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催化原理复习提纲 1~4章
第一章:绪论1、催化的重要性(理解,能举例,开放性题目)答:催化有三重意思:催化科学、催化技术和催化作用。
催化科学:是研究催化作用的原理;研究催化剂①为何能使反应的分子活化,②怎样活化③以及活化后的分子的性能和行为;其重要性需由催化技术的广泛应用来说明,体现在提供理论指导。
催化科学①通过开发新的催化工程革新化学工业,提高经济效益和产品的竞争力,②通过学科渗透为发展新型材料(敏感材料、光电转换材料、储氢材料)和利用新能源做出贡献,③其跨学科性对生命科学有重要潜在意义,④将获得的对于活性中心的认识推广到分子学科的其他领域,通过对不同领域的分子作用机理的对比,获得新发现为本身的新应用创造条件。
催化技术:是催化作用原理的具体应用;90%以上的化学工业涉及催化技术,60%以上的产品与催化技术有关,在发达国家由催化技术直接和间接的贡献达到20-30%GDP;催化技术是现代化学工业的支柱和核心技术,而催化材料是催化技术的灵魂。
催化剂应用领域如下:(1)合成氨及合成甲醇: 产量最大的合成化学品(合成氨技术为一战提供火药和粮食)(2)石油炼制(煤、天然气)与合成燃料:运输量和消费量最大的化学品(二战德国:依赖于煤油的大生产)(3)无机化学工业:酸、碱、盐,硫酸和硝酸的生产(4)基本有机合成工业:醇、醛(酮)、酸、酯、腈(5)三大合成材料:合成树脂与塑料、合成橡胶、合成纤维(Ziegler-Natta、后过渡金属、茂金属催化剂)(6)精细化工产品:品种最多、平均单价高的化学品(7)生物化工:最有潜力和发展前景的化工领域(8)环境化学:与人类生存密切相关的领域,尾气净化催化作用:其理论对催化科学的形成奠定了基础,特别是化学热力学及化学动力学的理论。
如反应中间物种的形成与转化、晶格缺陷、表面活性中心、吸附现象以及诸多的实验研究方法对于探索催化作用的本质,改进原有催化剂和研究新的催化过程有推动作用。
总而言之:催化是中心科学。
催化期末重点
一个催化剂是一种物质,它增加一个化学反应达到平衡的速率,但它本身不永久的牵涉在反应中。
这种作用称为催化作用。
涉及催化剂的反应称为催化反应。
2催化剂定义的三层含义●作为一种化学物质参与反应:它是一种物质;必须参与反应---不能远程作用;遵守所有化学作用原理●提高反应达到平衡的速率:不能改变化学平衡和体系热力学状态●本身不永久与反应物结合:一定量催化剂能够参与大量分子的反应3.催化剂基本原理催化剂作用的基本原理:降低反应的活化能---加速化学反应趋于热力学平衡点How改变反应途径Method中间化合物、暂时介入4.、催化作用的四个基本特征(1)化学平衡不能被改变。
--化学平衡性质是状态函数,取决于始终态(2)催化剂以相同的比例加速正逆反应。
(3)催化剂对反应具有选择性。
(4)催化剂的使用寿命有限5.催化剂的三大指标1)活性:催化剂影响反应进程变化的程度。
化学(抗毒)稳定性:催化剂对有害杂质毒化的抵制能力2)选择性:指所消耗的原料中转化成目标产物的分率。
3)稳定性:显示催化剂活性和选择性随时间变化的情况,通常以寿命表示。
包括:热稳定性、化学(抗毒)稳定性、机械强度稳定性6.催化剂组成与功能1)活性组分或称主催化剂:催化剂中提供基本化学活性的主要成分,是催化作用的根本性物质。
2)载体:作为活性组分的支撑体,提供有效的表面和适宜的孔结构,维持活性组分高度分散,使活性组分保持大的表面积。
3)助催化剂:助剂改善催化剂某一方面的性质;量很小7.金属分散度(DM)的定义:分散在载体表面上的金属原子(NS)与金属总原子数(NT)之比。
DM = NS / NT8.加入助催化剂的目的具有两类活泼部位,一类活泼部位催化反应的某些步骤,而另一类活泼部位则催化反应的另一些步骤,这种催化剂称为双功能催化剂。
例如:正庚烷的异构化10.协同催化剂若它们单独存在时对反应也有活性,则称这种催化剂为协同催化剂(cocatalyst)。
例如:MoO3-Al2O3脱氢催化剂11.溢流现象:溢流现象:是指固体催化剂表面的活性中心(原有的活性中心)经吸附产生出一种离子或自由基的活性物种,它们迁移到别的活性中心处(次级活性中心)的现象。
催化化学复习资料(一)2024
催化化学复习资料(一)引言概述:催化化学是化学领域中一门重要的学科,它研究的是催化剂如何促进化学反应的进行。
本文将针对催化化学进行复习,介绍催化剂的分类、催化反应的基本原理、催化剂的活性与选择性、催化剂的失活与再生以及催化反应中的动力学等内容。
一、催化剂的分类:1. 酸催化剂:介绍酸催化剂的作用原理和优点。
2. 碱催化剂:介绍碱催化剂的作用原理和应用领域。
3. 金属催化剂:介绍金属催化剂的特点和催化机理。
4. 酶催化剂:介绍酶催化剂在生物催化中的应用和特点。
5. 复合催化剂:介绍复合催化剂的结构和催化性能。
二、催化反应的基本原理:1. 催化反应的速率方程:介绍催化反应速率方程的推导和应用。
2. 催化剂与反应物之间的作用:探讨催化剂与反应物之间的作用机制和热力学因素。
