催化剂与催化作用答案

合集下载

考点05 催化剂(解析版)

考点05 催化剂(解析版)

1.关于催化剂的叙述,正确的是()A.催化剂在化学反应前后性质不变B.催化剂在反应前后质量不变,故催化剂不参加化学反应C.使用催化剂可以改变反应达到平衡的时间D.催化剂可以提高反应物的转化率【答案】C2.关于催化剂的说法,不正确的是A. 加入催化剂都能使化学反应速率加快B. 使用催化剂不会增加产物的量C. 不是所有的反应都需要催化剂D. 不同的反应选择的催化剂可能不同【答案】A【解析】在化学反应里能改变其他物质的化学反应速率,而本身的质量和化学性质在反应前后都没有发生变化的物质叫做催化剂(又叫触媒)。

催化剂的特点可以概括为“一变二不变”,一变是能够改变化学反应速率,二不变是指质量和化学性质在化学反应前后保持不变。

催化剂只能改变化学反应的速率,不能增加产物的量;不同的反应选择的催化剂可能不同。

本题选A。

3.下列关于催化剂的说法,正确的是()A.催化剂能使不起反应的物质发生反应B.催化剂能改变化学反应速率C.任何化学反应,都需要催化剂D.电解水时,往水中加少量NaOH,可使电解速率明显加快,所以NaOH是这个反应的催化剂【答案】B【解析】在电解水时,加少量NaOH,可增大水中离子浓度,增强水的导电性,NaOH并没有改变反应机理,故不是催化剂。

另外,有些反应是不需要催化剂的,如中和反应等,所以答案选B。

4.下列关于催化剂的说法正确的是A.催化剂不能改变生成物的质量B.催化剂能加快化学反应速率,但本身的性质不变C.二氧化锰可作任何反应的催化剂D.没有催化剂就不能进行化学反应【答案】A5.已知H2O2在催化剂作用下分解速率加快,其能量随反应进程的变化如下图所示。

下列说法正确的是()A.加入催化剂,减小了反应的热效应B.加入催化剂,可提高H2O2的平衡转化率C.H2O2分解的热化学方程式:H2O2 → H2O + O2 + QD.反应物的总能量高于生成物的总能量【答案】D【解析】A.加入催化剂,减小了反应的活化能,使反应在较低的温度下发生,但是反应的热效应不变,错误。

考点08 催化剂和催化作用(解析版)

考点08 催化剂和催化作用(解析版)

一.选择题1.(2018•襄阳)下列关于催化剂的说法正确的是()A.化学反应前后催化剂的质量不变B.化学反应前后催化剂的性质不变C.催化剂只能加快化学反应速率D.没有催化剂化学反应不能发生【答案】A。

2.(2018秋•东安县校级期末)如图图象正确的是()A.加热氯酸钾和二氧化锰混合物制氧气:二氧化锰的质量随反应时间的变化情况B.加热高锰酸钾制氧气:二氧化锰的质量随反应时间的变化情况C.双氧水和二氧化锰混合制氧气:水的质量随反应时间的变化情况D.燃烧法测量空气中氧气的含量:集气瓶中氧气的质量随反应时间的变化情况【解析】A、二氧化锰是氯酸钾分解的催化剂,催化剂的质量在化学反应前后其质量不变,故图象错误;B、加热高锰酸钾生成锰酸钾、二氧化锰和氧气,因此随着反应的发生,二氧化锰的质量不断增加,直至反应结束二氧化锰的质量不再改变,错误;C、双氧水和二氧化锰混合生成水和氧气,随着反应的发生,生成水的质量不断增加,直至反应结束,但一开始溶液中就有水,故图象错误;D、燃烧法测量空气中氧气的含量时,集气瓶中的氧气不断的被消耗掉,当氧气浓度较低的时候,燃烧就结束了,因此氧气不能完全消耗掉,正确;【答案】D。

3.(2018秋•新吴区校级月考)在化学反应中,催化剂()A.能改变化学反应速率B.在反应后化学性质发生了变化C.质量减少D.质量增加【答案】A。

4.(2018秋•小店区校级月考)a是混有少量二氧化锰的氯酸钾,b是纯净的氯酸钾,其中氯酸钾的质量相等。

将药品分别加热,则收集到氧气的质量随加热时间变化的图象如下,其中正确的是()A.B.C.D.【解析】因a为混有少量二氧化锰的固体氯酸钾,b为固体氯酸钾,由于二氧化锰作催化剂则可以加快其分解速度,则a反应快,时间短;a中混有二氧化锰,且氯酸钾的质量相等,则生成的氧气的质量相等,显然只有D符合【答案】D。

5.(2018秋•荣昌区校级月考)如图为制氧气的装置,二氧化锰在该反应中做催化剂,下列有关它的说法正确的是()A.使用催化剂能加快或者减慢化学反应的速率B.不使用催化剂该化学反应就不能发生C.使用催化剂可以增加生成物的量D.加入催化剂能使化学反应的速率加快【答案】A。

工业催化复习题及答案

工业催化复习题及答案

1、论述催化剂是如何加速反应速率的?催化剂可以改变反应路线,降低反应的活化能,使反应物分子中活化能的百分数增大,反应数率加快2、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) 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)。

3) 催化剂对反应具有选择性。

4) 催化剂的寿命3、说明催化剂为什么不能改变平衡反应的平衡位置?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,只决定于过程的始终态,而与过程无关,催化剂的存在不影响DG0值,它只能加快达到平衡所需的时间,而不能移动平衡点4、具有加氢功能的催化剂往往对脱氢反应也有活性。

试给予解释。

根据Kf=K1/K2,催化剂可以以相同的比例加速正、逆反应速率常数。

因此,对于可逆反应,能够催化正方向反应的催化剂,就应该能催化逆方向反应。

5、通常固体催化剂有哪几个部分组成的?活性组分、助催化剂、载体6、试说明催化剂稳定性与寿命的区别与联系。

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。

区别:前者指的是变化情况,后者指的是时间长短。

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,稳定性不好的则短。

7、多相催化反应通常包括哪个连续的步骤?(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并扩散到反应气流中去。

