催化原理思考题

第一局部思考题在化工生产中，催化剂和催化过程起哪些作用?反响速度。试述催化过程在化学工业中的地位。何为催化作用？85%是借助于催化过程产生的。催化作用:催化剂对化学反响所产生的效应。催化剂在石油加工和石油化工领域有哪些应用？2050年月末催化20形催化”原理合成的2SM-5型分子筛，开发了一系列石油化工催化工艺。4.试述催化作用的四大特征及其在催化剂开发争论中的有用意义。2.答〔1〕只加速热力学上可能进展的反响，△Θ <=—RTInK。T,P P2只加快反响趋于化学平衡而不转变化学平衡的位置由△Θ —RTInK

T,P P，活化能降低。催化剂对反响具有选择性，由于一种催化剂只能催化加速一个〔或一类〕艺的关键。要想在500K温度下进展芳构化反响，能否为它找到一种催化剂？为什么？

Cp=A+BT+CT2+DT3/calmol1kJmol1kJkJmol1kJmol1ABCDH2006.482.221033.301061.83010989.92129.660.9093.741021.991054.192109CH2 452.3068.128.1011.1331017.7061051.703108为什么说加氢催化剂对脱氢反响也有活性？答：催化剂是降低了反响的势能，既活化能，使得正逆反响同时加速。率更能反映出工业催化剂性能的优劣?答P121-6式1-式1-式 时空产率可类比于时空收率P11倒数L3 但为何更能反响优劣不清楚。固体催化剂的孔构造是如何影响反响性能的？答：P34 2.5 L1-L4 孔构造参数正相关。可否用反响速度比较催化剂活性？需要什么限制条件？答：可以，与催化反响速度相比，非催化反响速度小到可以无视不计明。答：P131.4.2 L2；P131.4.2 2、3、4段答：P71.3.1；实例P7-9试述物理吸附和化学吸附的区分及两者在催化争论中的应用。答：P192.1.1第一段；物理吸附在化学工业、石油加工工业、农业、医药工业、环境保护等部门和领域都有广泛的应用，最常用的是从气体和液体介质中回收有用物质或去除杂质，如气体的分别、气体或液体的枯燥、油的脱色等。物理吸附在多相催化中有特别的意义，它不仅是多相催化反响的先决条件，而且利用物理吸附原理可以测定催化剂的外表积和孔构造，而这些宏观性质对于制备优良催化剂，比较催化活性，改进反响物和产物的集中条件，选择催化剂的载体以及催化剂的再生等方面都有重要作用。在复相催化中，多数属于固体外表催化气相反响，它与固体外表吸附严密相关。在这类催化反响中，至少有一种反响物是被固体外表化学吸附的，而且这种吸附是催化过程的关键步骤。在固体外表的吸附层中，气体分子的密度要比气相中高得多，但是催化剂加速反响一般并不是外表浓度增大的结果，而主要是由于被吸附分子、离子或基团具有高的反响活性。气体分子在固体外表化学吸附时可能引起离解、变形等，可以大大提高它们的反响活性。因此，化学吸附的争论对说明催化机理是格外重要的。化学吸附与固体外表构造有关。外表构造化学吸附的争论中有很多方法和技术，例如场放射显微镜、场离子显微镜、低能电子衍射、红外光谱、核磁共振、电子能谱化学分析、同位素交换法等。其中场放射显微镜和场离子显微镜能直接观看不同晶面上的吸附以及外表上个别原子的位置，故为各种外表的晶格缺陷、吸附性质及机理的争论供给了最直接的证据。—百度百科〕写出氢的物理吸附态和化学吸附态。H2；P251[1][2]H2Ni上解离吸附过程的势能图，并指出吸附活化能。该图可反映出哪些问题?答：P20 2-1图；见图2-1；P202.1.2 15.物理吸附是放热过程还是吸热过程？为什么?答：吸热，能量下降给出积分吸附热，微分吸附热和初始吸附热的定义。1mol分子所产生的热效应；Q