3. 控制催化反应的条件:介绍催化反应的温度、压力和物质浓度等因素在催化反应中的作用。
4. 催化反应的平衡与动力学:解释催化反应达到平衡态和动力学控制的条件和方法。
5. 催化反应的催化剂和反应物的选择:讨论选择适当催化剂和反应物的重要性和方法。
三、催化剂的活性与选择性:1. 催化剂的活性和活性中心:介绍催化剂的活性和活性中心的定义和重要性。
2. 催化剂的选择性:探讨催化剂的选择性与反应路径的关系和调控方法。
3. 催化剂的表面修饰:介绍通过表面修饰提高催化剂活性和选择性的方法和原理。
4. 催化剂的载体:讨论不同载体对催化剂活性和选择性的影响和选择方法。
5. 催化剂的形态效应:解释催化剂形态对反应活性和选择性的影响和调节方法。
四、催化剂的失活与再生:1. 催化剂的失活类型:介绍物理失活和化学失活两种催化剂失活的类型和机制。
2. 催化剂的再生方法:探讨常见的催化剂再生方法和实际应用情况。
3. 催化剂失活的原因与控制:解释催化剂失活的原因和控制方法。
4. 催化剂寿命评价:介绍催化剂寿命评价的方法和实际应用。
5. 催化剂的稳定性:讨论提高催化剂稳定性的措施和研究方向。
催化剂课---复习重点及习题
第二章、相转移催化剂及催化作用
一、季铵盐、聚乙二醇类、冠醚三类催化剂的结构与催化活性
的关系。
二、三类催化作用原理。 三、影响相转移催化反应的因素。 习题: 1.举例阐述季铵盐、聚乙二醇类、冠醚三类PTCt的催化作用原
理。
2.简要说明三类PTCt的结构与催化活性的关系。 3.PTC中,怎样选择PTCt和溶剂。 4.简要说明温控相转移催化及固载化PEG的优越性。
第四章、金属催化剂及其催化作用
一、金属催化剂的特性 二、金属催化剂的化学吸附与催化性能的关系 三、能带理论中的d带空穴与催化活性的关系 四、价键理论 d%的算法 五、晶面 米勒指数表示晶面 六、多位理论 七、晶格缺陷 八、分散度与催化理论的关系 九、什么叫结构敏感行为 十、合金催化剂及其催化作用 习题: 48,53,58,63
第三章、酸碱催化剂及其催化作用
一、酸碱中心的形成
包括规则和Tanabe规则及其应用
离子交换树脂中心的形成 二、固体酸表面酸性质的测定
包括Hammett指示剂的胺滴定法、吡啶—IR光谱法
三、酸碱催化作用及其催化机理 包括酸中心强度与催化活性和选择性的关系 四、沸石分子筛的组成、特性、酸中心的形成、择形催化 习题:27、28、37、38
复习催化原理、
第一章绪论1、催化作用的分类P4(1)均相催化指催化剂与反应物处于相同的物相,如SO2在NO催化下的氧化,硫酸催化乙酸乙酯的水解。
优点:混合均匀、反应快、阻力小;缺点:反应后分离困难、不适合大型生产,只适于小批量生产(2)多相催化指催化剂与反应物处于不同物相时发生的催化。
(3)酶催化,介于均相和多相之间,是由组成十分复杂的蛋白质为催化剂的反应,反应条件温和,活性特高,选择性亦很高。
2、催化活性P6催化活性(catalytic activity)反映催化剂转化反应物能力的大小。
这种能力大,活性就高;否则,活性就低。
表示催化活性最常使用的指标就是转化率。
X=(反应物转化量/引入体系的反应物总量)×100%3、选择性P6反应物沿某一途径进行的程度,与沿其余途径进行反应的程度的比较,即为催化剂对某反应的选择性。
4、催化剂的功能与分类P7有的催化剂,因为能催化两类反应而被叫做双功能催化剂。
依据催化剂的功能,催化剂大致可分成P8页表1.3的几类。
(DIY)第二章吸附作用1、吸附基本术语(1)吸附剂——吸附气体的固体物质(2)吸附质——被吸附的气体(3)吸附态——吸附质在表面吸附以后的状态(4)吸附中心或吸附位——吸附发生在吸附剂表面的局部位置上,这样的位置即为~(5)表面吸附络合物——吸附中心与吸附的物质共同构成~(6)吸附过程——当固体表面上的气体浓度由于吸附而增加时(7)脱附过程——当气体在表面上的浓度减小(8)吸附现象——当气体与清洁固体表面接触时,将与固体表面发生相互作用,气体在固体表面出现累积,其浓度高于气相这种现象称~2、吸附态和吸附化学键(DIY)吸附态:在表面吸附以后的状态。
吸附化学键:吸附分子与吸附中心借化学键力形成的键。
3、溢流效应P25溢流效应是吸附离子在表面上移动的另一种情况。
即在一个相(给体相)表面上吸附或产生的活性物种(溢流子)向另一个在同样条件下并不能吸附或产生该活性物种的相(受体相)表面上迁移的过程,称为溢流。
催化化学复习资料
1.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.催化剂的组成:主催化剂,共催化剂,助催化剂,载体。
主催化剂又称活化组分,是多元催化剂中的主体,是必须具备的组分,没有它就缺乏所需要的催化作用。
共催化剂是和主催化剂同时起催化作用的物质,二者缺一不可。
助催化剂是加到催化剂中的少量物质,这种物质本身没有活性或者活性很小,甚至可以忽略,但却能显著地改善催化剂效能,包括催化剂活性、选择性和稳定性等。
载体是主催化剂和助催化剂的分散剂、粘合剂、支撑体。
