接触时，固体表⾯上⽓体的浓度⾼于⽓相主体浓度的现象。
7、物理吸附与化学吸附的本质不同是什么？本质：⼆者不同在于其作⽤⼒不同，前者为范德华⼒，后者为化学键⼒，因此吸附形成的吸附物种也不同，⽽且吸附过程也不同等诸多不同。
不同的表现形式为：（后⾯）8、为何说Langmuir吸附为理想吸附？基本假设是什么？模型假设：①吸附表⾯均匀，各吸附中⼼能量相同；②吸附分⼦间⽆相互作⽤；③单分⼦层吸附，吸附分⼦与吸附中⼼碰撞进⾏吸附，⼀个分⼦只占据⼀个吸附中⼼；④在⼀定条件下，吸附与脱附可建⽴动态平衡。
工业催化考试复习
1.催化剂得作用催化剂能加快化学反应速度,但它本身不因化学得结果而消耗,它也不会改变反应得最终热力学平衡位置。
2.载体得作用有哪些？分散作用稳定化作用支撑作用传热与稀释作用助催化作用3、均相催化所有反应物与催化剂分子分散在一个相中,如均相酸碱催化、均相络合催化。
4、多相催化催化剂与反应物处于不同得相,催化剂与反应物有相界面将其隔开。
如气液、液液、液固、气固、气液固。
5、简述多相催化反应过程包括得五个过程。
反应物向催化剂表面扩散反应物向催化剂表面吸附被吸附得反应物在表面上迁移、化学重排与反应产物由催化剂表面上脱附产物离开催化剂周围得介质扩散6、烧结粉状或粒状物料经加热至一定温度范围而固结得过程7、选择性转化为目得得产物所消耗得某反应物量/某反应转化得总量8、在估量一个催化剂得工业价值时,哪三个因素最重要？考虑得顺序就是什么？她们分别就是活性、选择性与寿命。
考虑得顺序:9、简述化学吸附得单层与物理吸附得单层得不同之处化学吸附得单层吸附量,即为占领吸附剂得所有吸附部分所需得吸附质得量,而吸附质得吸附部位则就是由吸附剂得结构与吸附物得化学性质所决定得。
物理吸附得单层吸附量,则就是分子式以密集排列得形式,以完全得单层分子遮盖表面所需得吸附质得量10、如何确定半导体氧化物为n型或p型？N型氧化物得电导由导带中得电子数决定,而p型氧化物得电导则由价带中得正穴数决定。
基于这个原理,可以用下述方法确定非计量氧化物就是n型还就是p型。
将氧化物基于一定压力得氧气氛中,并测量氧化物得电导随氧气压得变化,如果电导随氧气压力增加而增加,则此氧化物为p型,相反则为n型。
11、在n型与p型半导体催化剂中加入施主杂质,其电导率与逸出功有何变化？N型半导体催化剂加入施主杂质后,它得导电率提高,逸出功降低。
因为n型半导体靠自由电子导电,加入施主杂质后,使得导带自由电子增加,所以导电率提高,Ef提高逸出功降低;而p 型半导体催化剂加入施主杂质后,它得导电率降低,逸出功也降低。
工业催化复习资料最终版
1.催化剂的定义是:催化剂是一种能够改变一个化学反应的反应速度，却不改变化学反应热力学平衡位置，本身在化学反应中不被明显地消耗的化学物质。
2.催化作用是指催化剂对化学反应所产生的效应。
3.催化剂的基本特征：1)催化剂只能加速热力学上可以进行的反应，而不能加速热力学上无法进行的反应。
2)催化剂只能加速反应趋于平衡，不能改变平衡的位置（平衡常数）。
3)催化剂对反应具有选择性；4)催化剂的寿命。
4.工业催化剂一般有哪些组分组成?各组分具有什么功能？①活性组分：提供改变反应历程的组分，多为金属、氧化物、酸碱②载体组分：提供高的比表面积、孔结构、活性组分的分散剂、粘合剂、或支撑体。
多数为硅和铝的氧化物③助催化剂组分：催化剂的辅助组分，本身没有活性或者活性很低，用于活性组分或载体改性。
5.载体的功能主要体现在哪几个方面？（分散作用、稳定作用、支撑作用，传热和稀释作用、助催化作用）①提供适宜的比表面和孔结构②维持催化的形状和机械强度③改善催化剂热传导性④提高催化剂中活性组分分散度⑤提供附加活性中心⑥活性组分和载体的溢流现象和强相互作用6.催化剂的反应性能是评价催化剂好坏的主要指标，它包括催化剂的活性、选择性和稳定。
7.多相催化反应过程中，从反应物到产物一般经历哪些步骤包括五个连续的步骤。
(1)反应物分子从气流中向催化剂表面和孔内扩散；(2)反应物分子在催化剂表面上吸附；(3)被吸附的反应物分子在催化剂表面上相互作用或与气相分子作用进行化学反应；(4)反应产物自催化剂表面脱附；(5)反应产物离开催化剂表面向催化剂周围的介质扩散。
8.当气体与固体表面接触时，固体表面上气体的浓度高于气相主体浓度的现象称为吸附现象。
9.几种等温吸附等温吸附平衡过程用数学模型方法来描述可得到等温方程，其中包括:Langmuir（朗格缪尔)等温方程，Freundlich(弗郎得力希)等温方程，T}MKI}IH(焦姆金)等温方程及BET(Brunauer, Emmett 及Teller)等温方程等。