8、试比较物理吸附与化学吸附。

物理吸附是借助分子间力,吸附力弱,吸附热小(8-20kJ/mol),且是可逆的,无选择性,分子量越大物理吸附越容易发生。

催化剂与催化作用的基本特征

催化剂与催化作用的基本特征
总反应: 2H2O2 (aq) O2 (g) 2H2O(l) 3
催化剂对反应活化能的影响
活化能降低使活化分子数增加
实验结果表明,催化剂参与的分解反应, 改变了反应机理,降低了反应活化能,增大 了活化分子分数,反应速率显著增大。
5
2.多相催化: 催化剂与反应物种不属于同一物相的
催化反应。
汽车尾气(NO和CO)的催化化:
1.均相催化: 催化剂与反应物种在同一相中的催化反应。
没有催化剂存在时,过氧化氢的分解反应为:
2H2O2 (aq) O2 (g) 2H2O(l)
加入催化剂Br2,可以加快H2O2分解,分解反应 的机理是:
第一步 H2O2 (aq) Br2 2H (aq) O2 (g) 2Br (aq) 第二步 H2O2 (aq) 2H (aq) 2Br (aq) 2H2O(l) Br2
2NOg COgPt,Pd,RhN2g CO2g
反应在固相催化剂表面的活性中心上进行, 催化剂分散在陶瓷载体上,其表面积很大,活 性中心足够多,尾气可与催化剂充分接触。
6
酶催化
酶催化:以酶为催化剂的反应。 特点:①高效
②高选择性 ③条件温和
7
催化剂与催化作用的基本特征
催化剂:存在少量就能加快反应而 本身最后并无损耗的物质。
1
催化作用的特点 : ①只能对热力学上可能发生的反应起作用。 ②通过改变反应途径以缩短达到平衡的时间。 ③催化剂有选择性,选择不同的催化剂会有
利于不同种产物的生成。 ④只有在特定的条件下催化剂才能表现活性。
2
均相催化与多相催化

催化剂与催化作用_参考答案

催化剂与催化作用_参考答案

1、催化剂定义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、催化剂活性、表示方法(1)活性定义:一般,指定条件下(压力、温度)一定量催化剂上的反应速率(来衡量)。

(2)表示方法:对于反应, ,速率3、催化剂选择性、表示方法(1)定义:当反应可以按照热力学上几个可能的方向进行时,催化剂可以选择性地加速其中的某一反应。

4、载体具有哪些功能和作用?8①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。

5、催化剂选择考虑因素:选择性>寿命>活性>价格工业催化剂:6、催化剂一般组成1)活性组份或称主催化剂2)载体或基质3)助催化剂7.催化剂分类按物相均一性:均相催化、多相催化、酶催化按作用机理:氧化还原催化,酸碱催化(离子型机理,生成正碳离子或负碳离子)配位催化:催化剂与反应物分子发生配位作用而使反应物活化。

按反应类型分类:加氢、脱氢、部分氧化、完全氧化、水煤气、合成气、酸催化、氯氧化、羰基化、聚合8、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—扩散—化学吸附—表面反应—脱附—扩散—外扩散(2)物理过程—化学过程—物理过程9、吸附是如何定义的?物理吸附与化学吸附的本质不同是什么?吸附: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。

固体表面吸附:物理吸附:作用力:van der Waals力静电力:具有永久偶极矩的分子间的静电吸引力诱导力:容易极化的分子被极性分子诱导产生的诱导偶极子和永久偶极子之间的作用力色散力:原子电子密度的瞬时诱导邻近原子产生偶极而致的两个瞬时偶极子之间的相互作用力化学吸附:作用力:价键力,形成化学键本质:二者不同在于其作用力不同,前者为德华力,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。

工业催化答案

工业催化答案

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。

3.催化作用有哪些基本特征a)催化作用不能改变化学平衡b)催化作用改变反应历程而改变反应速度c)催化剂对加速化学反应具有选择性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,=—RT1n,其中为反应的平衡常数,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?各部分功能?活性组分:化学活性助催化剂:对活性组分/载体改性载体:高表面积、孔结构、机械强度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。

第01章-催化剂与催化作用

第01章-催化剂与催化作用
催化反应时,生成CO和 CO2的能甲垒醛明的显能高垒于生成
Ag CH3OH+O2 = HCHO+2H2O
对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( 甚至增加)
C2H4 + ½ O2 Ag CH2 --- CH2
O
PdCl2-CuCl2
C2H4 + ½ O2
大型合成氨厂:
压力: 20 - 35 MPa
温度: 400 - 500 ℃ 催化剂: Fe-K2O-Al2O3
第三页,编辑于星期二:二十一点 二分。
• 催化剂的基本特性
– 催化剂对反应具有选择性(催化剂的专用性)
专一对某一反应起加速作用的性能为选择性
CO + H2 (合成气)
Ni CH4
473-573 K 0.1-2 MPa
推论:
K = k正 / k逆
➢ 加速正反应速率的同时,也必以相同倍数加速逆反应速率
➢ 能催化正反应的催化剂,也应该能催化逆反应(加氢/脱氢,水合/脱水 )
用途:缓和条件下初步筛选催化剂(合成氨、甲醇、加氢/脱氢)
第八页,编辑于星期二:二十一点 二分。
注意:实际工业上催化正、逆反应,往往选用不同催化剂!
会引起催化剂性能变化。如,有机化合物在加氢/脱氢反应中,镍催化剂对 加氢是非常活泼的,但对脱氢反应效果较差,这是因为脱氢反应中伴随 的有机物积炭副反应会使催化剂迅速失活
催化剂的基本特性——小结:
➢ 改变反应途径,降低反应活化能,加快反应速度
➢ 催化剂对反应具有选择性
催化剂能做什么?
➢ 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

工业催化试题及答案

工业催化试题及答案

工业催化试题及答案一、选择题1. 工业催化是指利用催化剂促进化学反应进行的过程。

下列关于工业催化的说法正确的是:A. 催化剂会在反应中发生永久性变化B. 催化剂的用量在反应中一直保持不变C. 催化剂可以降低反应的活化能D. 催化剂在反应中会被完全消耗答案:C2. 工业催化中常用的催化剂包括以下哪一种:A. 金属材料B. 生物酶C. 无机盐D. 有机物答案:A3. 工业催化可以用于以下哪个领域:A. 化肥生产B. 汽车尾气处理C. 化妆品制造D. 塑料加工答案:A、B、D二、填空题1. 工业催化反应中,催化剂的作用是降低反应的活化能,并提高反应的________。