3.催化剂反应性能好坏的指标:包括催化剂的活性、选择性、稳定性。
4.催化剂的稳定性:是催化剂在使用条件下具有稳定活性的时间。
包括化学稳定性、耐热稳定性、抗毒稳定性、机械稳定性。
5.物理吸附:是靠分子间作用力,即范德华力实现的,由于这种作用力较弱,对分子结构影响不大,可把物理吸附看成凝聚现象。
6.化学吸附:是气固分子相互作用,改变了吸附分子的键合状态,吸附中心和吸附质之间发生了电子的重新调整和再分配。
化学吸附属于化学键力。
由于这种作用力强,对分子吸附分子的结构有较大影响,可以把化学吸附看成是化学反应。
ngmuir方程依据的模型:a吸附剂表面是均匀的,各吸附中心能量相同,b吸附分子间无相互作用,c吸附是单分子层吸附,其吸附分子与吸附中心碰撞才能吸附,一个分子只占据一个吸附中心,d一定条件下,吸附与脱附可建立动态平衡。
8.BET等温方程:根据物理吸附的多分子层吸附,假设a固体表面是均匀的,自由表面对所有分子的吸附机会相等,分子的吸附、脱附不受其他分子存在的影响。
B固体表面与气体分子的作用力为范德华引力,因此在第一吸附层上还可以进行第二、第三等多层吸附。
9.酸碱质子理论:凡是能提供质子的物质称为B酸,凡是能接受质子的物质为B碱10.酸碱电子理论:凡是能提供电子的物质为L碱,凡是能接受电子的物质为L酸。
催化剂与催化作用复习资料汇总
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_复习资料
第二章: 催化剂催化剂: 一种物质,能够加速反映的速率而不改变该反应的标准Gibbs 自由焓变化。
催化作用:是一种化学作用,是靠用量极少而本身不被明显消耗的一种叫催化剂的外加物质来加速或减慢。
化学反应速度的现象。
催化剂的基本特性:(1)只加速热力学可以进行的反应,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,而不能改变平衡的位置(平衡常数)(3)对反应具有选择性(4)催化剂的寿命。
催化剂好差的评价(价值):重要性顺序:选择性>寿命>活性工业催化剂着重考虑的问题:(1)活性(包括选择性)(2)稳定性(3)流体流动性(4)机械性质多组分催化剂的成分:(1)活性组分(2)载体(3)助催化剂助催化剂:包括电子型催化剂,结构性催化剂。
助催化剂是加入到催化剂中的少量物质,是催化剂的辅助成分,其本身没有活性或活性很小,但把它加入到催化剂中后,可以改变催化剂的化学组成,化学结构,离子价态,酸碱性,晶格结构,表面构造,孔结构,分散状态,机械强度等,从而提高催化剂的活性,选择性,稳定性和寿命。
助催化剂的作用:促进活性组分的功能,促进载体的功能。
载体的功能: 1.提高有效的和适宜的孔结构。
2.增强催化剂的机械强度 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。
溢流现象:固体催化剂表面的活性中心经吸附产生出一种离子的或自由基的活性物种,他们迁移到其他活性中心上的现象。
对工业催化剂的要求:活性,选择性和稳定性或者说寿命。
X(转化率)=已转化的制定反应物的量/ 制定反应物进料的量S(选择性)=转化成目的产物的指定反应物的量/ 已转化的指定反应物的量Y(产率)=转化成目的产物的指定反应物的量/ 指定反应物进料的量工业催化剂的稳定性:包括热稳定性、化学稳定性和机械稳定性看29 页图2-5思考题1. 什么是催化剂、催化作用及催化反应的补偿效应。
高考化学催化原理知识点
高考化学催化原理知识点催化反应是一种常见的化学反应方式,在高考化学考试中也是非常关注的一个知识点。
了解催化原理对于理解和解答相关题目非常重要。
以下是关于高考化学催化原理的知识点总结。
一、催化反应的基本概念催化反应是指通过加入催化剂,能够改变反应速率但不改变反应物和产物的化学性质的反应过程。
催化剂起到的作用是提供反应路径的一个新途径,使得反应过程中的活化能降低,从而使反应速率加快。
二、催化剂的分类1. 催化剂可以根据能否与反应物发生化学反应来分类,分为两类:(1)气相催化剂:这类催化剂与反应物都处于气相,常见的气相催化剂有铂、铑等贵金属。
(2)固相催化剂:这类催化剂与反应物中的至少一个处于固相,如催化裂化中的硅铝酸等。
2. 催化剂还可以根据在反应中的状态来分类:(1)同种催化剂:催化剂在固相反应中,与反应物和产物处于相同的状态。
(2)异种催化剂:催化剂在反应中与反应物和产物处于不同的状态,如气相催化剂在气体反应中。
三、催化反应机理1. 吸附过程:催化剂与反应物之间的吸附是催化反应的第一步,常见的吸附方式有物理吸附和化学吸附。
物理吸附是通过分子间的范德华力吸引使反应物附着在催化剂表面,而化学吸附则是通过化学键的形成使反应物附着在催化剂表面。
2. 反应过程:经过吸附后,反应物分子与催化剂表面发生反应,从而形成产物。
这个过程包括元素键的形成、键的断裂和分子中的原子重新排列等。
3. 解吸过程:产物分子在催化剂表面解吸,脱离催化剂表面成为游离态,完成一次反应过程。