=(əq/əu)*T微在恒温下，发生极微小的变化时，产生的吸附热效应；当吸附量趋于0时产生的热〕答：Ed=Ea+qc=吸附活化能+化学吸附P21倒数L318.Langmuir答:P29①②③④〕19.真实吸附与抱负吸附的区分及其缘由是什么?P28Langmuir抱负吸附模型及其后相关方程答复。20.何为吸附等温线？何为吸附等压线？何为吸附等量线答：P282.3.1L3-4;L12;L13-14〕答：P28图2-9吸附等温式在缔合吸附，解离吸附，多组分竞争吸附时的表达式。答：P29-30 式2-4到式2-9吸附的根本假定有哪几点?它与Langmuir吸附有何不同？答：P31L9-L12;P31表2-4BET方程计算固体外表积的步骤。答：P322.4.1 P342.4.2 P33式〔2-15〕答：P181.5.4L1-L3哪些属于物理过程？答：物理过程：外集中，内集中物；吸附产物通过脱附释放，催化剂得以复原。何为宏观动力学？何为本征动力学？答：宏观又称为表观动力学，是指反响器传递过程影响下的反响动力学。本征动力学又称微观动力学、反响固有动力学〔相对于表观动力学而言〕，学反响本身的规律。什么是效率因子？为什么固体催化剂内外表不能得到完全利用？答效率因子η=表观反响速率/本征反响速率 率低外外表简洁反响，其选择性分别会有什么转变？答：有和外集中影响的试验应如何设计？答：P15P423-2P423-2酸催化剂的酸性？答：P483.3.1 1.2.3固体酸催化剂酸性的强弱如何表示？答：P483.3.1 3酸的类型酸中心浓度强度依据田部浩三推断混合氧化物的酸中心性质的方法推断5%TiO2

95%ZnO，5%ZnO95%TiO2

两种混合氧化物的外表性质〔Ti为六配位，Zn为四配位。答：P46-47描述无定形SiO-A1O外表酸性中心的来源。2 23答：P45(2)L4-L7答：P483.3.2答：只有一种酸中心，一种酸强度就是均匀的将某pKa

的指示剂参加到催化剂试样中，说明在以下哪些状况下可使指示剂颜色从碱型色变为酸型色〔设催化剂酸强度函数为H〕0H0

>pKa

H0

=pKa

H0

<pKa答：B、C P49倒数L4-L1同的阳离子交换对催化活性有何影响？答：由于需要沸石分子筛具有多种不同酸碱性质；P663.5.3〔1〕(2)答：碳正离子SiO-A1OA1O

含量有什么关系？2 23 23答：P45(2)试述常用的各种分子筛(A，Y，M，ZSM-5)的构造特点，通道尺寸及其工业应用。答：P63-64答：P65P66-70〔1〔2〔3；P69-70①②③④HY化剂的活性组分？答：P76L14-L16超稳Y沸石分子筛是如何形成的？其标志是什么？性能有何特点？热稳定性好，酸中心数目削减但活性变强，分子筛中Al原子间间距下降。选择性也增加。过程中主要有哪些反响？哪些是我们所不期望发生的副反响？答〔参考p74〕主要有裂化反响是：1〕C-C键断裂反响生成小的烯烃和烷烃，反响速度较快。2〕异构化反响。它是在分子量大小不变的状况下，烃类分子发生构造和空间位置的变化。3〕氢转移反响。即某一烃分子上的氢脱下来，马上加到另一烯烃分子上，使这一烯烃得到饱和的反响。 4〕芳构化反响。芳构化反响是烷烃、烯烃环化后进一步氢转移反响，反响过程不化副反响。催化裂化与热裂化的反响机理有何不同？答：前者是碳正离子机理，后者是自由基反响机理。试用正碳离子稳定性说明正构烷烃异构化反响机理。答：RCH2CH2CH3-->RCH2CH+CH3H--->R(CH3)C+CH3-->R(CH3)CHCH3何为择形催化？答：P703.5.4L2-L4P70-P711.〔1〔2〔3〕;反响物择形催化，产物择形催化，限制过渡态择形催化光沸石对甲乙苯烷基转移反响产物分布特性举出一些以金属为催化剂的工业应用实例，说明它们的活性组分。答：工业制硝酸，PtFe〔参照P844-1，此表/后是载体〕活性组分是金属或者合金金属催化剂从形态上可分为哪几种类型?答：P83答：能带理论与价键理论dd%？dd4.3.2L5、6说明金属的d带空穴，吸附强度，催化活性三者之间的关系及缘由。答：P915何为负载型金属催化剂？答：将金属颗粒分散负载于载体上的催化剂金属在载体上的分散度如何定义？答：指金属在载体外表上的晶粒大小〔P102倒数第五行〕分散度的凹凸对催化剂的反响性能有何影响？2233答：1、在反响中起作用的活性部位的性质，由于晶粒的大小的转变，会使晶粒2、载体对金属催化行为有影响，影响越大，金属晶粒变得越小。3、从电子因素考虑，微小晶〔P1041、2、3三点〕223322