答案:反应速率2. 工业催化常用的催化剂具有_______活性,并具有较大的表面积。

答案:高3. 工业催化常用的金属催化剂有________、________等。

答案:铂、铜三、简答题1. 简述催化剂的作用原理及主要影响因素。

答:催化剂通过提供反应活化能的替代路径,降低了反应的活化能,加速了反应速率。

催化剂的活性主要取决于其表面结构和晶格缺陷等因素。

另外,催化剂的选择也受到温度、压力、反应物浓度等条件的影响。

2. 举例说明工业催化的应用。

答:工业催化广泛应用于各个领域。

例如,氨合成过程中,铁催化剂被用于促进氮气和氢气的反应生成氨。

另外,催化剂也被用于汽车尾气处理中的氧化还原反应,将有害废气转化为无害物质。

此外,工业催化还用于聚合物的生产、石油加工等领域。

四、论述题工业催化在现代化工生产中发挥着重要的作用。

它不仅可以提高反应速率和产物纯度,还可以减少能源消耗和环境污染。

工业催化的发展离不开催化剂的研究和设计。

催化剂的研究是工业催化的基础。

通过研究催化剂的物理、化学性质,可以了解催化剂的活性和稳定性,为催化反应的优化提供依据。

而催化剂的设计则是根据反应体系的需求,选择合适的催化剂材料和结构。

合理的催化剂设计可以提高反应效率和选择性,降低生产成本和环境风险。

催化剂与催化作用复习总结

催化剂与催化作用复习总结

催化剂的作用的特征有哪些?催化剂能否改变化学平衡?(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,而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。

催化剂能改变化学反应的速率,其自身并不进入反应的产物,在理想的情况下不为反应所改变。

但在实际过程中不能无限制的使用,催化剂经过多次使用后会失活。

催化剂如何加快化学反应速度?催化剂加快反应速率的原因与温度对反应速率的影响是根本不同的。

催化剂可以改变反应的路线,降低反应的活化能,使反应物分子中活化分子的百分数增大,反应速率加快。

催化作用可分为均相催化和非均相催化两种。

如果催化剂和反应物同处于气态或液态,即为均相催化。

若催化剂为固态物质,反应物是气态或液态时,即称为非均相催化。

在均相催化中,催化剂跟反应物分子或离子通常结合形成不稳定的中间物即活化络合物。

这一过程的活化能通常比较低,因此反应速率快,然后中间物又跟另一反应物迅速作用(活化能也较低)生成最终产物,并再生岀催化剂。

该过程可表示为:A + B=AB(慢)A + C=AC(快)AC + B=AB + C(快)式中A、B为反应物,AB为产物,C为催化剂。

由于反应的途径发生了改变,将一步进行的反应分为两步进行,两步反应的活化能之和也远比一步反应的低。

该理论被称为“中间产物理论”。

在非均相催化过程中,催化剂是固体物质,固体催化剂的表面存在一些能吸附反应物分子的特别活跃中心,称为活化中心。

反应物在催化剂表面的活性中心形成不稳定的中间化合物,从而降低了原反应的活化能,使反应能迅速进行。

催化剂表面积越大,其催化活性越高。

因此催化剂通常被做成细颗粒状或将其附载在多孔载体上。

许多工业生产中都使用了这种非均相催化剂,如石油裂化,合成氨等,使用大量的金属氧化物固体催化剂。

该理论称为“活化中心理论”。

催化剂可以同样程度地加快正、逆反应的速率,不能使化学平衡移动,不能改变反应物的转化率。

催化剂与催化作用复习思考题-2011

催化剂与催化作用复习思考题-2011

催化剂与催化作用复习思考题1.论述催化剂是如何加速反应速率的?2.催化作用有哪些基本特征?3.说明催化剂为什么不能改变平衡反应的平衡位置?4.具有加氢功能的催化剂往往对脱氢反应也有活性。

试给予解释。

5.通常固体催化剂有哪几个部分组成的?载体和助催化剂的功能分别是什么?6.在甲烷催化氧化偶联反应研究中,如果反应物进料为甲烷和氧气,反应产物经气相色谱分析结果mol %组成如下:CH4 20%、C2H4 30%、C2H6 20% 、CO2 20% 、CO 10% 。

不考虑反应过程中的积碳问题。

试计算(1)甲烷的转化率;(2)乙烯的选择性。

7.试说明催化剂稳定性与寿命的区别与联系。

8.多相催化反应通常包括哪个连续的步骤?9.试比较物理吸附与化学吸附。

10.固体表面发生化学吸附的原因是什么?表面反应与化学吸附的关系是什么?11.如何判断一个催化反应是存在内、外扩散的控制?12.试叙述固体表面酸中心类型测定方法13.试叙述固体酸强度测定方法。

14.试用二元复合氧化物电价模型判断:(a)TiO2为主要组分,ZrO2为次要组分所形成的二元复合氧化物表面酸性。

(复合氧化物中Ti价态为+4,配位数6,Zr价态为+4 ,配位数8);(b)ZrO2为主要组分,TiO2为次要组分所形成的二元复合氧化物表面酸性。

(复合氧化物中Ti价态为+4,配位数6,Zr价态为+4 ,配位数8)。

15. 请简要叙述沸石结构的三个层次。

16. 请按TiO4四面体画出六元环结构。

17. A型、Y型和ZSM-5型沸石的骨架结构中最大窗孔分别是由几元环组成的,其孔径大小分别为多少?为什么它们的孔径大小与相应多元环的临界直径有差异。

18. 3A、4A和5A分子筛都是A型分子筛吗?它们的孔径大小分别为多少?其结构中的阳离子分别是什么?19. X型和Y型分子筛的结构一样吗?它们的区别在哪里?其硅铝比分别是多少?20. 硅铝型分子筛的晶胞化学组成式的两种表达形式是什么?21. 依形态结构划分,金属催化剂可分为哪几种类型?22. 金属催化剂主要催化哪些类型的反应?23. 分别给出分子筛离子交换度、交换容量和残钠量的定义。

