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(zhuǎn)化的速率，工業(yè)生產(chǎn)上常以每單位容積(或質(zhì)量)催化劑在單位時(shí)間內(nèi)轉(zhuǎn)化原料反應(yīng)物的數(shù)量來表示，如每立方米催化劑在每小時(shí)內(nèi)能使原料轉(zhuǎn)化的千克數(shù)。（2）選擇性選擇性：目的產(chǎn)物在總產(chǎn)物中的比例，實(shí)質(zhì)上是反應(yīng)系統(tǒng)中目的反應(yīng)與副反應(yīng)間反應(yīng)速度競爭的表現(xiàn)。（3）壽命壽命：指催化劑的有效使用期限。（4）均相催化反應(yīng)均相催化反應(yīng)：催化劑與反應(yīng)物同處于一均勻物相中的催化

2、作用。（5）氧化還原型機(jī)理的催化反應(yīng)氧化還原型機(jī)理的催化反應(yīng)：催化劑與反應(yīng)物分子間發(fā)生單個(gè)電子的轉(zhuǎn)移，從而形成活性物種。（6）絡(luò)合催化機(jī)理的反應(yīng)絡(luò)合催化機(jī)理的反應(yīng)：反應(yīng)物分子與催化劑間配位作用而使反應(yīng)物分子活化。（7）（額外補(bǔ)充）什么是絡(luò)合催化劑（額外補(bǔ)充）什么是絡(luò)合催化劑？答：一般是過渡金屬絡(luò)合物、過渡金屬有機(jī)化合物。（8）反應(yīng)途徑反應(yīng)途徑：反應(yīng)物發(fā)生化學(xué)反應(yīng)生成產(chǎn)物的路徑。（9）催化循環(huán)催化循環(huán)：催化劑參與了反應(yīng)過程，但經(jīng)歷了幾個(gè)反

3、應(yīng)組成的循環(huán)過程后，催化劑又恢復(fù)到初始態(tài)，反應(yīng)物變成產(chǎn)物，此循環(huán)過程為催化循環(huán)。（10）線速度線速度：反應(yīng)氣體在反應(yīng)條件下，通過催化床層自由體積的的速率。（11）空白試驗(yàn)空白試驗(yàn)：在反應(yīng)條件下，不填充催化床，通入原料氣，檢查有無壁效應(yīng)，是否存在非催化反應(yīng)。（12）催化劑顆粒的等價(jià)直徑催化劑顆粒的等價(jià)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(jià)直徑。（13）接觸時(shí)間接觸時(shí)間：在反應(yīng)條件下的反應(yīng)氣體，通過

4、催化劑層中的自由空間所需要的時(shí)間。（14）初級離子初級離子：內(nèi)部具有緊密結(jié)構(gòu)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(xì)孔。2.敘述催化作用的基本特征，并說明催化劑參加反應(yīng)后為什么會(huì)改變反應(yīng)速度？敘述催化作用的基本特征，并說明催化劑參加反應(yīng)后為什么會(huì)改變反應(yīng)速度？①催化劑只能加速熱力學(xué)上可以進(jìn)行的反應(yīng)，而不能加速熱力學(xué)上無法進(jìn)行的反應(yīng)。②催化劑只能加速反應(yīng)趨于平衡，而不能改變平衡的位置（平衡常數(shù)

5、）。③催化劑對反應(yīng)具有選擇性。④催化劑的壽命。催化劑之所以能夠加速化學(xué)反應(yīng)趨于熱力學(xué)平衡點(diǎn)，是由于它為反應(yīng)物分子提供了一條輕易進(jìn)行的反應(yīng)途徑。3.從反應(yīng)途徑說明什么是催化循環(huán)？從反應(yīng)途徑說明什么是催化循環(huán)？催化劑是一種化學(xué)物質(zhì)，他借助于反應(yīng)物間的相互作用而起催化作用，在完成催化的一次反應(yīng)后，又恢復(fù)到原來的化學(xué)狀態(tài)，因而能循環(huán)不斷地起催化作用。催化劑暫時(shí)的介入反應(yīng)，在反應(yīng)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(yīng)的某種不穩(wěn)定的活性中

6、間絡(luò)合物，后者再繼續(xù)反應(yīng)生成產(chǎn)物和恢復(fù)成原來的催化劑。這樣不斷循環(huán)起作用。4.說明催化科學(xué)的特點(diǎn)和催化劑和催化過程在化工生產(chǎn)中的效果？說明催化科學(xué)的特點(diǎn)和催化劑和催化過程在化工生產(chǎn)中的效果？應(yīng)用催化的方法，既能提高反應(yīng)速率，又能對反應(yīng)方向進(jìn)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(jià)原料，革新工藝流程，促進(jìn)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(chǎn)品，提高產(chǎn)品收率，改善產(chǎn)品質(zhì)量；消除環(huán)境污染或開

7、發(fā)從原料到產(chǎn)品的整個(gè)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(yīng)和非均相催化反應(yīng)各有何優(yōu)缺點(diǎn)？說明均相催化反應(yīng)和非均相催化反應(yīng)各有何優(yōu)缺點(diǎn)？均相催化優(yōu)點(diǎn)：反應(yīng)性能單一，具有特定的選擇性；反應(yīng)條件溫和，有利于節(jié)能；因其作用機(jī)理較清楚明晰，易于精心設(shè)計(jì)調(diào)配研究和把握。缺點(diǎn)：穩(wěn)定性差，與產(chǎn)物分離困難。非均相催化劑的最大優(yōu)點(diǎn)是容易從反應(yīng)體系中分離出來這是相對于均相催化劑而言的.缺點(diǎn)則是催化效率不如

8、均相催化劑反應(yīng)也不如均相催化劑容易控制.6.6.催化劑的作用有幾個(gè)方面？催化劑的作用有幾個(gè)方面？①提高反應(yīng)速率②控制反應(yīng)方向7典型催化反應(yīng)分哪幾種類型？工業(yè)催化劑是如何分類的典型催化反應(yīng)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(yīng)2）按催化反應(yīng)類型分類分為加氫反應(yīng)，氧化反應(yīng)，裂解反應(yīng)，聚合反應(yīng)，水合反應(yīng)等等。3）按催化反應(yīng)機(jī)理分酸堿反應(yīng)和氧化還原反應(yīng).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(zhuǎn)移，即為定位吸附。（2）解離吸附解離吸附：吸附質(zhì)分子在吸附劑上吸附時(shí)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(xué)吸附”活化吸附，有活化能，“慢化學(xué)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(gòu)成分子的吸附態(tài)。2.根據(jù)氧的幾種吸附態(tài)說明催化劑的選擇性？根據(jù)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(xué)吸附后的形狀、電極、幾

11、構(gòu)不同而形成四種。。。吸附態(tài)，得到不同產(chǎn)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(gè)和兩個(gè)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