催化作用基礎(chǔ)

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1、1.什么是催化劑？催化劑是一種能夠改變一個(gè)化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)速度，卻不改變化學(xué)反應(yīng)熱力學(xué)平衡位置，本身在化學(xué)反應(yīng)中不被明顯地消耗的化學(xué)物質(zhì)。2.什么是催化反應(yīng)？涉及催化劑的反應(yīng)3.催化作用有哪些基本特征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(wú)法進(jìn)行的反應(yīng)2）只能加速反應(yīng)趨于平衡，不能改變平衡的位置，只能加速熱力學(xué)上可以進(jìn)行的反應(yīng)3）對(duì)加速反應(yīng)具有選擇性??4）催化劑的壽命4.催化劑為什么不會(huì)改變化學(xué)平衡的位置？化學(xué)平衡是由熱力學(xué)決定的，DG0＝—RT1nKP?，其中KP為反應(yīng)的平衡常

2、數(shù)，DG0是產(chǎn)物與反應(yīng)物的標(biāo)準(zhǔn)自由焓之差，是狀態(tài)函數(shù)，只決定于過(guò)程的始終態(tài)，而與過(guò)程無(wú)關(guān)，催化劑的存在不影響DG0值，它只能加速達(dá)到平衡所需的時(shí)間，而不能移動(dòng)平衡點(diǎn)。5.催化劑為什么能加快反應(yīng)速度？催化劑能降低反應(yīng)的活化能6.按使用條件下的物態(tài)催化劑可分為幾類，各是什么？酸堿催化劑，非納米分子篩催化劑，金屬催化劑，金屬氧化物和硫化物催化劑，絡(luò)合催化劑，7.催化劑的組成包括哪幾部分？活性組分，助催化劑，載體8.吸附和催化有什么關(guān)系催化的前提是發(fā)生吸附，氣—固相催化反應(yīng)中，至少有一種反應(yīng)物要吸附在催化劑的

3、表面上。吸附鍵的強(qiáng)度要適當(dāng)，吸附的過(guò)強(qiáng)或過(guò)弱都不利于下一步化學(xué)反應(yīng)的進(jìn)行。如果催化劑對(duì)反應(yīng)物吸附過(guò)強(qiáng)，往往形成較穩(wěn)定的表面絡(luò)合物；吸附過(guò)弱，反應(yīng)物分子活化不夠，不利于反應(yīng)。9.物理吸附與化學(xué)吸附有什么區(qū)別。吸附力范德華力化學(xué)鍵力選擇性?無(wú)?有吸附層?單層或多層單層熱效應(yīng)?較小，近于液化熱?較大，近于化學(xué)反應(yīng)熱吸附速度較快，不受溫度影響，不需活化能;較慢，溫度升高,速度加快，需要活化能a.物理吸附是表面質(zhì)點(diǎn)和吸附分子之間的分子力而引起的。具體地是由永久偶極、誘導(dǎo)偶極、色散力等三種范德華引力。物理吸附就好

4、像蒸汽的液化只是液化發(fā)生在固體表面上罷了。分子在發(fā)生物理吸附后分子沒(méi)有發(fā)生顯著變化。b.化學(xué)吸附是在催化劑表面質(zhì)點(diǎn)吸附分子間的化學(xué)作用力而引起的，如同化學(xué)反應(yīng)一樣，而兩者之間發(fā)生電子轉(zhuǎn)移并形成離子型，共價(jià)型，自由基型，絡(luò)合型等新的化學(xué)鍵。吸附分子往往會(huì)解離成原子、基團(tuán)或離子。這種吸附粒子具有比原來(lái)的分子較強(qiáng)的化學(xué)吸附能力。因此化學(xué)吸附是多相催化反應(yīng)過(guò)程不可缺少的基本因素。11.真實(shí)吸附中，吸附熱q與覆蓋度的關(guān)系如何，說(shuō)明產(chǎn)生真實(shí)吸附的原因。真實(shí)吸附中吸附熱Q隨覆蓋度的增加而降低，而吸附活化能增加，原因