有关催化剂试题及答案解析

有关催化剂试题及答案解析

有关催化剂试题及答案解析一、选择题1. 下列哪种物质不是催化剂?A. 二氧化锰B. 氧化铜C. 硫酸铜D. 硫酸答案:D解析:硫酸通常不作为催化剂使用,而是作为脱水剂或酸性反应介质。

2. 催化剂在化学反应中的作用是:A. 改变反应速率B. 改变反应的平衡位置C. 改变生成物的量D. 改变反应的热力学性质答案:A解析:催化剂的主要作用是改变化学反应的速率,而不影响反应的平衡位置、生成物的量或反应的热力学性质。

二、填空题3. 催化剂的特点可以概括为“一变二不变”,其中“一变”指的是______,而“二不变”指的是______和______。

答案:改变反应速率;质量和化学性质解析:催化剂能够改变化学反应的速率,但在反应过程中,催化剂的质量和化学性质保持不变。

三、简答题4. 描述一下催化剂在工业合成氨过程中的作用。

答案:在工业合成氨的过程中,催化剂(通常是铁基催化剂)的作用是降低氮气和氢气反应生成氨的活化能,从而加快反应速率,使得反应在较低的温度和压力下进行,提高了合成氨的效率和经济性。

四、计算题5. 如果一个反应在没有催化剂时的速率常数为 \( k_1 = 2.0 \times 10^{-3} \) s⁻¹,而在有催化剂存在时的速率常数为 \( k_2 = 3.5 \times 10^{-2} \) s⁻¹,计算催化剂使反应速率增加了多少倍?答案:催化剂使反应速率增加了 \( \frac{k_2}{k_1} =\frac{3.5 \times 10^{-2}}{2.0 \times 10^{-3}} = 17.5 \) 倍。

五、实验题6. 设计一个简单的实验来验证催化剂对反应速率的影响。

实验步骤:a. 准备两组相同的化学反应,一组加入催化剂,另一组不加。

b. 同时开始两个反应,并记录反应开始后特定时间点的反应速率。

c. 比较两组反应的速率,观察催化剂对反应速率的影响。

预期结果:加入催化剂的一组反应速率应明显快于未加催化剂的一组,从而验证催化剂的作用。

第一章_(总)催化剂与催化作用基础知识

第一章_(总)催化剂与催化作用基础知识
分子筛
(活性组分)
基质 (载体)
•催化材料本身就是催化剂
粘结剂
催化剂 •新催化材料引导催化技术的突破性进展!
催化剂实验室发现与商业化应用
固体催化剂的组成
–主催化剂 –共催化剂 –助催化剂 –载体
主催化剂



主催化剂又称为活性组分,它是多组元催化剂中的 主体,是必须具备的组分,没有它就缺乏所需要的 催化作用。 例如,加氢常用的Ni/Al2O3催化剂,其中Ni为主 催化剂,没有Ni就不能进行加氢反应。 有些主催化剂是由几种物质组成,但其功能有所不 同,缺少其中之一就不能完成所要进行的催化反应。 如重整反应所使用的Pt/Al2O3催化剂,Pt和 Al2O3均为主催化剂,缺少其中任一组分都不能进 行重整反应。这种多活性组分使催化剂具有多种催 化功能,所以又称之为双功能(多功能)催化剂。
催化剂分类
按元素周期律分类: 金属催化剂(Ni, Fe, Cu, Pt, Pd…等过渡金属 或贵金属) 金属氧化物催化剂和金属硫化物催化剂(多为 半导体) TiO2、 La2O3、CeO2、MoO3、 MoS 等 酸碱催化剂( SiO2-A12O3、WO3/ZrO2、各类 分子筛等 ) 金属配合物催化剂(MLn) 双功能催化剂(Pt/SiO2-A12O3; Pt(Pd)/分子 筛;MgO-SiO2 )
能否打破热力学平衡? 答案是肯定的!利用催化膜技术是未来的希望
催化剂不能改变平衡位置 -实例(2)
催化剂不能改变平衡位置 -实例(3)
催化作用通过改变反应历程 而改变反应速度


催化剂加速化学反应是通过改变化学反应历程, 降低反应活化能得以实现的。 有少数反应不是通过改变反应活化能加速化学 反应的,而是通过改变指前因子加速化学反应 (提高碰撞次数)。例如甲酸分解反应,用玻 璃和铑二种催化剂的反应活化能分别为 102.4kJ/mol和104.5kJ/mol,二者极其接 近,然而铑为催化剂的分解速率是玻璃的一万 倍。

工业催化答案完整版

工业催化答案完整版

工业催化答案完整版第一章催化剂基本知识1、名词解释(1)活性:催化剂使原料转化的速率,工业生产上常以每单位容积(或质量)催化剂在单位时间内转化原料反应物的数量来表示,如每立方米催化剂在每小时内能使原料转化的千克数。

(2)选择性:目的产物在总产物中的比例,实质上是反应系统中目的反应与副反应间反应速度竞争的表现。

(3)寿命:指催化剂的有效使用期限。

(4)均相催化反应:催化剂与反应物同处于一均匀物相中的催化作用。

(5)氧化还原型机理的催化反应:催化剂与反应物分子间发生单个电子的转移,从而形成活性物种。

(6)络合催化机理的反应:反应物分子与催化剂间配位作用而使反应物分子活化。

(7)(额外补充)什么是络合催化剂?答:一般是过渡金属络合物、过渡金属有机化合物。

(8)反应途径:反应物发生化学反应生成产物的路径。

(9)催化循环:催化剂参与了反应过程,但经历了几个反应组成的循环过程后,催化剂又恢复到初始态,反应物变成产物,此循环过程为催化循环。

(10)线速度:反应气体在反应条件下,通过催化床层自由体积的的速率。

(11)空白试验:在反应条件下,不填充催化床,通入原料气,检查有无壁效应,是否存在非催化反应。

(12)催化剂颗粒的等价直径:催化剂颗粒是不规则的,如果把催化剂颗粒等效成球体,那么该球体的直径就是等价直径。

(13)接触时间:在反应条件下的反应气体,通过催化剂层中的自由空间所需要的时间。

(14)初级离子:内部具有紧密结构的原始粒子。

(15)次级粒子:初级粒子以较弱的附着力聚集而成-----造成固体催化剂的细孔。

2.叙述催化作用的基本特征,并说明催化剂参加反应后为什么会改变反应速度?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,而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。