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工业催化总复习
1、纪律是管理关系的形式。——阿法 纳西耶 夫 2、改革如果不讲纪律，就难以成功。
3、道德行为训练，不是通过语言影响 ，而是 让儿童 练习良 好道德 行为， 克服懒 惰、轻 率、不 守纪律 、颓废 等不良 行为。 4、学校没有纪律便如磨房里没有水。 ——夸 美纽斯
5、教导儿童服从真理、服从集体，养 成儿童 自觉的 纪律性 ，这是 儿童道 德教育 最重要舒适的，否则就不是奢侈 。——CocoCha nel 62、少而好学，如日出之阳；壮而好学 ，如日 中之光 ；志而 好学， 如炳烛 之光。 ——刘 向 63、三军可夺帅也，匹夫不可夺志也。 ——孔 丘 64、人生就是学校。在那里，与其说好 的教师 是幸福 ，不如 说好的 教师是 不幸。 ——海 贝尔 65、接受挑战，就可以享受胜利的喜悦 。——杰纳勒 尔·乔治·S·巴顿
工业催化考试复习资料
工业催化1.什么是催化剂？催化剂是一种能够改变一个化学反应的反应速度，却不改变化学反应热力学平衡位置，本身在化学反应中不被明显地消耗的化学物质。
2.什么是催化反应？涉及催化剂的反应3.催化作用有哪些基本特征1）催化剂只能加速热力学上可以进行的反应，而不能加速热力学上无法进行的反应2）只能加速反应趋于平衡，不能改变平衡的位置，只能加速热力学上可以进行的反应3）对加速反应具有选择性 4）催化剂的寿命4.催化剂为什么不会改变化学平衡的位置？化学平衡是由热力学决定的，∆G0＝—RT1nKP ，其中KP为反应的平衡常数，∆G0是产物与反应物的标准自由焓之差，是状态函数，只决定于过程的始终态，而与过程无关，催化剂的存在不影响∆G0值，它只能加速达到平衡所需的时间，而不能移动平衡点。
5.催化剂为什么能加快反应速度？催化剂能降低反应的活化能6.按使用条件下的物态催化剂可分为几类，各是什么？酸碱催化剂，非纳米分子筛催化剂，金属催化剂，金属氧化物和硫化物催化剂，络合催化剂，7.催化剂的组成包括哪几部分？活性组分，助催化剂，载体8.吸附和催化有什么关系催化的前提是发生吸附，气—固相催化反应中，至少有一种反应物要吸附在催化剂的表面上。
吸附键的强度要适当，吸附的过强或过弱都不利于下一步化学反应的进行。
如果催化剂对反应物吸附过强，往往形成较稳定的表面络合物；吸附过弱，反应物分子活化不够，不利于反应。
9.物理吸附与化学吸附有什么区别。
物理吸附化学吸附吸附力范德华力化学键力吸附层单层或多层单层选择性无有热效应较小，近于液化热较大，近于化学反应热吸附速度较快，不受温度影响，不需活化能; 较慢，温度升高,速度加快，需要活化能a.物理吸附是表面质点和吸附分子之间的分子力而引起的。
具体地是由永久偶极、诱导偶极、色散力等三种范德华引力。
物理吸附就好像蒸汽的液化只是液化发生在固体表面上罢了。
分子在发生物理吸附后分子没有发生显著变化。
b.化学吸附是在催化剂表面质点吸附分子间的化学作用力而引起的，如同化学反应一样，而两者之间发生电子转移并形成离子型，共价型，自由基型，络合型等新的化学键。
工业催化复习纲要
第一章催化剂与催化作用1.催化剂的定义与特征催化剂是一种物质，它能加速反应的速率而不改变该反应的标准Gibbs自由能变化改变反应途径，降低反应活化能，加快反应速度（催化剂的共性—活性），催化剂对反应具有选择性（催化剂的专用性），只能加速热力学上可行的反应，而不能加速热力学上不能进行的反应，只能加速反应趋于平衡，而不能改变平衡位置（平衡常数）2、催化反应分类催化反应机理分类反应：均相催化反应非均相（多相）催化反应酶催化反应机理：酸碱型催化反应氧化还原型催化反应2.催化剂的基本组成以及表示方法：主催化剂助催化剂载体4. 催化剂的反应性能：活性稳定性选择性 (转化率选择性产率) 活性：催化剂对反应加速的程度，用来衡量催化剂效能大小的指标稳定性是指催化剂活性和选择性随时间变化的情况热稳定性（活性组分挥发、流失；活性组分烧结或微晶长大，进而比表面、活性位减少）化学稳定性（稳定的催化剂化学组成和化合状态，活性组分和助催化剂不产生化学变化）抗污稳定性（催化剂表面积焦、积炭）抗毒稳定性（催化剂对有害物质毒化的抵抗能力）选择性：指所消耗的原料中转化成目的产物的分率。
