催化剂与催化作用 第三版 复习资料中国石油大学.docx

1、催化剂与催化作用 第三版 复习资料中国石油大学1、催化剂定义催化剂是一种能够改变化学反应速度而不能改变反应的热力学平衡位置，且自身不被明显消耗的物质。2、催化剂活性、表示方法(1)活性定义：一般,指定条件下（压力、温度）一定量催化剂上的反应速率(来衡量)。(2)表示方法:对于反应, ，速率 3、催化剂选择性、表示方法(1)定义:当反应可以按照热力学上几个可能的方向进行时，催化剂可以选择性地加速其中的某一反应。4、载体具有哪些功能和作用？8分散作用，增大表面积，分散活性组分；稳定化作用，防止活性组分熔化或者再结晶；支撑作用，使催化剂具备一定机械强度，不易破损；传热和稀释作用，能及时移走热量，提高

2、热稳定性；助催化作用，某些载体能对活性组分发生诱导作用，协助活性组分发生催化作用。5、催化剂选择考虑因素：选择性寿命活性价格 工业催化剂：6、催化剂一般组成1）活性组份或称主催化剂2)载体或基质3)助催化剂7.催化剂分类按物相均一性：均相催化、多相催化、酶催化按作用机理：氧化还原催化，酸碱催化（离子型机理，生成正碳离子或负碳离子）配位催化：催化剂与反应物分子发生配位作用而使反应物活化。按反应类型分类：加氢、脱氢、部分氧化、完全氧化、水煤气、合成气、酸催化、氯氧化、羰基化、聚合8、多相催化反应的过程步骤可分为哪几步？实质上可分为几步？（1）外扩散内扩散化学吸附表面反应脱附内扩散外扩散（2）物理过

3、程化学过程物理过程9、吸附是如何定义的？物理吸附与化学吸附的本质不同是什么？吸附：气体与固体表面接触时，固体表面上气体的浓度高于气相主体浓度的现象。固体表面吸附：物理吸附：作用力：van der Waals力静电力：具有永久偶极矩的分子间的静电吸引力诱导力：容易极化的分子被极性分子诱导产生的诱导偶极子和永久偶极子之间的作用力色散力：原子内电子密度的瞬时诱导邻近原子产生偶极而致的两个瞬时偶极子之间的相互作用力化学吸附：作用力：价键力，形成化学键本质：二者不同在于其作用力不同，前者为范德华力，后者为化学键力，因此吸附形成的吸附物种也不同，而且吸附过程也不同等诸多不同。 10.催化剂的孔结构参数包括

4、1）密度 =m/v V=V隙+V孔+V真 堆密度 ： 堆=m/v 颗粒密度： P=m/(V-V隙)=m/(V孔+V真or骨架) 真密度(骨架密度):骨架=m/(V堆-(V孔+V隙) 视密度： 视=m/(V堆-(V孔+V隙)2）比孔容在体积为V的容器中装满重量为W的催化剂颗粒或粉末，抽真空后，充入氦气，测定出充入氦的体积VHe，即：容器内除去催化剂骨架体积以外的所有空间体积。然后，将氦抽出，并在常压下充入汞，测定出充入汞的体积VHg，即：除去催化剂骨架体积和颗粒中的孔隙体积以后容器中剩余的体积。也就是说，催化剂的孔容：V孔VHeVHg3）孔隙率4）平均孔径 5）孔径分布 6）孔的形状与连通性11

5、、为何说Langmuir吸附为理想吸附？基本假设是什么？模型假设：吸附表面均匀，各吸附中心能量相同；吸附分子间无相互作用；单分子层吸附，吸附分子与吸附中心碰撞进行吸附，一个分子只占据一个吸附中心；在一定条件下，吸附与脱附可建立动态平衡。12.扩散类型（1）扩散定义：分子通过随机运动，从高浓度向低浓度进行传播的现象。常规扩散（容积扩散）多孔固体介质的孔径100nm；孔径尺寸大小 分子平均自由程；分子间碰撞几率 分子与孔道壁的碰撞几率；扩散阻力主要为分子之间的碰撞。克努森（Knudsen）扩散多孔固体介质的孔径100nm；孔径尺寸 分子平均自由程；分子间碰撞几率50100（4）压力降：尽可能小提高催化剂床层空隙6、何为转化率、收率和比活性？如何计算转化率、收率和选择性？转化率：已经转化的物料量占总进料量的比例大小产率：生成的目的产物量占反应物初始总量的比例选择性：目的产物占总产物的比例（m%, mol%）7.说明吸附热、吸附活化能、脱附活化能随表面覆盖度变化而变化的原因？并画出变化关系图。（1）规律：随着表面覆盖度的增加，吸附热见减小，吸附活化能增大（2）原因：1）表面不均匀性：吸附热随覆盖程度的增加而线性下降，表面上各吸附位不是能量均等的，吸附的分子之间有相互作用，先吸附的分子总是吸附在最活泼、最易吸附的部