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。

10、 空速的定义：空速是指单位时间里通过单位催化剂的原料的量，它反应了装置的处理能力。 11、

12、

13、 什么是比活性？它有何特点？

S 为表面积或活性表面积。 催化剂的比活性只取决于它的化学组成与结构，与其表面大小无关。数值可以比较不同催化剂的催化能力。

14、 什么是转化率、选择性、收率及计算。

参见教材27页和例题2-1！。

15、 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三方面。

16、 什么是均相催化及其优缺点

答：均相催化指催化剂与反应介质不可区分，与介质中的其它组分形成均匀物相的催化反应体系。 优点： 1反应性能单一。 2:具有特定选择性 3:反应条件温和，节能 4:作用机理较清楚，便于调控设计催化剂 缺点：稳定性差、与产物分离困难。

17、 点阵:将晶体结构中某一类等同点挑选出来，它们有规则地、周期性重复排列所形成的空间几何图形即称为空间点阵，简称点阵。 晶胞是点阵结构的基本单元 转化率选择性产率⨯=

18、具有对称性的图形，能够经过一种以上而不改变任意两点间隔距离的动作使之复原。复原调动可以基于点、线、面，称其为对称单元。

19、对称操作有简单与复杂两类，简单操作有例反、反映、旋转和平移。复杂操作是简单操作的组合。

20、简单立方晶面的标记

21、FCC（立方密堆结构）具有最高填充分数。

22、晶格缺陷分为点缺陷、线缺陷、面缺陷三

类

23、常见点缺陷有：空位、填隙、替位；常见

线缺陷有：刃型位错（也称刃位错、棱位错）、螺

旋位错；常见面缺陷有：晶界、堆垛间界（堆垛层

错）。

24、多相催化反应的步骤

a）反应物分子从气流主体向催化剂表面和孔

内扩散；

b）反应物分子在催化剂内表面上吸附；

c）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；

d）反应产物自催化剂内表面脱附；

e）反应产物从孔内扩散出催化剂并扩散到反

应气流主体中。

外扩散影响的消除方法：1）增大粒径；2）提高

气流速度；3）改变温度从而改变粘度；4）提高压

力；

25、物理吸附与化学吸附的区别

f）物理吸附特点：分子间力、弱、mol

kJ

20

8-；可逆；无选择性；分子量越大越容易发生g）化学吸附特点：类似化学反应；遵从热力学与动力学规律；有选择性；一般不可逆；吸附热大；

需要达到活化能垒；单分子层吸附；有饱和性

26、吸附等温线分类：经验型、理论型

27、简单的Langmuir吸附等温式的模型内容及推导、化简

模型内容：吸附剂表面是均匀的；吸附的分子间无相互作用；每个吸附分子占据一个吸附位；吸附是单分子层的；吸附是达到平衡的。

28、解离吸附的Langmuir等温式推导及化简：吸附剂表面是均匀的；吸附的分子间无相互作用；每

个吸附分子占据一个吸附位；吸附是单分子层的。吸附是达到平衡的。分子的面积占总面积的分数为θ，

则未吸附分子的面积达分数应为1-θ。单位面积的气体分子数与气体压力p吸附速度v2

气体从表面上的解吸速度v1为：当达到吸附平衡时，二者相等。

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