催化剂之所以能够加速化学反应趋于热力学平衡点,是由于它为反应物分子提供了一条轻易进行的反应途径。

2.3 制取氧气(学案)(解析版)

2.3 制取氧气(学案)(解析版)

课题2.3 制取氧气(学案)1.(2020•工业园区模拟)下列关于氧气的说法正确的是()A.鱼类能在水中生存,说明氧气易溶于水B.物质发生氧化反应时,总是会发光放热C.氧气通常可以用来炼钢和炼铁,保存食品等D.许多物质可以与氧气反应,说明氧气的化学性质比较活泼【答案】D【解答】解:A、鱼类能在水中生存,是因为水中溶有一定量的氧气,氧气能供给呼吸,但是不能判断溶解程性的大小,故A错误;B、物质发生缓慢氧化反应时不会发光,选项错误;C、氧气是一种性质比较活泼的气体,能氧化许多物质,所以不能保存食品,选项错误;D、许多物质可以与氧气反应,说明氧气的化学性质比较活泼,选项正确。

故选:D。

2.(2020•河北区模拟)下列说法正确的是()A.木炭燃烧后生成黑色固体B.红磷在空气中燃烧产生白色烟雾C.硫在氧气中燃烧发出蓝紫色火焰D.铁丝伸入盛有氧气的集气瓶中剧烈燃烧【答案】C【解答】解:A、木炭燃烧,生成能使澄清石灰水变浑浊的气体,故选项说法错误。

B、红磷在空气中燃烧,产生大量的白烟,而不是雾,故选项说法错误。

C、硫在氧气中燃烧发出蓝紫色火焰,放热,生成一种刺激性气味的气体,故选项说法正确。

D、铁丝伸入盛有氧气的集气瓶中,若不点燃,不会剧烈燃烧,故选项说法错误。

故选:C。

3.(2019秋•七里河区期中)下列现象不可用氧气的物理性质来解释的是()A.海拔越高氧气的含量越少B.氧气在降温加压时可变成淡蓝色的液体C.氧气可使带火星的木条复燃D.鱼类在水中生存说明水中溶有氧气【答案】C【解答】解:氧气在空气中含量的高低、状态的改变、水溶性等方面的性质不需要通过化学变化表现出来,属于氧气的物理性质;氧气可使带火星的木条复燃需要通过化学变化表现出来,属于氧气的化学性质。

故选:C。

4.(2019秋•平邑县校级月考)下列变化不属于氧化反应的是()A.动物的呼吸B.砂纸除铁锈C.铁制品生锈D.天然气燃烧【答案】B【解答】解:A、动物的呼吸,是与空气的氧气等发生的不容易察觉的缓慢氧化,属于氧化反应。

催化剂与催化作用总复习

催化剂与催化作用总复习
结构型助催化剂
调变型助催化剂 扩散型助催化剂
毒化型助催化剂
8
载体功能
载体
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
9
1.4.1 催化剂的反应性能
催化剂的活性 催化剂的选择性
催化剂的稳定性
10
催化剂的活性
1
反应速率表示法
dnA dnP [m ol g 1 h 1 ] m dt m dt dnA dnP rV [m ol L1 h 1 ] Vdt Vdt dnA dnP rS [m ol m 2 h 1 ] Sdt Sdt rV rm S g rS rm
金属元素 Fe Co Ni Cr /eV 4.48 4.41 4.61 4.60 金属元素 Cu Mo Rh Pd /eV 4.10 4.20 4.48 4.55 金属元素 Ag W W Ta ReBa Pt Sr /eV 4.80 4.53 5.10 5.32
1
p 1 C 1 p V ( P0 P ) V m C Vm C p0
C 1 1 斜率 截距 Vm C Vm C Vm
比表面积:
Vm Sg N Am V m o lW
25
第三章
酸碱催化剂及其作用
26
3.2 酸碱定义及酸碱中心的形成
3.2.1 酸碱定义(Definition of Acids and Base)
6
1.3 固体催化剂的组成与结构
主催化剂
main catalyst
又称活性组分 催化剂的主要成分
共催化剂
同时起催化作用,缺一不可
结构型助催化剂 调变型助催化剂 扩散型助催化剂
固体催化剂

催化剂与催化作用_参考答案

催化剂与催化作用_参考答案

催化剂与催化作⽤_参考答案1、催化剂定义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、催化剂活性、表⽰⽅法(1)活性定义:⼀般,指定条件下(压⼒、温度)⼀定量催化剂上的反应速率(来衡量)。

(2)表⽰⽅法:对于反应, ,速率3、催化剂选择性、表⽰⽅法(1)定义:当反应可以按照热⼒学上⼏个可能的⽅向进⾏时,催化剂可以选择性地加速其中的某⼀反应。

4、载体具有哪些功能和作⽤?8①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。

5、催化剂选择考虑因素:选择性>寿命>活性>价格⼯业催化剂:6、催化剂⼀般组成1)活性组份或称主催化剂2)载体或基质3)助催化剂7.催化剂分类按物相均⼀性:均相催化、多相催化、酶催化按作⽤机理:氧化还原催化,酸碱催化(离⼦型机理,⽣成正碳离⼦或负碳离⼦)配位催化:催化剂与反应物分⼦发⽣配位作⽤⽽使反应物活化。

按反应类型分类:加氢、脱氢、部分氧化、完全氧化、⽔煤⽓、合成⽓、酸催化、氯氧化、羰基化、聚合8、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9、吸附是如何定义的?物理吸附与化学吸附的本质不同是什么?吸附: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。

