工業(yè)催化答案完整版

1、第一章第一章催化劑基本知識催化劑基本知識1、名詞解釋名詞解釋（1）活性活性：催化劑使原料轉化的速率，工業(yè)生產上常以每單位容積(或質量)催化劑在單位時間內轉化原料反應物的數量來表示，如每立方米催化劑在每小時內能使原料轉化的千克數。（2）選擇性選擇性：目的產物在總產物中的比例，實質上是反應系統中目的反應與副反應間反應速度競爭的表現。（3）壽命壽命：指催化劑的有效使用期限。（4）均相催化反應均相催化反應：催化劑與反應物同處于一均勻物相中的催化

2、作用。（5）氧化還原型機理的催化反應氧化還原型機理的催化反應：催化劑與反應物分子間發(fā)生單個電子的轉移，從而形成活性物種。（6）絡合催化機理的反應絡合催化機理的反應：反應物分子與催化劑間配位作用而使反應物分子活化。（7）（額外補充）什么是絡合催化劑（額外補充）什么是絡合催化劑？答：一般是過渡金屬絡合物、過渡金屬有機化合物。（8）反應途徑反應途徑：反應物發(fā)生化學反應生成產物的路徑。（9）催化循環(huán)催化循環(huán)：催化劑參與了反應過程，但經歷了幾個反

3、應組成的循環(huán)過程后，催化劑又恢復到初始態(tài)，反應物變成產物，此循環(huán)過程為催化循環(huán)。（10）線速度線速度：反應氣體在反應條件下，通過催化床層自由體積的的速率。（11）空白試驗空白試驗：在反應條件下，不填充催化床，通入原料氣，檢查有無壁效應，是否存在非催化反應。（12）催化劑顆粒的等價直徑催化劑顆粒的等價直徑：催化劑顆粒是不規(guī)則的，如果把催化劑顆粒等效成球體，那么該球體的直徑就是等價直徑。（13）接觸時間接觸時間：在反應條件下的反應氣體，通過

4、催化劑層中的自由空間所需要的時間。（14）初級離子初級離子：內部具有緊密結構的原始粒子。（15）次級粒子次級粒子：初級粒子以較弱的附著力聚集而成造成固體催化劑的細孔。2.敘述催化作用的基本特征，并說明催化劑參加反應后為什么會改變反應速度？敘述催化作用的基本特征，并說明催化劑參加反應后為什么會改變反應速度？①催化劑只能加速熱力學上可以進行的反應，而不能加速熱力學上無法進行的反應。②催化劑只能加速反應趨于平衡，而不能改變平衡的位置（平衡常數

5、）。③催化劑對反應具有選擇性。④催化劑的壽命。催化劑之所以能夠加速化學反應趨于熱力學平衡點，是由于它為反應物分子提供了一條輕易進行的反應途徑。3.從反應途徑說明什么是催化循環(huán)？從反應途徑說明什么是催化循環(huán)？催化劑是一種化學物質，他借助于反應物間的相互作用而起催化作用，在完成催化的一次反應后，又恢復到原來的化學狀態(tài)，因而能循環(huán)不斷地起催化作用。催化劑暫時的介入反應，在反應物系的始態(tài)和終態(tài)間架起了新的通道，從而改變了反應的某種不穩(wěn)定的活性中

6、間絡合物，后者再繼續(xù)反應生成產物和恢復成原來的催化劑。這樣不斷循環(huán)起作用。4.說明催化科學的特點和催化劑和催化過程在化工生產中的效果？說明催化科學的特點和催化劑和催化過程在化工生產中的效果？應用催化的方法，既能提高反應速率，又能對反應方向進行控制，且催化劑原則上是不消耗的。效果：更新原料路線，采用更廉價原料，革新工藝流程，促進新工藝過程的開發(fā)；緩和工藝操作條件，打到節(jié)能降耗的目的；開發(fā)新產品，提高產品收率，改善產品質量；消除環(huán)境污染或開

7、發(fā)從原料到產品的整個化工過程，對資源的有效利用以及污染控制的環(huán)境有友好的“綠色催化工藝”等。5.說明均相催化反應和非均相催化反應各有何優(yōu)缺點？說明均相催化反應和非均相催化反應各有何優(yōu)缺點？均相催化優(yōu)點：反應性能單一，具有特定的選擇性；反應條件溫和，有利于節(jié)能；因其作用機理較清楚明晰，易于精心設計調配研究和把握。缺點：穩(wěn)定性差，與產物分離困難。非均相催化劑的最大優(yōu)點是容易從反應體系中分離出來這是相對于均相催化劑而言的.缺點則是催化效率不如

8、均相催化劑反應也不如均相催化劑容易控制.6.6.催化劑的作用有幾個方面？催化劑的作用有幾個方面？①提高反應速率②控制反應方向7典型催化反應分哪幾種類型？工業(yè)催化劑是如何分類的典型催化反應分哪幾種類型？工業(yè)催化劑是如何分類的1）按催化體系分均相、非均相和酶催化反應2）按催化反應類型分類分為加氫反應，氧化反應，裂解反應，聚合反應，水合反應等等。3）按催化反應機理分酸堿反應和氧化還原反應.工業(yè)催化劑：化肥催化劑，煉油催化劑，石油催化劑另一吸附

9、中心轉移，即為定位吸附。（2）解離吸附解離吸附：吸附質分子在吸附劑上吸附時解離成原子或自由基的吸附。（3）活化吸附與非活化吸附：非活化吸附，沒有活化能或者活化能很小，是“快化學吸附”活化吸附，有活化能，“慢化學吸附”（4）均勻吸附與非均勻吸附：均勻吸附與非均勻吸附：均勻吸附，催化劑表面上的原子或者分子能量相同，形成相同吸附鍵能的吸附活性位。非均勻吸附，催化劑表面上的原子或者分子能量不同，形成不同吸附鍵能的吸附活性位。（5）吸附態(tài)吸附態(tài)：

10、在催化荊表面上吸附的分子，與其表面分子間形成吸附鍵，構成分子的吸附態(tài)。2.根據氧的幾種吸附態(tài)說明催化劑的選擇性？根據氧的幾種吸附態(tài)說明催化劑的選擇性？A在過渡金屬上，氧以分子態(tài)吸附，使之生銹MO2MO2B.在過渡金屬氧化物上（e）（e）（2e）O2（g）O2（吸附）（02）2（O）2（O2）（1）O2（吸附）為分子吸附態(tài)，（2）02為分子離子或離子基吸附態(tài)（3）O為離子吸附態(tài)，（4）02為晶格氧O2在催化劑表面化學吸附后的形狀、電極、幾

11、構不同而形成四種。。。吸附態(tài)，得到不同產物，因此催化劑具有選擇性3.什么是σ什么是σπ配鍵，π配鍵，形成需要什么條件，它的主要作用是什么？形成需要什么條件，它的主要作用是什么？條件:A金屬具有空的d軌道（接受π電子）B金屬有可供反饋的d電子提供給π軌道C金屬與被吸附分子對稱性匹配作用：雙鍵活化。一般的單鍵σ鍵雙鍵和三鍵中分別有一個和兩個π鍵。二鍵和三鍵與單鍵相比，除了σ鍵外，多出的都是π鍵4.雙鍵活化主要靠什么途徑，需要什么條件雙鍵活化