用来描述催化剂上两个以上相互竞争反应的相对速率S（选择性）= [转化为目的产物所消耗的该反应物量 / 某反应物转化总量] × 100%Y（产率） = 转化率×选择性第二章吸附作用与多相催化1.多相催化的反应过程 (外扩散内扩散阻力消除措施效率因子)外扩散：反应物分子从气流中向催化剂颗粒外表面扩散（孔）内扩散：反应物分子从颗粒外表面向颗粒内表面扩散吸附：反应物分子在催化剂内表面吸附表面反应：吸附的反应物分子在催化剂表面上反应脱附：产物分子自催化剂内表面脱附（孔）内扩散：产物分子从颗粒内表面向颗粒外表面扩散外扩散：产物分子从催化剂颗粒外表面向气流中扩散効率因子η = 观测的反应速度 / 本征反应速率 < 12.吸附作用 (类型强弱大小)物理吸附和化学吸附化学吸附大于物理吸附3.固体吸附剂的表面模型理想表面模型（Langmuir表面模型）——理想吸附固体表面能量分布均匀，吸附分子间无相互作用●真实表面模型——真实吸附➢原有不均匀表面模型（Surface heterogeneity）固体原有表面能量分布是不均匀的。
工业催化复习
工业催化课程总结:第二章:1.催化剂只能加速反应达到平衡,而不改变平衡常数,因此可逆反应的正逆反应速率常数之比k正/k逆保持不变。
2.根据催化作用以及催化剂定义和特征分析,有三种重要的催化指标:活性、选择性和稳定性。
3.助催化剂是催化剂的辅助成分,按作用机理可分为结构型和电子型两类。
4.助催化剂除促进活性组分的功能以外,也可以促进载体功能。
5.将活性组分用不同方法负载于载体上,可以使催化剂获得大的活性表面和适宜的孔结构。
6.催化剂的机械强度与载体的材质、物性及制法有关。
7.活性是指催化剂影响反应进程变化的程度。
对于固体催化剂,工业上常采用给定温度下完成原料的转化率来表达8催化剂的稳定性,是指它的活性和选择性随时间变化的情况。
9工业催化剂的寿命是指在工业生产条件下,催化剂的活性能够达到装置生产能力和原料消耗定额的允许使用时间。
10.均相催化是指催化剂与反应介质不可区分,与介质中的其他组分形成均匀物相的催化反应体系。
11.均相催化目前研究发展的主攻方向之一是将均相催化剂固载化,方法是将活性组分金属原子锚定在有机高聚物和无机高聚物上。
考核要求:1、掌握催化作用的定义与特征;2、掌握催化剂的组成与载体的功能;3、掌握化工生产对工业催化剂的要求;4、理解均相催化剂的特征。
第三章:1.固体催化剂的表面键合能力强烈依赖于表面及其形貌特征,它们又关联到体相的物理和化学性质。
对于金属催化剂,则主要关注的是立方结构和六方密堆结构;对于非金属型催化剂,则需要关注更为复杂的结构。
2.催化所关注的金属多属bcc和Fcc晶体结构型,而催化剂载体材料一般采用绝缘体,如金属氧化物等。
4.多相催化反应过程中的化学过程与催化剂的表面结构、性质和反应条件有关,也称化学动力学过程。
5.外扩散速率的大小及其施加的影响,与流体的流速、催化剂颗粒粒径以及传递介质的密度、黏度有关。
实际上仅根据气流线速和粒径就可以做出判断。
6.由于催化反应经受着内、外扩散的限制,常使观测的反应速率较之催化剂本征的反应速率要低,故存在一个效率因子问题。
工业催化复习重点
催化剂的组成：活性组分；载体：催化剂活性组分的分散剂、粘合物和支撑体；活性随其比表面积增加助催化剂：本身没有活性或活性很小，加入使催化剂活性、选择性、寿命和稳定性提高。
稳定性（活性和选择性随时间的变化）：热稳定性、化学稳定性、机械稳定性。
0.3Tm（Huttig 温度）时，晶格表面质点的迁移；0.5Tm(Tammann温度)时，晶格体相内的质点迁移。
寿命：工业生产条件下，催化剂活性能够达到装置生产能力和原料消耗定额的允许使用时间。
晶体结构=点阵+结构单元金属催化剂：立方结构（bcc、fcc）六方密堆结构（hcp）填充分数Xi=原子体积/晶胞体积Fcc的配位数为12 Bcc为8 hcp为12X立方=0.52 Xbcc=0.68 Xfcc=0.74 Xhcp=0.74体相和表相结构的不完整性：Schottky型点缺陷：阴离子或阳离子的空缺；Frankel型缺陷：晶格点到隙缝位置产生晶格缺陷；线缺陷（位错）：邻边位错、螺旋位错；面缺陷：堆砌层错、颗粒边界。
Langmuir吸附等温式：θ=Kp/(1+Kp) p很低时θ=Kp分子吸附在催化剂表面的形式：1、某些分子在吸附前必须解离；2、具有孤对电子或π电子的分子，可以非解离的化学吸附；金属表面上化学吸附的应用：推算金属表面原子数目和金属表面积。
金属表面面积的测定：化学吸附法、吸附-滴定法金属负载型催化剂和多组分金属催化剂：用气体化学吸附的方法测量金属表面积。
氧化物表面积的测定：单一组分（BET法）、多组分（选择性吸附）N型半导体：受热半导体失去氧，阳离子氧化数降低；导电是靠电子；P型半导体：受热半导体获得氧，阳离子氧化数升高；导电靠正空穴的传递；B酸L酸酸中心的区分：研究NH3和吡啶在固体酸表面上吸附的红外光谱。
L酸特征峰：1450、1490、1610，B酸：1540碱土金属氧化物表面的碱活性位：羟基，活性位Ⅰ、Ⅱ、ⅢSⅠ催化异构化反应，SⅡ催化异构化和H-D同位素交换反应，SⅢ催化加氢功能。