固体表⾯吸附:物理吸附:作⽤⼒:van der Waals⼒静电⼒:具有永久偶极矩的分⼦间的静电吸引⼒诱导⼒:容易极化的分⼦被极性分⼦诱导产⽣的诱导偶极⼦和永久偶极⼦之间的作⽤⼒⾊散⼒:原⼦内电⼦密度的瞬时诱导邻近原⼦产⽣偶极⽽致的两个瞬时偶极⼦之间的相互作⽤⼒化学吸附:作⽤⼒:价键⼒,形成化学键本质: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。

工业催化原理—作业汇总(含答案)

工业催化原理—作业汇总(含答案)

第一章催化剂与催化作用基本知识1、简述催化剂的三个基本特征。

答:①催化剂存在与否不影响△Gθ的数值,只能加速一个热力学上允许的化学反应达到化学平衡状态而不能改变化学平衡;②催化剂加速化学反应是通过改变化学反应历程,降低反应活化能得以实现的;③催化剂对加速反应具有选择性。

2、1-丁烯氧化脱氢制丁二烯所用催化剂为MoO3/BiO3混合氧化物,反应由下列各步组成(1)CH3-CH2-CH=CH2+2Mo6++O2—→CH2=CH—CH=CH2+2Mo5++H20(2)2Bi3++2Mo5+→2Bi2++2Mo6+(3)2Bi2++1/202→2Bi3++02—总反应为CH3-CH2-CH=CH2+1/202→CH2=CH-CH=CH2+H20试画出催化循环图。

CH3-CH2—CH=CH2Bi3、合成氨催化剂中含有Fe3O4、Al2O3和K20,解释催化剂各组成部分的作用。

答:Fe3O4:主催化剂,催化剂的主要组成,起催化作用的根本性物质Al2O3:构型助催化剂,减缓微晶增长速度,使催化剂寿命长达数年K20:调变型助催化剂,使铁催化剂逸出功降低,使其活性提高第二章催化剂的表面吸附和孔内扩散1、若混合气体A和B2在表面上发生竞争吸附,其中A为单活性吸附,B2为解离吸附:A+B2+3*→A*+2B *,A和B2的气相分压分别为p A和p B。

吸附平衡常数为k A和k B。

求吸附达到平衡后A的覆盖率θA和B的覆盖率θB.解:对于气体A:吸附速率v aA=k aA P A(1—θA—θB);脱附速率v dA=k dAθA平衡时:v aA=v dA ,即θA=(k aA/k dA)P A(1—θA—θB)=k A·k B(1—θA—θB)对于气体B:吸附速率v aB=k aB P B(1—θA-θB)2;脱附速率v dB=k dBθB2平衡时:v aB=v dB ,即θ2= k B P B(1—θA—θB)2。

工业催化期末考试题及答案

工业催化期末考试题及答案

工业催化期末考试题及答案一、选择题(每题2分,共20分)1. 工业催化中,催化剂的主要特性不包括以下哪一项?A. 活性B. 选择性C. 稳定性D. 毒性答案:D2. 下列哪种物质不是催化剂的载体?A. 活性炭B. 氧化铝C. 氧化铁D. 硫酸答案:D3. 在催化反应中,催化剂的作用是:A. 提高反应物浓度B. 改变反应物的化学性质C. 降低反应的活化能D. 增加产物的产量答案:C4. 催化剂的失活通常由以下哪种原因引起?A. 催化剂的老化B. 催化剂的磨损C. 催化剂的中毒D. 所有以上答案:D5. 以下哪种催化剂属于均相催化剂?A. 铂催化剂B. 镍催化剂C. 钯催化剂D. 硫酸催化剂答案:D6. 工业催化中,催化剂的制备方法不包括:A. 浸渍法B. 沉淀法C. 熔融法D. 机械混合法答案:D7. 催化剂的活性位点通常具有什么特性?A. 表面活性B. 体积活性C. 内部活性D. 外部活性答案:A8. 工业催化中,催化剂的再生通常采用哪种方法?A. 物理再生B. 化学再生C. 热再生D. 所有以上答案:D9. 以下哪种反应器类型适用于固定床催化反应?A. 流化床反应器B. 固定床反应器C. 浆态床反应器D. 膜反应器答案:B10. 催化剂的表面积通常与其什么性能有关?A. 活性B. 选择性C. 稳定性D. 毒性答案:A二、填空题(每空2分,共20分)11. 催化剂的________是指催化剂在反应中不被消耗的性质。

答案:可逆性12. 工业催化中,催化剂的________是指催化剂在反应中能够选择性地生成特定产物的能力。

答案:选择性13. 催化剂的________是指催化剂在反应中能够降低反应活化能的能力。

答案:催化活性14. 催化剂的________是指催化剂在反应中能够保持其物理和化学性质不变的能力。

答案:稳定性15. 催化剂的________是指催化剂在反应中能够抵抗毒化物质的能力。

答案:抗毒性16. 工业催化中,________是指催化剂在反应中能够提高反应速率的能力。

催化剂及催化作用

催化剂及催化作用

知识讲解:1、在化学反应里能改变其他物质的化学反应速率,而本身的质量和化学性质在化学反应前后都没有改变的物质叫做催化剂,催化剂在化学反应里所起的作用叫做催化作用。

2、全面理解“改变”二字的意义。

它包括增大和减小化学反应速率两个方面。

如二氧化锰可增大氯酸钾的分解反应速率,而在塑料、橡胶中加入“防老剂”是减小化学反应速率。

3、催化剂在化学反应前后本身的质量和化学性质都不改变,但不能说催化剂都不参加反应,实际上许多催化剂都参与了反应,只是经过一系列变化后又变成原来的物质。

4、催化剂只能改变化学反应速率,不能增加或减少生成物的质量。

5、某个反应的催化剂,并不一定对其他反应也能起催化作用。

一个反应的催化剂也不一定只是一种。

如二氧化锰是加速氯酸钾分解的催化剂,但不是任何反应的催化剂;氯酸钾分解制氧气的催化剂可以是二氧化锰,还可以是氧化铁和氧化铬等。

javascript:void(null)返回顶部【例题】[例1]催化剂的作用是( )A.只能加快化学反应速率B.只能减慢化学反应速率C.改变化学反应速率D.改变本身的化学性质详解:准确理解催化剂的概念,即催化剂“在化学反应里能改变其他物质的化学反应速率”一句中的“改变”包含“加快”和“减慢”两层含义.而催化剂“本身的质量和化学性质在化学反应前后都没有变化”.所以核对选项易知只有C符合题意.答案:C[例2]同类质量相等的两份过氧化氢溶液a和b,向a中加入二氧化锰,同时把b加热,完全反应后,收集到氧气的量随反应时间变化的函数图像正确的是( )A.B.C.D.详解:本题从量的方面探讨催化剂对过氧化氢分解后产生氧气多少的影响.事实上,催化剂只能改变分解速率,不能改变产生氧气的量,氧气的量是由过氧化氢的质量决定的,所以答案应在A、C中选择,而b份物质产生氧气的时间应相对滞后,应选C。