四、催化原理的影响因素1. 温度:催化反应的温度对反应速率有很大影响。
在催化剂的作用下,反应温度可以降低,从而减少能量要求,加快反应速率。
2. 压力:压力对气相催化反应的影响较大。
增大压力可以增加反应物分子之间的碰撞频率,促进反应速率的提高。
3. 催化剂浓度:适量的催化剂浓度可以加快反应速率,但催化剂浓度过高则可能抑制反应。
4. 反应物浓度:反应物浓度的增加通常会加快反应速率,但超过一定浓度后,反应速率不再受反应物浓度的影响。
催化原理复习大纲-应用化学
“催化基础导论”课程复习大纲绪论知识点:催化作用的重要性催化作用与催化剂知识点:催化剂基本概念,作用特征,催化剂组成;重点:1.催化剂、催化作用、催化循环的表述方法。
2.催化剂的四个作用特征,催化剂如何加快化学反应速度;3.熟悉催化剂的组成。
4.催化剂的性能指标。
问题:1. 催化剂作用的特征有那些?催化剂能否改变化学平衡?只加速热力学上可进行的反应只能加速反应趋于平衡,而不能改变平衡的位置对反应具有选择性催化剂有一定的寿命2. 催化剂是如何加快化学反应速度的?使用催化剂是通过降低反应活化能来提高反应速率和控制反应方向的最有效方法3. 催化剂为什么具有寿命?P224. 催化循环?P225. 催化剂的组成及其作用(载体、助催化剂的功能)?活性组分,助催化剂(结构型和电子型),载体(载体的功能p24)6. 一个好的工业催化剂应满足哪些条件?一定的选择性,较高的稳定性,活性(工业上催化剂三因素的重要性顺序性:选择性>寿命>活性7. 催化剂的活性、选择性的含义是什么?如何计算?活性是指催化剂影响反应进程变化的程度选择性是指所消耗的原料中转化成目的产物的分率,P288. 何为转化率、收率?如何计算转化率、收率和选择性?p27, p28吸附作用与多相催化知识点:多相催化反应步骤、吸附与吸附等温方程、吸附的应用重点:1. 多相催化的反应步骤2. 吸附态及吸附化学键问题1. 多相催化反应包括哪几个步骤?P402. 何为控制步骤?何为动力学操作区?何为扩散操作区?总反应速度主要决定于其中起阻滞作用最大的一步,这样的步骤一般称为速度控制步骤多相催化反应步骤中的三个化学过程步如有一步为速控步骤时,称为动力学操作区四个扩散过程步之一为速控步骤时称处于扩散操作区。
3. CO分子的化学吸附都有哪几种可能的吸附态?为什么会存在多种吸附态。
吸附态:直线型、桥型、多重型、孪生型。
CO分子的化学吸附,既有π电子参加,又有孤对电子参加,所以它可以有多种吸附态;可以线形吸附在金属表面,也可以桥式与表面上的两个金属原子桥联,在足够高的温度下,还可以解离成碳原子和氧原子吸附。
催化化学知识点总结
催化化学知识点总结一、催化化学的基本原理1.化学反应动力学催化化学的基本原理涉及到化学反应动力学的研究。
化学反应速率是指单位时间内反应物的浓度变化。
催化剂可以通过降低反应的活化能来提高反应速率,从而促进化学反应的进行。
这是催化化学的基本原理之一。
2.催化剂的作用机制催化剂可以通过多种方式参与化学反应,包括吸附、活化、中间体形成和分子转移等。
催化剂可以提供不同的反应通道,从而选择性地促进某一种或几种化学反应,实现对目标产物的选择性合成。
3.催化剂的选择性催化剂的选择性是指其在化学反应中对不同反应物的选择性反应能力。
催化剂通过表面结构和化学成分的控制,可以实现对不同反应物的选择性催化,从而获得目标产物。
4.催化反应的稳定性催化剂在催化反应中会受到影响,其结构和活性可能发生变化,影响催化效果。
因此研究和提高催化反应的稳定性是催化化学的一个重要问题。
二、催化化学的分类催化化学可以根据催化剂的类型和反应类型进行分类。
1.催化剂的类型催化剂可以分为金属催化剂、金属氧化物催化剂、酶催化剂和催化剂剂作用相关的配基等。
金属催化剂包括贵金属催化剂、过渡金属催化剂和难吸物质阴离子催化剂等。
金属氧化物催化剂包括氧化铁、氧化锌、氧化钛等。
酶催化剂则是通过生物合成获取的一种天然催化剂,其在生物化学反应和酶工程中有着重要的应用。
2.反应类型催化化学的反应类型主要包括氧化反应、还原反应、氢化反应、脱氢反应、重整反应、裂解反应、缩合反应、异构化反应、气相反应等。
不同的反应类型需要选择不同类型的催化剂和反应条件。
三、催化化学的应用催化化学在许多领域都有着广泛的应用,主要包括工业生产、环境保护和能源开发等。
1.工业生产催化化学在化工工业中有着广泛的应用,包括石油加工、有机合成、气相反应、液相反应等。
催化化学可以提高化工工业生产的效率和产物纯度,减少能源消耗和环境污染。
2.环境保护催化化学在环境保护领域有着重要应用,主要包括汽车尾气净化、工业废水处理、有害气体吸附、雾霾治理和新型清洁能源研发等。
催化剂工程复习整理
第一章——工业催化剂概述IUPAC 1976 定义:催化作用是靠用量很少而本身不被消耗的一种叫做催化剂的外加物质来加速化学反应的现象。
催化剂是一种能够改变化学反应的速率,而本身又不参加最终反应的物质。
1.催化剂的基本特性①催化剂能够加快化学反应速率,但本身并不进入化学反应的计量。
这里指的是一切催化剂的共性——活性,即加快反应速率的关键特性。