工业催化-复习要点-丁春华剖析
工业催化-复习提要1催化剂和催化作用（1)催化剂是一种能够改变化学反应速率而不改变化学反应热力学平衡位置，且本身在化学反应中不被明显消耗的化学物质。
（2）催化作用的基本特征1）催化剂只能催化热力学上可行的化学反应2）催化剂只能改变化学反应速率，而不能改变化学平衡的位置3）催化剂对反应具有选择性4）催化剂具有寿命，催化剂并不能无限期地使用。
哪怕只是化学反应的短暂参与者，在长期受热和化学作用下，也会经受不可逆的物理的或化学的变化，如：晶相变化、晶粒分散度的变化、易挥发组分的流失、易熔物的熔融等等，这些过程导致催化剂活性下降，当反应进行时催化剂经受亿万次这种作用的侵袭，最后导致催化剂失活。
（3）催化剂的性能指标活性、选择性、稳定性（4）催化剂的组成与载体的功能催化剂的组成：活性组分，载体，助催化剂载体的功能：1)提供有效的表面和适宜的孔结构，维持活性组分高度分散；2)增强催化剂的机械强度,使催化剂具有一定的形状；3)改善催化剂的热传导性能，以满足反应过程的传热要求；4)减少活性组分的用量，特别是贵金属的用量；5)提供附加的活性中心；6)活性组分与载体之间的溢流现象和强相互作用，影响催化活性。
（5）对工业催化剂的要求应具备的三方面基本要求：1)适宜的活性2)较高的选择性3) 长寿命2 多相催化的反应步骤多相催化反应的步骤：i.催化剂内表面催化剂外表面内扩散ii. 反应物由外表面向催化剂内表面扩散；iii. 反应物吸附在表面上；iv. 反应物在表面上进行反应，生成产物；v. 产物从表面上解吸；vi. 产物从内表面向外表面扩散；vii. 产物从外表面向气体主体扩散气相产物外表面3 Langmuir 吸附等温式（1）Langmuir吸附模型(理想吸附模型)：⑴吸附是单分子层的–每个吸附分子占据一个吸附位；当固体表面铺满一个单分子层以后，吸附达到极限，V=V m；⑵表面是均匀的--固体表面各处吸附能力相同；⑶表面上的吸附质分子间无相互作用--吸附质只与吸附剂间发生相互作用；⑷吸附平衡是一动态平衡。
工业催化复习
⑵ Brønsted 酸碱概念(B酸碱)
⑶ Lewis酸碱概念(L酸碱)
2. 酸位的来源
1）润载酸
这类材料酸性主要来源于被润载的液体酸，主
要表现为质子酸。
2）氧化铝 未经焙烧的Al2O3表面，含有大量两性羟基，几乎 无酸性，比硅胶酸性还低；焙烧后显示出强酸性，酸度 接近硅酸铝，主要是L酸，也有L碱部位存在。
1450cm-1、1490cm-1和1610cm-1处有一特征峰。
4. 酸强度的测定
酸强度是指给出质子的能力（B酸强度）或接受电子 对的能力（L酸强度）。通常用酸强度函数H0表示固体酸 强度，H0也称为Hammett函数。 H0愈小，酸强度越强。 H0值可为正或负，H0值愈大，酸愈弱；H0值愈小，酸愈
4.吸附
项目 推动力 化学吸附 化学键力 物理吸附 范德华力
吸附层
选择性
单层
有
单层或多层
无
可逆性
吸附温度 热效应 吸附速率 活化能
可逆或不可逆
取决于Ea 接近化学反应热 (40～800kJ/mol) 低温慢，高温快 多数较小，～50kJ/mol
可逆
低于吸附质的沸点 接近凝聚热 (8～20kJ/mol) 快，受扩散控制 0
(1)SiO2和Al2O3形成硅酸铝,Al3+部分取代硅氧四面体中Si4+→晶体中缺 少一个正电荷→Al- 中心→负电场。为保持整个晶体电中性,在Al周围吸 附一个H+,这个H+就是B酸中心,图4-23(a)。 (2)处于晶体结构边缘的Al3+ → L酸中心，图4-23(b)。 (3)硅酸铝吸附水易给出的弱连接的H+,该H+亦成为B酸中心,图4-23c。
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10.（记住这几个衅化率）=喂1111"〃。
％ s （选择1. 催化剂定义：催化剂是一种物质，它能够加速反应的速率而不改变该反应的标准Gibbs 自由嬉变化。
2. 催化剂特征：a.催化剂只能加速热力学上可以进行的反应，而不能加速热力学上无法进行 的反应。
b.催化剂只能加速反应趋于平衡，而不能改变平衡的位置（平衡常数）。
c.催化剂对 反应具有选择性。
d.催化剂具有一定寿命。
3. 催化剂组成：活性组分、载体、助催化剂。
4. 固体催化剂衡量标准：a.给定温度下完成原料的转化率（活性越高，原料转化率的百分数越 大）。
b.完成给定的转化率所需的温度（温度越低活性越高）。
c.完成给定的转化率所需的空速 （空速越高活性越高）。
d.给定条件下目的产物的时空收率。