5、：固體表面不均勻?qū)е庐a(chǎn)生真實(shí)吸附14.A氣體在一固體表面上發(fā)生了一化學(xué)吸附，在一定溫度下，達(dá)吸附平衡時(shí)，實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，單位固體表面積吸附A的體積量V（標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)）與?A吸附平衡壓的自然對(duì)數(shù)?lnPA呈直線關(guān)系，則該吸附為?(??真實(shí)??)吸附模型.17.常見(jiàn)的固體酸催化劑有哪些，寫出描寫固體酸催化劑酸性強(qiáng)度的函數(shù)表達(dá)式。1）常見(jiàn)固體酸催化劑有a.天然黏土類（高嶺土，活性白土，天然沸石）b.浸潤(rùn)類（H2SO4，H3PO4等液體浸潤(rùn)于載體上（載體為SiO2，硅藻土）c.陽(yáng)離子交換樹(shù)脂?d.活性炭在273K下熱處

6、理?e.金屬氧化物硫化物(Al2O3ZnS等)f.金屬鹽類(MgSO4BaF2等)g.合成復(fù)合氧化物(SiO2-Al2O3,合成分子篩等)2）酸強(qiáng)度表達(dá)式H0=pKa+㏒[B]a/[BH+]a18.?分子篩的化學(xué)組成與結(jié)構(gòu)單元各是什么?常見(jiàn)的分子篩有幾種型號(hào)，各是什么?1）化學(xué)組成沸石分子篩是結(jié)晶硅鋁酸鹽，其化學(xué)組成實(shí)驗(yàn)式可表示為：M2/nO·Al2O3·xSiO2·yH2O?式中，M為金屬離子，人工合成時(shí)通常為Na開(kāi)始；n為金屬離子的價(jià)數(shù)，x為SiO2的分子數(shù)，也可稱SiO2/Al2O3的摩爾比，俗

7、稱硅鋁比；y為H2O分子的分子數(shù)。結(jié)構(gòu)單元：a.基本結(jié)構(gòu)單元是硅氧四面體（SiO4）和鋁氧四面體（AlO4）b.?硅氧四面體和鋁氧四面體可通過(guò)氧原子（氧橋）聯(lián)結(jié)起來(lái)形成環(huán)。由四個(gè)四面體形成一個(gè)環(huán)就叫四元氧環(huán)。以此類推有五元氧環(huán)、六元氧環(huán)，八元氧環(huán)，十元氧環(huán)和十二元氧環(huán)等c.?各種不同的環(huán)通過(guò)氧橋相互聯(lián)接又可形成三維空間的多面體。各種各樣的多面體構(gòu)成中空的籠?；\進(jìn)一步相互聯(lián)接形成分子篩?；\是分子篩結(jié)構(gòu)的重要特征。2）常見(jiàn)型號(hào):a.A型分子篩?b.X、Y型分子篩?c.?絲光沸石型分子篩?d.?高硅沸石ZS

8、M型分子篩?e.磷酸鋁系分子篩19.常見(jiàn)的金屬催化劑是指的元素周期表中的哪些金屬元素，其電子結(jié)構(gòu)特征是什么?1）幾乎所有金屬催化劑都是過(guò)渡金屬。一般是d區(qū)元素（ⅠB、ⅥB、ⅦB、Ⅷ）2）外層電子排布：最外層1-2個(gè)S電子，次層1-10d電子。最外層有1-2個(gè)電子，次外層有1-10個(gè)d電子，（n-1）dns有未成對(duì)的電子。即使象Cu，Ag，Au等d電子已經(jīng)完全充滿，由于d電子可以躍遷到s軌道上，因此d仍有未充滿的電子。通常稱為含有未充滿或未成對(duì)的d電子從而