O-A1O

O在性能上有何不同？举例说明它们常用作哪3些催化剂的载体。3答：α-γ-氧化铝：孔径较大，孔构造稳定性好，酸性、比外表积和保持氯的力量比η—氧化铝稍差；η-保持氯的力量强，孔径小，热稳定性稍差，失活较快。常用作：什么是双功能催化剂？〔P117,2.L1~L2〕为什么重整反响需要使用双功能催化剂？〔P117,3L3L4〕整工艺？Pt活性下降P117，2.L7；后者:此题待争论与金属催化剂相比，金属氧化物催化剂有哪些特点？.；4.有更优越的耐热、抗毒性；5.具有光敏、热敏、杂质敏感性能。np.nP型半导体：在受主能级上有空穴存在，很简洁承受满带中跃迁的电子，使满带产生正电空穴并进展空穴导电。何为受主键吸附？何为施主键吸附？附。施主键吸附：吸附分子将电子转移给半导体外表，吸附分子以正离子态吸附。何为受主型反响？何为施主型反响？施主型反响：当受主键吸附慢时的反响。答：费米能级：半导体中电子的平均位能。从费米能级到导带顶之间的能量差就是逸出功。答：添加施主、受主杂质2 5 VO催化SO氧化的反响，2 5 反响机理如下：反响动力学争论说明，反响速度方程式为：SO2O各为何种吸附？参加哪种类型杂质可加速反响？答SO2施主键吸附〔给出， O为受主键吸〔吸参加施主杂质可加速反响具体请看P129 3.半导体催化剂上化学吸附键类型这一章节。P128图表。乙醇氧化物半导体催化剂上可发生如下两个反响：试用氧化物催化剂的半导体机理说明各吸附键的类型及两个反响的类型，2，32要加速化学反响，分别应参加哪种类型杂质〔A1O LiO〕？2，32答：P127ZnO：CH3CH2O〔为该反响掌握步骤〕，H为施主键。因为参加A1O 加快供e力量，化学反响速率增大，反响为受主键反响。 左2 3，2 A1O2 NiOCH3CH2〔为该反响掌握步骤eLi2eLi2。具体请看P1272.杂质对半导体催化剂的***和电导率的影响这一章节以丙烯氧化生成丙烯醛为例，说明氧化-复原的催化循环模式。答:P135L5-L10 属氧化物催化多相氧化反响通常是通过催化剂的反复氧化复原进展的。金属催化剂和金属氧化物催化剂的预硫化有何作用？常用的硫化剂有哪些？答：P191L7-L9. P1902 L4 CS，HS,〔COS〕等2 2举例说明金属硫化物催化剂的应用。答：P191 馏分的加氢脱硫，脱氮，铂族金属硫化物还可用于选择加氢重整等反响。答：1〕符合产品性能要求；所含杂质简洁除去，或者限制在肯定的范围内；易得，价廉，便于加工；4〕对环境无污染或者可经过处理除去污染。固体催化剂母体的制备方法有哪几种？答：P185P186P187P188P189还有混合法、离子交换法、晶化法等。固体催化剂的制备过程有哪些根本步骤？答：主要包括：选择原料与配料，制备催化剂的母体，活化成型等答：P186L7-L9答：P1857.3.1章节中第一段度?具体请见〔P186，浸渍法〕怎样才能制备出分散均匀的负载型金属催化剂？〔焙烧〕，使溶质固定下来，〔P186浸渍法〕体催化剂的活化方式有几种？答：P1897.3.2 1、2、3、答：复原温度、压力、复原氢流速、氢气纯度。使用的裂化，重整，加氢三种催化剂各承受哪种方式成型？答：裂化：喷雾成型法 重整： 加氢：转动成型法。另外常用的成型方法：切粒成型、压缩成型法、挤出成型法等答：固定床：固体物通常呈颗粒状，粒径2～15mm左右,积存成肯定高度〔或厚度〕的床层。床层静止不动，流体通过床层进展反响。固定床反响器中的催化剂不剂也已被广泛使用。流化床：移动床：一种用以实现气固相反响过程或液固相反响过程的反响器。如何选择催化剂的载体？寿命、价格等作综合考虑。催化剂载体简介：业反响器的操作要求；载体可使活性组分分散在载体外表上,获得较高的比外表积,提高单位质量活性组分的催化效率。载体还可阻挡活性组分在使用过程中烧结，提高催化剂的耐热性。对于某些强放热反响，载体使催化剂中的活性组分稀释，以满足热平衡要求 良好热导率的载体，如金属、碳化硅等,有助于移去反响热，避开催化剂外表局部过热。载体又可将某些原来用于均相反响中的催化剂负载于固体载体上制成[固体酸催化剂]，酶负载在载体上制成的固定化酶。种类：国内外争论较多的催化剂载体有：SiO2，Al2O3、玻璃纤维网〔布〕、空心陶瓷球、海砂、层状石墨、空心玻璃珠、石英玻璃管〔片〕、一般〔导电〕玻璃片、有机