5. 载体种类：可以是天然的也可以是人工合成的，可分为低比表面积与高比表面积。
6. 催化指标：活性、选择性、稳定性。
7. 工业催化剂稳定性：热稳定性、化学稳定性、机械稳定性。
8. 助催化剂种类：结构型、电子型。
9. （记住这句话）均相催化常用于液相反应。
转化成目的产物的指定反应物的量X100% 已转化的指定反应物的量v _转化成目的产物的指定反应物的量X100 % 丫（产率）一 指定反应物进料的址1. 多相催化反应步骤：（1）反应物分子从气流中向催化剂表面和孔内扩散；（2）反应物分子在 催化剂表面上吸附；（3）吸附的反应物分子在催化剂表面上相互作用或与气相分子作用进行 化学反应；（4）反应产物自催化剂内表面脱附；（5）反应产物离开催化剂表面向催化剂周围的 介质扩散。
2. 扩散过程：内扩散、外扩散。
4. 吸附平衡定义：当吸附与脱附速度相等时，固体表面上吸附的气体量维持不变，这种状态 即为吸附平衡。
5. 吸附等温线定义：对于给定的物系，在温度恒定和达到平衡的条件下，吸附质与压力的关 系称为吸附等温式或称吸附平衡式，绘制的曲线称为吸附等温线。
6. 吸附等温方程：, 一K 8= KpLangmuir简单吸附式：】°】K^>0= J_ "C —1 pBet等温方程：火例一力)E财伽7.解离吸附特点：解离吸附分子在表而上的覆盖度与分压的平方根成正比。
工业催化课知识点总结
工业催化课知识点总结一、催化的原理和概念1. 催化的定义：催化是指在化学反应中，通过添加催化剂，降低反应的活化能，加快反应速率的过程。
催化剂通常不参与反应的终点物质，也不改变反应的平衡位置。
2. 催化的原理：催化是通过改变反应的过渡态的能量，降低反应的活化能，从而加速反应速率。
催化剂通过提供新的反应通道或减少反应物的间障，来促进反应的进行。
3. 催化剂的作用：催化剂可以通过多种途径来促进反应的进行，包括提供新的反应途径、减少反应物的能量障碍、提供反应物的正确导向等。
4. 催化剂的分类：根据催化剂的物理状态和作用方式，可以将催化剂分为固体催化剂、液态催化剂和气体催化剂。
根据其作用方式，可以将催化剂分为酸性催化剂、碱性催化剂、还原型催化剂等。
5. 催化反应的动力学：催化反应的速率通常可以用速率常数和反应物浓度的关系来描述，催化剂的作用可以通过改变速率常数来影响反应速率。
二、催化剂的特性和性能1. 催化剂的活性：催化剂的活性指的是其促进反应进行的能力，通常可以用反应速率来表征。
2. 催化剂的选择性：催化剂的选择性指的是其对不同反应产物的选择作用，通常可以通过理化方法和理论研究来实现。
3. 催化剂的稳定性：催化剂的稳定性指的是其在反应条件下不发生明显变化的能力，通常可以通过催化剂的结构和成分来实现。
4. 催化剂的表面特性：催化剂的表面特性对其活性和选择性有明显影响，包括表面能、表面结构、氧化还原性等。
5. 催化剂的再生性：催化剂通常需要经过多次使用，其再生性能对催化剂的经济性和可持续性有重要影响。
三、工业催化过程1. 工业催化的应用范围：工业催化广泛应用于石油加工、化工生产、环境保护等各个领域，其应用范围涉及烃类转化、氧化还原反应、氢化反应等。
2. 石油催化裂化：石油催化裂化是石油加工中最重要的催化技术之一，通过催化剂的作用，将重质石油馏分转化为轻质产品和高附加值产物。
3. 氧化还原反应：氧化还原反应也是工业催化中的重要应用之一，包括氧化脱氢、脱氧、氧化脱硫等。
工业催化复习纲要
催化：题型：选择题（30分）、填空（20分）、判断（10分）、简答（20）、简单推导（20分）1、 催化剂IUPAC 的定义：催化剂是一类增加反应速率但不改变反应总标准吉布斯自由能的物质2、3、 催化反应种类：均相催化、非均相催化（多相催化）、酶催化4、 催化剂的种类均相、多相、酶催化剂5、 催化剂的化学组成：1固体催化剂：主催化剂，共催化剂，助催化剂，载体2配合物催化剂：主催化剂（中心原子），助催化剂（配体）或主催化剂和助催化剂均是配合物3酶催化剂：酶=酶蛋白+辅基（辅酶），相当于主催化剂和助催化剂，两者分别存在时，均无活性。
6、 催化剂的特点：1可改变反应路径：路径改变，相应的能垒发生改变 2可改变速率：速率可增大，也可降低，如果正反应速率增大（或减小），则逆反应的速率也增大（或减小） 3反应前后本身不发生质的改变 4总反应的θm r G ∆不变 5催化剂具有选择性 6催化剂具有一定的寿命 7催化剂具有一定的活化温度8催化剂具有专一性 9催化剂具有高效性（可能中毒）其中三个指标最重要：活性、选择性、稳定性（寿命）研究中，开发新工艺和催化剂时首先追求高活性，其次是高选择性，最后才是稳定性；对现行流程和催化剂改进时，首先追求选择性，其次是稳定性，最后才是活性。