由于催化剂在参与化学反应的中间过程后,又恢复到原来的化学状态而循环起作用,所以一定量的催化剂可以促进大量反应物起反应,生成大量产物。
②催化剂对反应具有选择性,即催化剂对反应类型、反应方向、产物结构具有选择性。
选择性强调催化剂的专用性和特殊性,活性强调共性。
③催化剂只能改变化学反应的速率,而不能改变化学平衡的位置。
④催化剂只能加速热力学上可能进行的化学反应,而不能加速热力学上无法进行的化学反应。
⑤催化剂不改变化学平衡,意味着对正方向有效的催化剂,对反方向的反应也有效。
2.具有加氢功能的催化剂往往对脱氢过程也有活性?对于任一可逆反应,催化剂既能加速正反应,也能同样程度的加速逆反应,这样才能使其化学平衡常数保持不变。
因此,某催化剂如果是某可逆反应的正反应的催化剂,必然也是其逆反应的催化剂。
设某可逆反应的化学平衡常数是Kr,其正、逆反应的化学反应速率常数分别为k1、k2,由物理化学可知Kr=k1/k2,又因为催化剂不能改变Kr,故它使k1增大的同时,必然使k2同比例的增大。
3.催化剂的分类(1)根据聚集状态分类——固体,液体,气体均相催化反应定义:当催化剂和反应物形成均一相时(气相均相催化反应:气体分子热分解反应;液相均相催化反应:碱催化的水解反应)多相催化反应定义:当催化剂和反应物处于不同相时(催化剂多为固体)乙烯+O2在液相催化剂中合成乙醛,反应在水中进行,属于均相反应。
(2)根据化学键分类——金属键、等极键、离子键、配位键、金属键(3)按元素周期律分类——主族元素、过渡元素(5)按工艺与工程特点分类(以组成结构、性能差异和工艺工程特点为依据)分为多相固体催化剂,均相配合物催化剂,和酶催化剂等三大类。
催化化学复习资料
引言概述:催化化学是化学领域中的一个重要分支,研究催化剂的设计和应用,以提高化学反应的速度和选择性。
本文是关于催化化学的复习资料,主要分为五个大点进行阐述。
首先,介绍了催化化学的基本原理和定义。
然后,讨论了催化剂的分类以及常见的催化反应类型。
接着,深入探讨了催化剂的活性中心和催化机理。
随后,论述了催化反应的动力学和热力学方面的相关知识。
最后,总结了催化化学的应用和未来发展方向。
正文内容:一、催化化学的基本原理和定义1. 催化化学的概念:催化化学是指通过添加催化剂来改变化学反应速率的一种方法。
2. 催化剂的作用原理:催化剂能够通过吸附、活化和解离等过程,降低活化能,提高反应速率。
3. 催化反应的基本条件:催化反应需要有合适的催化剂、适当的反应条件(温度、压力等)以及与反应物相互作用的活性中心。
二、催化剂的分类和催化反应类型1. 催化剂的分类:根据其物理性质和化学性质的不同,催化剂可以分为均相催化剂和异相催化剂。
2. 常见的催化反应类型:包括氧化还原反应、酸碱催化反应、氢化反应、选择加氢、加氢裂化等。
三、催化剂的活性中心和催化机理1. 活性中心的定义:活性中心是指在催化剂表面上能够与反应物发生作用的特定位置。
2. 催化剂的活性中心类型:包括酸性中心、碱性中心、金属活性中心等。
3. 催化机理的研究方法:通过理论计算、催化剂表征和反应动力学等方法,可以揭示催化过程中的关键步骤和反应路径。
四、催化反应的动力学和热力学方面的相关知识1. 动力学方面:研究催化反应速率与反应物浓度、温度等之间的关系,通过速率方程和反应级数来描述反应动力学。
2. 热力学方面:研究催化反应自由能变、平衡常数和反应方向等,借助吉布斯自由能及其变化来描述反应热力学性质。
五、催化化学的应用和未来发展方向1. 工业应用:催化剂在化工、石油加工、环境保护等领域有广泛的应用,例如催化裂化、催化氧化、催化还原等。
2. 清洁能源与可持续发展:催化化学在可再生能源和能源转换方面具有重要应用前景,如催化水裂解、催化氢化等。
催化原理知识点总结
催化原理知识点总结一、催化原理1.催化反应的定义催化反应是指在一定温度、压力和反应物浓度条件下,通过引入催化剂,加快化学反应速率的过程。
催化剂在反应物与产物之间起着桥梁的作用,使得反应物之间的碰撞频率增加,从而提高了反应速率。
2.催化剂的作用催化剂在催化反应中起到了降低反应活化能的重要作用。
反应活化能是指反应物从初始状态到过渡态所需的能量,是影响反应速率重要因素之一。
催化剂通过与反应物形成活化复合物,降低了活化能,从而提高了反应速率。
3.催化剂的特点(1)催化剂参与反应但不参与反应物或产物,可反复使用。
(2)催化剂对反应物之间的碰撞频率有促进作用,提高反应速率。
(3)催化剂的作用在反应结束后停止,不影响最终产物。
4.催化反应的优势(1)提高反应速率,减少能量消耗。
(2)改善产物选择性,减少副产物生成。
(3)节约原料和提高产率。
二、催化剂种类1.酸碱催化剂酸碱催化剂是指通过酸碱作用来促进化学反应的催化剂。
酸催化剂可以提供质子,促进反应物之间的碰撞;碱催化剂则可以提供羟基或质子接受体,促进反应物的中间体生成。
酸碱催化剂广泛应用于酯化、酰基化、烯烃加氢等反应中。
2.金属催化剂金属催化剂是指由金属或金属化合物构成的催化剂。
金属催化剂在有机合成、环境保护、燃料电池等领域有着广泛的应用。
