化学吸附与表面吸附态..
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例如，CO在镍上的化学吸附热为175 kJ/mol，CO与 镍近行反应，生成Ni（CO）4的反应热为146 kJ/mol 。
2．吸附温度 物理吸附的温度一般在气体的液化温度 附近，而化学吸附的温度高于同种气体进行 物理吸附时的温度。 因为物理吸附相当于凝聚作用，几乎不 需要活化能；而化学吸附相当于发生化学反 应，反应分子必须达到一定的能态才容易发 生反应。
1 物理吸附位能曲线 图中纵坐标代表位能，横坐标表示氢原子或分 子与表面的距离。作为水平线的横轴表示体系的位 能为零，须供给能量才能达到此水平线以上。降低 至水平线以下时，则放出能量。在物理吸附中，当 氢分子距离表面较远时，位能为零，当逐渐接近镍 表面时，由于氢分子与镍表面原子间的范德华力起 主导作用，越靠近镍表面，位能越下降，达到 F 点 后，氢分子借助范德华力与表面结合，对于平衡位 置，曲线PFA达到极小值，此时，纵坐标QP即为物 理吸附的吸附热。越过极小点，再继续接近镍表面， 则因二者间表现为斥力，所以位能逐渐升高。
显然， x 点是个转折点， x 右方的曲线 xF 是氢分子物理吸附的位能曲线，x左方的曲线 xEC 则表示氢分子已经解离成两个氢离子并 在镍表面上发生解离化学吸附时的位能曲线。 x点表示具有能量Ea的活化吸附态，此状态是 氢分子化学吸附过程中的一个过渡状态。经 过这个活化态，氢分子解离为两个氢原子， 此时，所需要的能量不再是氢分子的解离能 DH ＝433 kJ/mol，而是比它小得多的 Ea 。由 此可见，镍表面起到了降低解离能的作用。
3、 两种吸附位能曲线的结合——先发生物理 吸附，再进行解离及化学吸附 要使氢分子在镍表面上发生解离化学吸附，形 成表面活化络合物，有两种途径可循：
A、氢分子先解离为氢原子，然后遵循化学吸 附位能曲线CEB，形成H—Niቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ此时需要消 耗相当大的能量(即氢分子的解离能)；
B 、另一种途径是氢分子先沿物理吸附位能曲线向表 面接近，越过极小值F后，提高能量，在x点与氢分 子的化学吸附曲线相交，然后，遵循曲线 xEC 到达 化学吸附态。显然，遵循这一途径吸附过程的能量 障碍要小得多。此途径中也需要越过一个能垒，其 数值为 Ea+Qp ，它表示氢分子在物理吸附之后，化 学吸附之前，需要吸收 Ea+Qp 的能量使之活化。对 于氢分子而言，仅吸收了Ea的能量，因为Qp是在物 理吸附时放出的，活化时又加以吸收，放出与吸收 相等，故净吸收的能量力Ea，此即吸附活化能。反 之，从E点返回F点时，即发生化学脱附时．亦经过 x点并克服能垒Ed，这表示出化学吸附变为物理吸附 并进一步脱附时，要吸收能量Ed使之活化，Ed即为 脱附活化能。
化学吸附与表面吸附态
“在多相催化的基本过程中，至少要有一种反 应物分子被化学吸附在固体表面上” 反应物分子在催化剂表面发生化学吸附，从 而引起反应物分子的变形或解离，即达到活 化的目的，从而降低了反应的活化能并促进 催化反应的进行。
物理吸附和化学吸附的区别
1．吸附热 物理吸附的吸附热低，一般为2.1—21 kJ/mol， 与 相应气体的液化热的数量级相同；化学吸附热高于 物理吸附热，一般在21—418 kJ/mol，与化学反应 的反应热相近。
2、化学吸附位能曲线 当氢原子与镍表面相距很远时，氢与镍之间无 相互作用。因为氢原子系由氢分子解离而来，所以 若把氢分子与镍相距很远时的位能选为 0，由A点的 氢分子解离为 B 点的氢原子需要的解离能为 DH ＝ 434 kJ ／ mol 。氢原子与镍的距离逐渐缩小时，位 能曲线逐渐下降，此时，二者间以吸引为主，到达 极小值 E 处体系的位能最低，氢原子与镍构成一稳 定体系，形成化学键（即金属氢键）。在 E 点氢原 于与镍原子核的间距约为 0.16 nm ，此极小点在水 平线以下的数值Qc即为化学吸附热，在覆盖率较低 时约为125 kJ／mol ，此值比物理吸附热大得多。 进入EC段后，由于氢原子核与镍原子核间电荷的排 斥逐渐增加，故使位能曲线急剧上升。