7、 载体的功能：载体时催化活性组分的分散剂、粘合物或支撑体，是负载活性组分的骨架。
载体分为高比表面积和低比表面积两类。
载体不仅关系到催化剂的活性、选择性，还关系到他们的热稳定性和机械强度，关系到催化过程的传递特性。
8、 助催化剂分类：按作用机理不同分为：结构型和电子型。
结构型助催化剂的作用主要是提高活性组分的分散性和热稳定性。
电子型助催化剂的作用是改变主催化剂的电子结构，促进催化活性及选择性。
助催化剂除促进活性组分的功能外，也可以促进载体功能。
9、 载体的功能：1提供有效的表面和适宜的孔结构；2增强催化剂的机械强度，使催化剂具有一定的形状；3改善催化剂的传导性；4减少活性组分的含量；5载体提供附加的活性中心；6活性组分与载体之间的溢流现象和强相互作用可诱导出新的活性。
工业催化全书知识点总结
工业催化全书知识点总结1. 催化原理催化是一种通过降低活化能来促进化学反应进行的过程。
在催化剂的作用下，反应物分子间的相互作用能降低，使得化学反应更容易发生。
基本催化原理包括吸附、表面反应和脱附等过程，这些过程在催化剂表面上发生。
2. 催化剂的分类催化剂可以根据其物理和化学性质进行分类。
例如，根据其结构可以分为均相催化剂和异相催化剂，根据其化学性质可以分为酸性催化剂、碱性催化剂和金属催化剂等。
不同类型的催化剂在不同的反应中起着重要作用。
3. 催化反应的动力学催化反应的动力学研究了催化剂在反应中的作用机制，包括催化剂对反应速率的影响、反应物的吸附和解吸过程等。
动力学研究有助于了解催化反应的发生机制，为设计和优化催化剂提供理论指导。
4. 工业催化应用工业催化广泛应用于许多工业领域，如石油加工、化学品生产、环境保护和能源转化等。
其中，石油加工领域的加氢、氧化和裂化反应是最典型的工业催化应用。
5. 新兴催化技术随着科技的发展，新兴的催化技术如纳米催化、生物催化和光催化等逐渐成为研究的热点。
这些新技术能够提高反应的选择性和效率，同时减少对环境的污染，对工业催化领域有着重要的影响。
6. 催化剂的设计与制备催化剂的设计和制备是工业催化的重要环节。
通过合理的催化剂设计和制备工艺，可以提高催化剂的活性和稳定性，从而实现对目标产物的高效转化。
7. 催化剂的表征催化剂的表征是研究催化剂结构和性能的重要手段。
利用各种表征技术如X射线衍射、透射电子显微镜和傅里叶变换红外光谱等，可以了解催化剂的表面形貌、化学成分和晶体结构，为催化机理和性能的研究提供重要信息。
8. 催化反应的工程化工业催化反应的工程化包括了反应工艺的优化、反应装置的设计和运行控制等方面。
通过工程化的手段，可以实现反应的连续生产和自动化控制，提高工业催化过程的经济效益。
总的来说，工业催化全书涵盖了催化原理、催化剂的分类、动力学研究、应用领域、新兴技术、催化剂设计、表征技术和工程化等方面的知识点。
工业催化知识点总结
工业催化知识点总结第一章绪论1.什么是催化能力？以物质本身的存在，而非亲和力，去唤醒在某一特定温度下沉睡的亲和力。
2.汽油的型号表示的是辛烷值的高低，辛烷值的高低与汽油的抗爆性成正比。
第二章催化作用与催化剂1.催化剂是一种物质，它能加速反应的速率（动力学）而不改变该反应的标准Gibbs自由焓变化（热力学），即改变化学反应的过程。
2.催化剂作用的基本特征：a.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而反应上不能进行的反应。
b．催化剂只能加速反应趋于平衡，而不能改变平衡位置（）c．催化剂对反应有选择性。
d，催化剂的寿命。
在长期的化学作用下，会经受一些不可逆的物理的和化学的变化。
Notice：a．催化反应前后催化剂会有微小的变化（组成；纹理；纯金属催化剂在参加反应后表面变得粗糙，是由于压力和反应造成；晶格氧的脱离）。
b．尽管加快反应速率，但不参与反应者非催化剂。
3.催化剂的组成：活性组分，载体，助催化剂。
4.活性是指催化剂影响反应进程变化的程度。
5.与催化剂单位表面积相对应的活性称比活性。
a=k/s（k催化反应速率常数，s活性表面积）6.工业催化剂常用空·产率Y（T.S.）表示其活性，即一定条件下单位时间内单位体积或单位质量的催化剂所得的产物量，单位kg/（m3催化剂·h）或kg/(kg催化剂·h)7.当温度为0.3Tm（Hutting温度）时，开始发生晶格表面质点迁移（Tm为熔点）;当0.5Tm （Tammann温度）时，开始发生晶格体相内的质点迁移，原料中杂质，反应中副产物可能在活性表面吸附，将其覆盖，导致催化剂中毒。