常见的金属催化剂有Pd、Pt、Ru、Ni等。
3.酶催化剂酶催化剂是一种生物催化剂,可以在温和条件下促进生物化学反应。
酶催化剂具有高选择性、高效率等特点,在食品加工、医药生产等领域具有广泛应用。
4.氧化还原催化剂氧化还原催化剂是指通过提供或接受电子来促进化学反应的催化剂。
氧化还原催化剂广泛应用于有机合成、电化学、环境污染治理等领域。
5.光催化剂光催化剂是指通过光能来促进化学反应的催化剂。
光催化剂广泛应用于光解水、光催化降解有机污染物等领域。
6.复合催化剂复合催化剂是指由两种或多种催化剂组成的催化剂。
复合催化剂可以充分利用各种催化剂的优势,具有协同作用,提高了催化反应的效率。
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。
工业催化复习资料(整理)
2.1 催化剂和催化作用催化剂是一种能够与反应物相互作用,加速反应速率而不改变化学反应的标准Gibbs自由焓变化,且反应终结时本身保持不变的化学物质2.1.2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2.2 催化剂的组成与载体的功能2.2.1催化剂的组成应2.2.2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;⑶改善催化剂的热传导性能,以满足反应过程的传热要求;⑷减少活性组分的用量,特别是贵金属的用量;⑸提供附加的活性中心;⑹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。
2.3 对工业催化剂的要求具备的三方面基本要求: 1)适宜的活性 2)较高的选择性 3) 长寿命工业催化剂的四个基本指标:选择性、稳定性、活性、成本活性:催化剂影响反应进程变化的程度。
选择性:所消耗的原料转化成目的产物的分率。
稳定性:催化剂的活性和选择性随时间变化的情况。
寿命:在工业生产条件下,催化剂的活性能达到装置产能力和原料消耗定额的允许使用时间。
2.4均相催化剂的特征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。
用于液相反应,溶于反应介质中,以独立自由的分子形态存在。
用于MNR/IR等分析手段。
液态酸碱催化剂,可溶性过渡金属化合物催化剂和碘、一氧化氮等气态分子催化剂的催化属于这一类。
均相催化剂与多相催化剂的比较各自优缺点多相催化剂:无需连续添加催化剂;大大减少了腐蚀问题;简化了产品的回收;制造费用下降选择性较高;产品纯度很高;安全性增加均相催化过程有以下优缺点:(1)反应条件温和,有利于节能。
催化化学
1.转移酶 2.水解酶 3.裂解酶 4.异构酶 5.连接酶(合成酶) 6.氧化还原酶 a. 脱氢酶 b. 氧化还原酶
II.氧化还原反应
① 氧化还原反应:催化剂使反应物的分子中的键裂 解出现不成对电子,并在催化剂的电子参与下 与催化剂形成均裂键。这类催化反应包括加氢、 脱氢、氧化、脱硫等。 ② 酸碱催化反应:通过催化剂和反应物的自由电子 对或在反应过程中由反应物分子的键非均裂形 成的自由电子对,使反应物与催化剂形成非均 裂键。这类催化反应包括水合、脱水、裂化、 烷基化、异构化、气化、聚合等。 ③ 配位催化反应:催化剂与反应物分子发生配位作 用而使反应物分子活化。这类反应由烯烃氧化、 烯烃氢甲酰化、烯烃聚合、烯烃加氢、烯烃加 成、甲醇羰基化、芳烯氢化、酯交换等。
4. 催化剂的组成 (1)主催化剂 又叫活性成分,这是起催化作用的根本性物质。 (2)共催化剂 又叫协同催化剂。有的催化剂,其活性组份不 止一个,而且能和主催化剂同时起催化作用。 (3)助催化剂 可以提高主催化剂的活性、选择性,改善催化 剂的耐热性、抗毒性、机械强度和寿命等性能的 组分。其主要种类有结构助催化剂 、电子助催化 剂 、晶格缺陷助催化剂 、扩散助催化剂 。 (4)载体 载体是催化剂中其它物质的支撑体。
第二节 催化理论
1. 催化反应过程 多相催化反应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) 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。 上述步骤中的第(1)和(5)为反应物、产物的扩散 上述步骤中的第(1)和(5)为反应物、产物的扩散 过程。(2)、 过程。(2)、(3) 、(4)三步属于表面进行的化学过程。 (4)三步属于表面进行的化学过程。
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1.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.催化剂的组成:主催化剂,共催化剂,助催化剂,载体。
主催化剂又称活化组分,是多元催化剂中的主体,是必须具备的组分,没有它就缺乏所需要的催化作用。
共催化剂是和主催化剂同时起催化作用的物质,二者缺一不可。