答案:C[例3]生活在密闭狭小的特殊环境(如潜艇、太空舱)里,越来越少,越来越多,因此将转化为,不仅有科学意义也有重要的实用价值。

  1. 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
  2. 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
  3. 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。

1、催化剂定义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、催化剂活性、表示方法(1)活性定义:一般,指定条件下(压力、温度)一定量催化剂上的反应速率(来衡量)。

(2)表示方法:对于反应, ,速率3、催化剂选择性、表示方法(1)定义:当反应可以按照热力学上几个可能的方向进行时,催化剂可以选择性地加速其中的某一反应。

4、载体具有哪些功能和作用?8①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。

5、催化剂选择考虑因素:选择性>寿命>活性>价格工业催化剂:6、催化剂一般组成1)活性组份或称主催化剂2)载体或基质3)助催化剂7.催化剂分类按物相均一性:均相催化、多相催化、酶催化按作用机理:氧化还原催化,酸碱催化(离子型机理,生成正碳离子或负碳离子)配位催化:催化剂与反应物分子发生配位作用而使反应物活化。

按反应类型分类:加氢、脱氢、部分氧化、完全氧化、水煤气、合成气、酸催化、氯氧化、羰基化、聚合8、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9、吸附是如何定义的?物理吸附与化学吸附的本质不同是什么?吸附: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。

固体表面吸附:物理吸附:作用力:van der Waals力静电力:具有永久偶极矩的分子间的静电吸引力诱导力:容易极化的分子被极性分子诱导产生的诱导偶极子和永久偶极子之间的作用力色散力:原子内电子密度的瞬时诱导邻近原子产生偶极而致的两个瞬时偶极子之间的相互作用力化学吸附:作用力:价键力,形成化学键本质: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。

10.催化剂的孔结构参数包括1)密度ρ=m/v V=V隙+V孔+V真堆密度:ρ堆=m/v 颗粒密度:ρP=m/(V-V隙)=m/(V孔+V真or骨架)真密度(骨架密度):ρ骨架=m/(V堆-(V孔+V隙)) 视密度:ρ视=m/(V堆-(V孔+V隙))2)比孔容在体积为V的容器中装满重量为W的催化剂颗粒或粉末,抽真空后,充入氦气,测定出充入氦的体积VHe,即:容器内除去催化剂骨架体积以外的所有空间体积。

然后,将氦抽出,并在常压下充入汞,测定出充入汞的体积VHg,即:除去催化剂骨架体积和颗粒中的孔隙体积以后容器中剩余的体积。

也就是说,催化剂的孔容:V孔=VHe-VHg3)孔隙率4)平均孔径 5)孔径分布 6)孔的形状与连通性11、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。

12.扩散类型(1)扩散定义:分子通过随机运动,从高浓度向低浓度进行传播的现象。

①常规扩散(容积扩散)多孔固体介质的孔径≥100nm;孔径尺寸大小> 分子平均自由程;分子间碰撞几率> 分子与孔道壁的碰撞几率;扩散阻力主要为分子之间的碰撞。

②克努森(Knudsen)扩散多孔固体介质的孔径≤100nm;孔径尺寸< 分子平均自由程;分子间碰撞几率< 分子与孔壁的碰撞几率;扩散阻力主要为分子与孔壁的碰撞。

③构型扩散沸石微孔尺寸与扩散分子尺寸接近,分子尺寸的微小变化可使扩散系数显著改变。

(孔径<1.5nm)扩散阻力与分子形状、临界尺寸、分子与孔壁的相互作用、分子的旋转和扭转等多种因素有关。

④表面扩散13.固体表面性质固体表面的原子:存在自由价,表面不饱和位,具有趋向于饱和的性质;吸附质分子与吸附剂表面自由价相互作用;固体表面自由能减小固体表面自由能:处于平衡态的凝聚物质,其形状倾向于具有尽可能小的表面积,使表面自由能趋向于最小固体表面的吸附:自发过程,表面自由能减小(吸附的推动力)14.各类化合物在不同固体表面的吸附态(1)氢的吸附态:(2)氧的吸附态:负离子态:O2-*, O2 2-*, O-*, O2-*,分子氧:O2*,不稳定的O3-*(3)氮的吸附态:二位吸附和多核吸附,低温:二位吸附(4)CO的吸附态:线形结构、键合、桥式结构、孪生吸附(5)烃类的吸附态:饱和烃(CH4):解离吸附、不饱和烃:非解离吸附为主15、催化剂的比表面测定有哪些实验方法?(1) BET法测比表面积1)测定原理和计算方法依据BET提出的多层吸附理论以及BET吸附等温曲线进行测定和计算的。

利用BET方程进行作图,采用试验采集数据并利用图解法进行计算。

2)最常用的方法:N2吸附法3) BET理论假设:固体表面均匀;吸附脱附不受周围分子影响;由于范德华力,不一定第一层吸满后才发生多层吸附。

(2)色谱法测定比表面积色谱法测定比表面积时载气一般采用He或H2,用N2做吸附质,吸附在液氮温度下进行。

16.金属催化剂的特性多为d区元素(IB,VIB,VIIB,VIII族元素)外层:1~2个S电子,次外层1~10个d电子未成对的d轨道,可以被S电子或p电子配对,形成化学吸附特征:1)裸露的表面,配位不饱和,亚稳状态2)金属原子之间有凝聚作用(是具有导热性、导电性、延展性以及机械强度的原因,化学键非定域性并由此获得了额外的共轭稳定化能,金属很难在原子水平进行分散)3)以“相”的形式参与反应为何能作为催化剂:过渡族金属有空的d轨道能够接受成对电子和共轭键,同时也能够重新恢复为空轨道。