8.何为“绿色化”？无毒无害，对环境友好，反应尽量遵循“原子经济性”，反应剩余产物与自然相容。
9.均相催化是指催化剂与反应介质不可区分。
10.均相催化的优点：反应性能单一，具有特定的选择性；反应条件温和，有利于节能；作用机理较清楚，易于精心设计调配研究和把握。
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工业催化复习要点
一、论述题
1、试说明催化剂的稳定性与寿命的区别和联系。
①催化剂的稳定性是指催化剂的活性和选择性随时间变化的情况；寿命是指在工业生产的条件下，催化剂的活性能够达到装置生产能力和原料消耗定额的允许使用时间。
②区别：催化剂的稳定性指的是变化情况，而催化剂的寿命指的是时间的长短。
③联系：催化剂的稳定性直接影响了其寿命，稳定性好的催化剂的寿命长，稳定性不好的寿命短。
2、半导体ZnO在氧气吸附之后电导比未吸附前低，现用ZnO作为CO氧化催化剂，反应时催化剂的电导增加。
请问（1）若O2的吸附为控制步骤时，（2）若CO的吸附为控制步骤时，分别提出增加催化剂的活性的措施。
根据半导体能带理论，ZnO是N型半导体，（1）O2的吸附为控制步骤时，O2得电子过程，应添加施主杂质，如Al3+等。
（2）CO的吸附为失电子过程，应添加受主杂质如Li+。
3、说说催化剂为什么不能改变平衡的位置。
因为化学平衡是由热力学决定的，DG0=-RTlnkp,其中kp为反应的平衡常数，DG0是产物与反应物的标准自由焓之差，是状态函数，只决定于过程的始态和终态，而与过程无关，催化剂的存在不影响DG0值，它只能加速达到平衡所需要的时间，而不能移动平衡点。
二、简答题
1、什么是d带空穴？它与金属催化剂的化学吸附和催化性能的关系，d带空穴是越多越好吗？
d带空穴是指金属的d带中某些能级未被充满，可看做d带中的空穴。
关系：有d带空穴，就能与被吸附的气体分子形成化学吸附键，生成表面中间物种，具有催化性能。
D带空穴越多，对反应分子的化学吸附也越强。
催化剂的作用在于加速反应物之间的电子转移，这就要求催化剂既具有接受电子的能力，又有给出电子的能力过渡金属的d空穴正是具有这种特性，然而对于一定的反应，要求催化剂具有一定的d空穴，而不是越多越好。
因为并不是d带空穴越多，其催化活性就越大。
过多可能造成吸附太强，不利于催化反应。
2、催化剂的四个基本特征是什么？
①催化剂只加速热力学上可以进行的反应，而不能加速热力学上无法进行的反应；
②只能改变化学反应的速度，而不能改变化学平衡的位置；
③催化剂参与化学反应: 通过改变反应历程、降低活化能而改变反应速度；
④催化剂对反应的类型、方向及产物的结构具有选择性。
一种催化剂只对特定的化学反应起催化作用。
3、载体的功能和作用是什么。
作用：分散作用，稳定化作用，支撑作用，传热和稀释作用，助催化作用。
功能：①提供有效的表面和合适的孔结构②增强催化剂的机械强度；
③改善催化剂的热稳定性；④减少活性组分的含量；⑤提供附加的活性中心；
⑥与活性组分之间的溢流现象和强相互作用
4、物理吸附和化学吸附的特点及两者的本质差别。
物理吸附是表面质点和吸附分子之间的分子力而引起的。
具体地是由永久偶极、诱导偶极、色散力等三种范德华引力。
物理吸附就好像蒸汽的液化，只是液化发生在固体表面上罢了。
分子在发生物理吸附后分子没有发生显著变化。
化学吸附是在催化剂表面质点吸附分子间的化学作用力而引起的，如同化学反应一
样，而两者之间发生电子转移并形成离子型，共价型，自由基型，络合型等新的化学键。
吸附分子往往会解离成原子、基团或离子。
这种吸附粒子具有比原来的分子较强的化学吸附能力。
因此化学吸附是多相催化反应过程不可缺少的基本因素。
区别
物理吸附化学吸附
吸附力范德华力化学键力
吸附层单层或多层单层
选择性无有
热效应较小，近于液化热较大，近于化学反应热
吸附速度较快，不需化能较慢，温度升高速度加快，需要活化能
5、多相催化反应的步骤。
①反应物分子从气流中向催化剂表面和孔内扩散②反应物分子在催化剂内表面上吸附③吸附的反应物分子在催化剂表面上相互作用或与气相分子作用进行化学反应。
④反应产物自催化剂内表面脱附⑤反应产物在孔内扩散到反应气流中去。
6、沉淀法和凝胶法有什么特点与不同。
沉淀法：通过溶质从均匀溶液中析出沉淀来制备无机或有机粉体的方法。
优点：能够制得纯度高、化学性能优良、成分可控的粉体；缺点：工艺流程长、废液多、产物损失较大，纯度低。
凝胶法：溶胶--凝胶法就是将含高化学活性组分的化合物经过溶液、溶胶、凝胶而固化，再经热处理而成的氧化物或其它化合物固体的方法。
优点：实现了反应物分子水平的均匀混合而成功消除了反应的扩散阻力，可以在低温合成高纯，粒度均一的超细粉体；缺点：有机溶剂来控制水解速度，致使成本较高。