助催化剂是加到催化剂中的少量物质,这种物质本身没有活性或者活性很小,甚至可以忽略,但却能显著地改善催化剂效能,包括催化剂活性、选择性和稳定性等。
载体是主催化剂和助催化剂的分散剂、粘合剂、支撑体。
3.催化剂反应性能好坏的指标:包括催化剂的活性、选择性、稳定性。
4.催化剂的稳定性:是催化剂在使用条件下具有稳定活性的时间。
包括化学稳定性、耐热稳定性、抗毒稳定性、机械稳定性。
5.物理吸附:是靠分子间作用力,即范德华力实现的,由于这种作用力较弱,对分子结构影响不大,可把物理吸附看成凝聚现象。
6.化学吸附:是气固分子相互作用,改变了吸附分子的键合状态,吸附中心和吸附质之间发生了电子的重新调整和再分配。
化学吸附属于化学键力。
由于这种作用力强,对分子吸附分子的结构有较大影响,可以把化学吸附看成是化学反应。
ngmuir方程依据的模型:a吸附剂表面是均匀的,各吸附中心能量相同,b吸附分子间无相互作用,c吸附是单分子层吸附,其吸附分子与吸附中心碰撞才能吸附,一个分子只占据一个吸附中心,d一定条件下,吸附与脱附可建立动态平衡。
8.BET等温方程:根据物理吸附的多分子层吸附,假设a固体表面是均匀的,自由表面对所有分子的吸附机会相等,分子的吸附、脱附不受其他分子存在的影响。
B固体表面与气体分子的作用力为范德华引力,因此在第一吸附层上还可以进行第二、第三等多层吸附。
9.酸碱质子理论:凡是能提供质子的物质称为B酸,凡是能接受质子的物质为B碱10.酸碱电子理论:凡是能提供电子的物质为L碱,凡是能接受电子的物质为L酸。
11.软硬酸碱理论:对外层电子抓得紧的酸为硬酸(HA),而对外层电子抓的松的酸为软酸(SA),属于二者之间酸为交界酸。
对于碱,电负性大,极化率小,对外层电子抓得紧,难于失去电子对的物质为硬碱(HB),极化率大,电负性小,对外层电子抓的松,容易失去电子对的物质为软碱(SB),属于二者之间的碱为交界碱。
12.Tanabe(田部浩三)假设条件:A,C1为第一种氧化物金属离子配位数,C2为第二种氧化物金属离子配位数,两种金属离子混合后配位数不变。
B. 氧的配位数混合后有可能改变,但所有氧化物混合后氧的配位数与主成分的配位数不变。
C 已知配位数和金属离子电荷数,用图模型可计算出整体混合氧化物的电荷数,负电荷过剩时可呈现B酸中心,而正电荷过剩时为L酸中心。
13.固体酸的性质:酸中心的类型、酸中心的浓度、酸中心的强度。
14.Hammett指示剂的胺滴定法:利用某些指示剂吸附在固体酸表面上,根据颜色的变化来测定固体酸表面的酸强度。
若指示剂由碱性色变为酸型色,说明H0<=pKa,若指示剂仍为碱型色,说明酸强度Ho>pKa15.人工合成分子筛:是金属Na+阳离子型沸石分子筛,即Na2O•Al2O3•mSiO2•PH2O16.沸石的最基本结构单元:是一级结构单元,由Si、Al、原子通过sp3杂化轨道与氧原子相连,形成以Si或Al原子为中心的正四面体。
17.笼结构是构成各种沸石分子筛的主要结构单元。
A型沸石分子筛的骨架结构是β笼和立方体笼构成的立方晶系结构,β笼的6个四元环通过氧桥相互连接,构成A型沸石的主笼————α笼。
18.沸石分子筛酸性质的调变:1)合成具有不同硅铝比的沸石,或者将低硅沸石通过脱铝提高硅铝比,在一定硅铝比的范围内,一般随硅铝比增加反应的活性和稳定性增加。
2)通过调节交换阳离子的类型、数量,来调节沸石的酸强度和酸浓度,从而改变催化反应的选择性。
19.金属催化剂:是指催化剂的活性组分是纯金属或者合金。
20金属催化剂的电子逸出功:指将电子从金属催化剂中移到外界(通常是指真空环境)所需要做的最小功。
或者说电子脱离金属表面所需要的最低能量,在金属能带图中表现为最高空能级与能带中最高填充电子能级的能量差,用θ来表示。
21.反应物分子的电离势:指反应物分子将电子从反应物中移到外界所需要的最小功,用Ι来表示,它的大小代表反应物分子失去电子的难易程度。
22.通常认为氢在金属催化剂上化学吸附时,与吸附中心转移配位电子数为1,所以选用镍和钴是合适的,尤其是镍具有较高活性。
23.人们在研究乙烯在各种金属薄膜上催化加氢时,发现随金属d%增加,加氢活性也增加。
24.分散度:指金属晶粒大小而言,晶粒大,分散度小;反之晶粒小,分散度大。
分散度D=表相原子数/(表相+体相)原子数。
25.表面上的原子有三种:晶角上的,晶棱上的和晶面上的。
26.金属Pt催化含有C---H键变化的烃类反应(如加氢、脱氢反应)是结构不敏感的。
与含有C---H键的反应相反,C---C键的反应和其他一些反应,如氧化反应是结构敏感反应。
27.溢流:指被吸附的活性物种从一个相向另一个相转移,另一个相是不能直接吸附生成该物种的相,即称为溢流。
溢流的作用:可引起氢吸附速率和吸附量增加,氢溢流使许多金属氧化物的还原温度下降,氢溢流能将本来是惰性的耐火材料氧化物诱发出催化活性,氢溢流还能防止催化剂失活,可使沉积在金属活性中心周围和载体上的积碳物种重新加氢而去掉,使毒化贵金属的硫生成H2S而消失。
28.满带:凡是能被电子完全充满的能带叫满带,凡是没有完全被电子充满的能带叫导带,根本没有电子填充的能带叫空带。