这样就能够使得反应物间活化能降低,从而催化反应发生。

17.化学吸附与催化逸出功Ф电子脱离金属表面所需要的最小能量;或者能带中为最高空能级与最高填充能级的能量差。

电离势I将电子从反应物中移到外界所需的最小功。

或者反应物失去电子的难易Ф>I:反应物e→催化剂正离子吸附Ф<I:催化剂e→反应物负离子吸附Ф≈I:共价键18.吸附强度与催化活性:火山型例如:HCOOH →H2+CO2☆IR证明生成类金属甲酸盐中间物☆预料催化活性与甲酸盐的稳定性有关,而其稳定性与生成热有关。

☆生成热越大,稳定性越高(→吸附强弱)☆Pt,Ir,Pd,Ru中等吸附热,高的催化活性。

即可生成足够量的表面中间物,又交易进行后续的分解反应。

19.电子因素与催化:能带理论原子状态:电子层结构存在着分立的能级晶体形式:原子轨道发生重叠,分立的电子能级扩展为能带电子属于整个晶体,在整个晶体中自由往来--电子共有化电子共有化:最外层or次外层电子比较显著。

只能在能量相近的能级上发生。

20.Fermi能级:最高被占据分子轨道能带理论:能级是连续的,电子共有化。

s轨道合成的S能带相互作用强,能带宽,电子密度小。

d轨道合成的d能带相互作用弱,能带较窄,电子密度大。

电子占用的最高能级为Fermi能级。

21.过渡金属晶体的能带结构价电子涉及到s与d能带;s能带与d能带重叠,s能带电子可以填充到d能带中,使能量降低22.d带空穴与磁化率d带空穴是指d能带中未充填电子的空能级。

d带中较密集的能级间距允许电子保持不成对,饱和磁矩在数值上等于d能带中的未配对电子数。

金属的磁化率决定于未配对电子数,金属的磁化率可以表示d带空穴的大小。

23.d带空穴数与吸附热d带空穴或空能级可以用于与吸附质键合。

Fermi能级越低,d带空穴数越大,吸附越强。

吸附时电子转移数与d带空穴约等是吸附热适中24、金属的价键理论认为过渡金属原子以杂化轨道相结合,杂化轨道通常为s、p、d等原子轨道的线性组合,称之为spd或dsp 杂化。

杂化轨道中d原子轨道所占的百分数称为d特性百分数,表以符号d%它是价键理论用以关联金属催化活性和其它物性的一个特性参数。

金属的d%越大,相应在的d能带中的电子填充的越多,d空穴越小。

加氢催化剂一般d%在40-50%之间为宜。

d特性%-金属原子的d电子参加dsp成键轨道的程度25.晶体结构对催化作用的影响:几何因素多位理论--对多位吸附,几何适应性与能量适应性的研究称为多位理论。

金属的化学吸附活性:电子因素或者几何或集合因素26.多位理论的几何适应性前苏联Баландин巴兰金1929年提出催化剂上有多个活性中心对反应物分子发生影响。

催化剂晶体晶格的空间结构(分布和间距)与反应物分子将发生变化的那部分结构呈几何对应关系时,被吸附的分子容易变形活化,即旧的化学键容易松弛,新的化学键容易形成。

因为反应物分子的原子与活性中心的原子之间的相互作用力是近距离(零点几纳米)的,几何因素影响距离,从而影响这种近距离相互作用,这成为几何对应原理。

几何因素:吸附部位的最邻近的配位数和二维的对称性27、金属对气体分子化学吸附强度顺序:28、固体酸酸性来源和酸中心的形成是怎样的?(1)来源:电离、提供电子、接受电子。

(2)1)浸渍在载体上的无机酸中心的形成 2)卤化物酸中心的形成3)金属盐酸中心的形成4)阳离子交换树脂酸中心的形成5)氧化物酸碱中心的形成6)杂多酸化合物酸中心的形成29、固体酸的性质包括哪几方面?1)酸中心的类型:通常与催化剂作用相关多为B酸和L酸。

2)酸中心的浓度(酸中心的数目):指单位催化剂表面或单位催化剂质量所含酸中心的数目的多少。

3)酸中心强度:指给出质子( B酸)或者接受电子对( L酸)能力的强弱。

30、均相酸碱催化机理是怎样的?一般以离子型机理进行,即酸碱催化剂与反应物作用形成正碳离子或负碳离子中间物种,这些中间物种与另一反应物作用,生成产物并释放出催化剂,构成酸碱催化循环。

31、分子筛催化剂的特点是什么?①具有较高活性;②具有较高选择性,可择形催化;③具有较灵活的调变性;④具有较好的稳定性。

32、试说明金属与载体间的相互作用?相互作用为三种类型:一是金属颗粒和载体的接触位置处在界面部位处,则分散了的金属可保持阳离子的性质;二是分散了的金属原子熔于氧化物载体的晶格结构中或与载体形成混合氧化物;三是金属颗粒表面被来自载体氧化物涂释。

正是由于金属-载体的相互作用,结果使得电子流体在二者之间转移,出现电荷的位移。

金属与载体之间的相互作用,使得催化过程发生了变化。

33、试说明金属催化剂的哪些特性对其催化作用有较大的影响?(1)金属催化剂晶格缺陷及其对催化作用的影响点缺陷是指在晶格上缺少原子或者有多余的原子,造成缺陷的原因大致有三种:①机械点缺陷②电子缺陷③化学缺陷。

(2)金属催化剂不均一表面对催化作用的影响34、酸碱定义Lewis酸碱质子理论:凡是能够提供质子的物质称为B酸,凡是能够接受质子的物质称为B碱Lewis酸碱电子理论:凡是能够接受电子对的物质称为酸(L酸),凡是能够提供电子对的物质称为碱软硬酸碱理论:不易失去外层电子的酸为硬酸(HA),易失去外层电子的酸为软酸(SA);难失去电子对的碱为硬碱(HB),易失去电子对的碱为软碱(SB)。

相关文档
最新文档