5．吸附层 化学吸附是单分子层吸附；物理吸附一般是多分子 层吸附。
6．吸附态的光谱 对于物理吸附，在紫外、可见及红外光谱区，只 能使原吸附分子的特征吸收峰发生某些位移，或使 原有吸收峰的强度有所变化；如果出现新的特征吸 收峰，则是化学吸附的标志。
以上鉴别标准不是绝对的，因为吸附热的大小， 吸附温度的高低，以及吸附速率的快慢等都是相对 的，并无严格的界限，因此，在区别物理吸附与化 学吸附时，应从各个方面综合分析，加以鉴定。
氢分子在金属镍表面化学吸附示意图
简化位能曲线
Ed ＝ Ea + Qc
化学吸附热的大小表示吸附键的强弱。吸附热 大，说明吸附质分子与催化剂表面间形成的吸附键 强，反之则弱。
Tanaka 和 Tamaru 将吸附键强度的吸附热与金 属氧化物键强度的生成热作了比较，发现二者呈线 性关系。下图给出氧、乙烯、氨及氢等气体在各种 金属表面上的起始吸附热 q0 与金属最高价氧化物的 标准生成热-∆Hf0之间的关系。 实验结果可用下面的经验式表示： q0＝a[(—∆Hf0)十154.8]十83.7 式中 q0——为起始吸附热(表面覆盖率为0时的吸附热)
3、吸脱附速率 物理吸附的吸脱附速率都很快；化学吸 附，需要一定的活化能，因而吸附及脱附速 率比物理吸附低。 当然，也有少数化学吸附，不需要活化 能，它们的吸附及脱附速率也很快。
4．吸附的选择性 物理吸附无选择性，任何气体在任何固 体表面上均可进行物理吸附； 化学吸附则具有选择性，某一种固体表 面只能吸附某些气体，而不能吸附另外一些 气体；或者第一种气体只能在某一固体表面 上发生化学吸附，而不能为另一种固体所化 学吸附。 例如，H2可以被Ni化学吸附，但不能被Al化学 吸附；O2可以被活性炭化学吸附，但不能被 MgO化学吸附。
吸附位能曲线
为了加深对于吸附现象的认识，可以从 吸附过程中能量变化的角度出发，对物理吸 附与化学吸附的相互关系及其差异进行讨论。 图 3—1 中表示出氢在镍上的化学吸附与物理 吸附的位能曲线，由这两条位能曲线可以组 合成一条新的位能曲线，用它可以近似地描 述反应物分子在催化剂表面发生解离时化学 吸附的位能变化，还能形象地表现出吸附活 化能 Ea ，脱附活化能 Ed 及吸附热 Q 三者之间 的关系。
2．吸附温度 物理吸附的温度一般在气体的液化温度 附近，而化学吸附的温度高于同种气体进行 物理吸附时的温度。 因为物理吸附相当于凝聚作用，几乎不 需要活化能；而化学吸附相当于发生化学反 应，反应分子必须达到一定的能态才容易发 生反应。
1 物理吸附位能曲线 图中纵坐标代表位能，横坐标表示氢原子或分 子与表面的距离。作为水平线的横轴表示体系的位 能为零，须供给能量才能达到此水平线以上。降低 至水平线以下时，则放出能量。在物理吸附中，当 氢分子距离表面较远时，位能为零，当逐渐接近镍 表面时，由于氢分子与镍表面原子间的范德华力起 主导作用，越靠近镍表面，位能越下降，达到 F 点 后，氢分子借助范德华力与表面结合，对于平衡位 置，曲线PFA达到极小值，此时，纵坐标QP即为物 理吸附的吸附热。越过极小点，再继续接近镍表面， 则因二者间表现为斥力，所以位能逐渐升高。
显然， x 点是个转折点， x 右方的曲线 xF 是氢分子物理吸附的位能曲线，x左方的曲线 xEC 则表示氢分子已经解离成两个氢离子并 在镍表面上发生解离化学吸附时的位能曲线。 x点表示具有能量Ea的活化吸附态，此状态是 氢分子化学吸附过程中的一个过渡状态。经 过这个活化态，氢分子解离为两个氢原子， 此时，所需要的能量不再是氢分子的解离能 DH ＝433 kJ/mol，而是比它小得多的 Ea 。由 此可见，镍表面起到了降低解离能的作用。
3、 两种吸附位能曲线的结合——先发生物理 吸附，再进行解离及化学吸附 要使氢分子在镍表面上发生解离化学吸附，形 成表面活化络合物，有两种途径可循：
A、氢分子先解离为氢原子，然后遵循化学吸 附位能曲线CEB，形成H—Niቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ此时需要消 耗相当大的能量(即氢分子的解离能)；