只有导带能导电。
29.半导体分类:n型半导体、p型半导体和本征半导体。
30.能级出现在靠近导带下部,称为施主能级。
在施主能级上的自由电子,很容易激发到导带中,产生自由电子导电,这种半导体称为n型半导体。
31.p型半导体:杂质能级出现在靠近满带上部,称为受主能级,在受主能级上有空穴存在,很容易接受满带中跃迁的电子,是满带产生正电空穴,并进行空穴导电。
叫p型半导体。
32.络合催化:通常指在均相(液相)系统中催化剂和反应物之间由于配位作用而进行的催化反应,包括催化剂与反应物发生络合活化作用,从开始直至反应完成的一切过程。
33.催化剂的主要制备方法:沉淀法,浸渍法,热分解法,熔融法,还原法。
34.沉淀剂和金属盐类的性质直接影响沉淀过程,为此沉淀剂多用氨气、氨水、碳酸铵等物质,因为这些物质在洗剂时容易除去,而不用KOH和NaOH,是因为某些催化剂不希望残留K+或Na+,再者KOH价格较高。
金属盐类多选用硝酸盐、碳酸盐、有机酸盐,因为这些酸根在焙烧过程中可分解为气体跑掉,而不会残留于催化剂中。
相反,若采用氯化物或硫酸盐,焙烧后残留的阴离子Cl—或SO42—会对催化剂强毒化作用。
35.催化剂的失活与再生:按照毒化作用的特性可分为永久中毒和暂时中毒。
暂时中毒可用无毒气体吹扫或除去进料中的毒物,催化剂活性可复原,即中毒作用是可逆的。
相反,永久中毒时不可逆的,即用无毒物的气体吹扫或从进料中除去杂质,催化剂活性仍不能回复。
36.BET等温方程计算式:V是平衡压力为P时的吸附量,P为吸附平衡时的压力,Po为吸附气体在该温度下的饱和蒸汽压,Vm为表面上形成单吸附层时所需要的气体体积,C是与第一层吸附热有关的常数。
37.Vm=1/(斜率+截距)比表面积定义为每克催化剂或吸附剂的总面积,V=22.4x103cm3Na=6.02x1023Am是一个吸附分子的横截面积。
38.催化剂的密度:①堆密度ρ堆当V=V堆时求的密度称为催化剂的堆密度。
ρ堆=m /V堆=m/﹙V隙+V孔+V真)②颗粒密度(假密度)ρ假当V=V堆-V隙时求的密度称为催化剂的颗粒密度ρ假=m /(V堆-V隙)=m/﹙V孔+V真)③真密度(骨架密度)ρ真当V=V真时求得的密度称为真密度ρ真=m/V真=m/[V堆-(V隙+V孔)]④视密度ρ视=m/[V堆-(V隙+V孔)]39. 比孔容积Vg=1/ρ假+1/ρ真孔隙率θ=1--ρ假/ρ真平均孔半径r=2Vg/Sg40..从费米能级(Ef)到倒带顶之间的能量差就是逸出功(φ)。
不同列型半导体逸出功大小不同。
n型半导体<本征半导体<p型半导体杂质类型费米能级E f逸出功φ电导率变化n型半导体P型半导体施主提高变小增加降低等温方程名称基本假定 数学表达式 应用范围 Langmuirq 与θ无关,理想吸附 化学吸附。
物理吸附 Freundichq 随θ增加对数下降 n>1化学吸附。
物理吸附 Temkhhq 随θ增加线性下降 化学吸附 BET 多层吸附 物理吸附38.用碳正离子反应规律说明下述反应机理。
C H 3CH 2CH 3265%H 2SO 4100℃加压C H 3CCH 2C CH 2CH 333答:①正碳离子生成(烯烃正碳离子生成)C H 3CH 2CH 3+H +C H 3+CH 3CH 3 ②正碳离子与烯烃作用生成新正碳离子。
C H 3C CH 2CH 3C H 3C +CH 3CH 3+C H 3CCH 2C +CH 3CH 33CH 3③催化剂还原CH 3C CH 2CH 2CH 33CH 3+H +受主 降低 变大 降低 增加1.BET 公式中V m 表示:表面上形成单吸附层时所需要的气体的体积。
当得出V m 后,将如何计算出比表面积S g ? S g =(V m /V ')N A A m (V '为吸附质的摩尔体积22.4×103cm 3,N A 为阿伏伽德罗常数,A m 为一个吸附分子的横截面积)A m =1.091[M/(ρL N A )]2/3×106(ρL 液态吸附质密度,M 吸附质相对分子质量)A m =4×0.866×[M/(4√2N A ρS )]2/3(ρS 为固态吸附质密度,将吸附当做液化,式中ρS 改用ρL )2.已知Ni 的d 空穴数=0.6,Co 的d 空穴数=1.7,Tc 的d 空穴数=3.2,试说明对于乙烯的加氢、合成氨反应,应选用和重金属催化剂?why 若将少量铜加入催化剂中,催化活性有何变化?对于乙烯反应可选用Ni 或Co ;对于合成氨反应可选用Tc 。
根据过渡金属d 空穴数与催化剂活性关系得知:当d 空穴数≈反应物分子吸附时电子转移数时,为中等吸附,有较好的催化活性。
乙烯加氢反应,乙烯在金属表面上吸附时电子转移数为1,所以选用d 空穴数接近于1的Ni 或Co 较好;而合成氨反应中,N 在金属表面上吸附时电子转移数为3,所以选用d 空穴数接近3的Tc ,这样才能给出较好的活性。
Cu 的d 电子层已充满电子,但有未成对的s 电子,若将Cu 加入上述各种过渡金属中,Cu 的s 电子可转移到过渡金属的d 空穴中,是上述各种金属的d 空穴数减少。