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文档简介

1、11-9 气固催化反应动力学 气-固相催化反应反应物是气体，催化剂是固体，反应在 气固相界面上进行的反应如合成氨反应的催化剂是：主催化剂电子性助催化剂，作用是降低总反应活化能结构助催化剂，作用是防止Fe晶粒熔结，稳定Fe的海绵状结构。 通常催化剂分散在载体上，以增大活性表面、改善催化剂的机械强度、导热性和热稳定性。气体在固体催化剂上的反应需经历以下几个步骤：1）反应物由气相本体 催化剂外表面2）反应物由外表面 催化剂内表面3）反应物在内表面上吸附4）在内表面上发生反应5）产物从表面脱附6）产物从内表面7）产物从外表面催化剂外表面气相本体表面过程内扩散过程外扩散过程 当整个催化反应达到稳态后，各

2、个步骤均以稳定的速度进行。如果反应历程中扩散速率是慢步骤扩散控制，则催化反应进行的速率服从扩散动力学定律；如表面反应速率是慢步骤表面反应控制，则催化反应进行的速率服从表面化学反应动力学规律。以表面反应控制为例：1.单分子反应由于是表面反应控制，则若B产物吸附很弱，则压力很低时若反应物吸附很强或反应刚开始pA 很大时 此时相当于表面完全被反应物分子所覆盖，总反应速率与反应物分子在气相中压力无关，只取决于表面吸附分子的反应速率。 2. 双分子反应 历程 表面相邻位置上两种被吸附分子之间反应表面反应控制，则设产物吸附很弱，则 历程 吸附在表面上的粒子和气相分子之间进行反应 对反应物B有两种情况： B吸附，但吸附于表面上的B不反应，则 若B不吸于表面上，则 以上是当表面反应为速控步时的情况，其它情况如吸附、或解吸为速控步，或无速控步等，在催化反应动力学中会专门讲述，此处不再赘述。 例题 今有催化分解气相反应S为固体催化剂表面的活性位 (b) AS BS + CSk1(c) BS B + S(d) CS C + S实验证明其速率方程为 有人认为此反应历程为：(a) A + S AS表面反应(b)是反应控制步骤，其余三个过程都是对峙反应，且A、B、C在催化剂表面吸附很弱，证明此反应历程

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