B 、另一种途径是氢分子先沿物理吸附位能曲线向表 面接近，越过极小值F后，提高能量，在x点与氢分 子的化学吸附曲线相交，然后，遵循曲线 xEC 到达 化学吸附态。显然，遵循这一途径吸附过程的能量 障碍要小得多。此途径中也需要越过一个能垒，其 数值为 Ea+Qp ，它表示氢分子在物理吸附之后，化 学吸附之前，需要吸收 Ea+Qp 的能量使之活化。对 于氢分子而言，仅吸收了Ea的能量，因为Qp是在物 理吸附时放出的，活化时又加以吸收，放出与吸收 相等，故净吸收的能量力Ea，此即吸附活化能。反 之，从E点返回F点时，即发生化学脱附时．亦经过 x点并克服能垒Ed，这表示出化学吸附变为物理吸附 并进一步脱附时，要吸收能量Ed使之活化，Ed即为 脱附活化能。
化学吸附与表面吸附态
“在多相催化的基本过程中，至少要有一种反 应物分子被化学吸附在固体表面上” 反应物分子在催化剂表面发生化学吸附，从 而引起反应物分子的变形或解离，即达到活 化的目的，从而降低了反应的活化能并促进 催化反应的进行。
物理吸附和化学吸附的区别
1．吸附热 物理吸附的吸附热低，一般为2.1—21 kJ/mol， 与 相应气体的液化热的数量级相同；化学吸附热高于 物理吸附热，一般在21—418 kJ/mol，与化学反应 的反应热相近。
2、化学吸附位能曲线 当氢原子与镍表面相距很远时，氢与镍之间无 相互作用。因为氢原子系由氢分子解离而来，所以 若把氢分子与镍相距很远时的位能选为 0，由A点的 氢分子解离为 B 点的氢原子需要的解离能为 DH ＝ 434 kJ ／ mol 。氢原子与镍的距离逐渐缩小时，位 能曲线逐渐下降，此时，二者间以吸引为主，到达 极小值 E 处体系的位能最低，氢原子与镍构成一稳 定体系，形成化学键（即金属氢键）。在 E 点氢原 于与镍原子核的间距约为 0.16 nm ，此极小点在水 平线以下的数值Qc即为化学吸附热，在覆盖率较低 时约为125 kJ／mol ，此值比物理吸附热大得多。 进入EC段后，由于氢原子核与镍原子核间电荷的排 斥逐渐增加，故使位能曲线急剧上升。
5．吸附层 化学吸附是单分子层吸附；物理吸附一般是多分子 层吸附。
6．吸附态的光谱 对于物理吸附，在紫外、可见及红外光谱区，只 能使原吸附分子的特征吸收峰发生某些位移，或使 原有吸收峰的强度有所变化；如果出现新的特征吸 收峰，则是化学吸附的标志。
以上鉴别标准不是绝对的，因为吸附热的大小， 吸附温度的高低，以及吸附速率的快慢等都是相对 的，并无严格的界限，因此，在区别物理吸附与化 学吸附时，应从各个方面综合分析，加以鉴定。
氢分子在金属镍表面化学吸附示意图
简化位能曲线
Ed ＝ Ea + Qc
化学吸附热的大小表示吸附键的强弱。吸附热 大，说明吸附质分子与催化剂表面间形成的吸附键 强，反之则弱。
Tanaka 和 Tamaru 将吸附键强度的吸附热与金 属氧化物键强度的生成热作了比较，发现二者呈线 性关系。下图给出氧、乙烯、氨及氢等气体在各种 金属表面上的起始吸附热 q0 与金属最高价氧化物的 标准生成热-∆Hf0之间的关系。 实验结果可用下面的经验式表示： q0＝a[(—∆Hf0)十154.8]十83.7 式中 q0——为起始吸附热(表面覆盖率为0时的吸附热)
3、吸脱附速率 物理吸附的吸脱附速率都很快；化学吸 附，需要一定的活化能，因而吸附及脱附速 率比物理吸附低。 当然，也有少数化学吸附，不需要活化 能，它们的吸附及脱附速率也很快。
4．吸附的选择性 物理吸附无选择性，任何气体在任何固 体表面上均可进行物理吸附； 化学吸附则具有选择性，某一种固体表 面只能吸附某些气体，而不能吸附另外一些 气体；或者第一种气体只能在某一固体表面 上发生化学吸附，而不能为另一种固体所化 学吸附。 例如，H2可以被Ni化学吸附，但不能被Al化学 吸附；O2可以被活性炭化学吸附，但不能被 MgO化学吸附。
吸附位能曲线
为了加深对于吸附现象的认识，可以从 吸附过程中能量变化的角度出发，对物理吸 附与化学吸附的相互关系及其差异进行讨论。 图 3—1 中表示出氢在镍上的化学吸附与物理 吸附的位能曲线，由这两条位能曲线可以组 合成一条新的位能曲线，用它可以近似地描 述反应物分子在催化剂表面发生解离时化学 吸附的位能变化，还能形象地表现出吸附活 化能 Ea ，脱附活化能 Ed 及吸附热 Q 三者之间 的关系。