7、生物催化反应的特征。
高效性，催化特殊反应可改造的催化活性；选择性，位点专一、立体专一性催化获得手性化合物；温和性（反应条件温和，常温常压和近中性）环境友好（原子经济性反应，副产物少，三废少）
四、计算题。
1、时空产率的计算公式。
Y=N B/(V*T) 例子苯加氢生产环己烷，年产15000吨环己烷的反应器，内装有Pt/Al2O3催化剂2m3，若催化剂的堆积密度为0.66g/cm3，一年按300天生产计算，计算其时空产率。
Y T.S.=15000*1000/（2*300*24）（单位体积）单位：kg/(m3催化剂h)
2、TIO2与ZnO
五、名词解释
满带：凡是能被子电子完全充满的能带叫满带。
导带：凡是没有完全被电子充满的能带。
空带：根本没有填充电子的能带。
禁带：在导带（空带）和满带之间没有能级不能填电子，这个区间叫禁带。
半导体的禁带宽度一般在0.2-3eV。
施主能级：杂质能级出现在靠近半导体导带下部称为施主能级。
施主杂质：能够给出电子的杂质。
受主能级：杂质能级靠近满带上部称为受主能级。
受主杂质：易于接受电子的杂质。
费米能级Ef ：费米子（自旋为半整数的粒子）系统在趋于绝对零度时的化学位，是空带和满带的分界处，及电子占用的最高能级。
电子逸出功Φ：把一个电子从半导体内部拉到外部，变成完全自由电子时，所需要的最小能量。
即Ef到导带顶的能量差。
六、填空。
1、催化剂的宏观物性表面积、孔结构、密度、机械强度等物理量。
2、工业上使用的催化剂的制备方法：沉淀法、浸渍法、混合法、离子交换法、熔融法
3、能够给出质子和接受电子对的固体叫做固体酸。
4、造成催化剂失活的原因：中毒、烧结和热失活、结交和堵塞。
七、补充。
1、什么是合金催化剂？
活性组分是二种或两种以上金属原子组成，如Ni-Cu合金加氢催化剂。
2、催化剂的物理结构组成固体催化剂各粒子或粒子聚集的大小、形状与孔隙结构所构成的表面积、孔体积、孔大小的分布及与此相关的机械强度。
3、浸渍法和沉淀法的区别。
浸渍法：将一种或几种活性组分通过浸渍载体负载在载体上的方法；优点：浸渍法比较经济，且催化剂形状、表面积、孔隙率等主要取决于载体，容易选取；缺点：干燥过程会造成活性组分迁移。
沉淀法：通过溶质从均匀溶液中析出沉淀来制备无机或有机粉体的方法。
优点：能够制得纯度高、化学性能优良、成分可控的粉体；缺点：工艺流程长、废液多、产物损失较大，纯度低。
4、燃料电池的工作原理。
阴极：H2-----2H++2e-
阳极：2H++2e-+1/2O2-----H2O
总反应：2 H2+ O2-------2 H2O
5、三大合成材料：合成橡胶，合成纤维，合成树脂
6、测定金属表面积的方法。
×6.02×1023N0S0 (V: ml; N0: 化学计量数；S0：单个原子占据的面积) ○1S m=V
2400
○2S m=n m s×X m×N s−1(n m s:吸附量；X m：化学计量数：N s:单位面积原子数目)
7、晶面和晶面指标。
晶面指数：晶面在三个晶轴上的倒易截数的互质整数之比
（h*k*l*）为晶面指标，
8、环境友好催化技术。
1）防止废弃物产生，不是产生后再处理2）合成方法应设计成尽可能将所有起始物嵌入到最终产品中3）反应中应尽可能不使用对人体健康和环境有害的物质4）设计的化学品应在保障其功能的同时尽量使其毒性最小5）尽量不使用有毒辅助物质6）能量消耗应尽可能少，能为环境和经济所认可7）只要技术上允许，应尽可能使用可再生材料8）应尽量避免不必要的派生过程（屏蔽基团、临时性修饰等）9）尽量使用具有催化选择性的试剂10）产品完成自身功能后，不在滞留环境中，可降解11）需开发实时、跟踪监控分析方法，预先监控有毒物的形成12）应使潜在的随即化学事故可能性为最小（泄露、爆炸等）。
9、冶金物理法制备多晶硅的成本和能耗
冶金法由于投资小、成本低、建设周期短、无化学污染等优势，但冶金物理法制备的多晶硅因纯度较低、存在衰退性强的特点。
10、三效催化剂：能同时对因燃烧不完全而产生的CO/HC/NOx三种有害物起催化净化作用，使它们分别氧化、还原成为对人体健康无害的CO2、N2和H2O。
11. 合金效应：一种金属被另一种金属稀释的几何或集团效应，以及电子相互影响的“配位体”效应。
12. 溢流现象：固体催化剂表面活性中心（原有的活性中心）径吸附产生一种离子的或者自由基的活性物种，他们在迁移到别的活性中心处（次级活性中心）的现象。
它们可以化学
吸附有导出新的活性或进行某种化学反应，如果没有原有活性中心，这种次级活性中心不可能产生出有意义的活性物种，这就是溢流现象。