工业催化复习资料最终版

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1、1.催化剂的定义是:催化剂是一种能够改变一个化学反应的反应速度，却不改变化学反应热力学平衡位置，本身在化学反应中不被明显地消耗的化学物质。2.催化作用是指催化剂对化学反应所产生的效应。3.催化剂的基本特征：1)催化剂只能加速热力学上可以进行的反应，而不能加速热力学上无法进行的反应。2)催化剂只能加速反应趋于平衡，不能改变平衡的位置（平衡常数）。3)催化剂对反应具有选择性；4)催化剂的寿命。4.工业催化剂一般有哪些组分组成?各组分具有什么功能？①活性组分：提供改变反应历程的组分，多为金属、氧化物、酸碱②载体组分：提供高的比表面积、孔结构、活性组分的分散剂、粘合剂、或

2、支撑体。多数为硅和铝的氧化物③助催化剂组分：催化剂的辅助组分，本身没有活性或者活性很低，用于活性组分或载体改性。5.载体的功能主要体现在哪几个方面？（分散作用、稳定作用、支撑作用，传热和稀释作用、助催化作用）①提供适宜的比表面和孔结构②维持催化的形状和机械强度③改善催化剂热传导性④提高催化剂中活性组分分散度⑤提供附加活性中心⑥活性组分和载体的溢流现象和强相互作用6.催化剂的反应性能是评价催化剂好坏的主要指标，它包括催化剂的活性、选择性和稳定。7.多相催化反应过程中，从反应物到产物一般经历哪些步骤包括五个连续的步骤。(1)反应物分子从气流中向催化剂表面和孔内扩散；(

3、2)反应物分子在催化剂表面上吸附；(3)被吸附的反应物分子在催化剂表面上相互作用或与气相分子作用进行化学反应；(4)反应产物自催化剂表面脱附；(5)反应产物离开催化剂表面向催化剂周围的介质扩散。8.当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称为吸附现象。9.几种等温吸附等温吸附平衡过程用数学模型方法来描述可得到等温方程，其中包括:Langmuir（朗格缪尔)等温方程，Freundlich(弗郎得力希)等温方程，T}MKI}IH(焦姆金)等温方程及BET(Brunauer,Emmett及Teller)等温方程等。朗格缪尔等温方程和弗郎得力希等

4、温方程既可用于物理吸附，又可用于化学吸附;焦姆金等温方程只适用于化学吸附;BET等温方程用于多层物理吸附。10.物理吸附与化学吸附的区别11.为什么催化作用不能改变化学平衡在定义催化剂时曾指出，催化剂不能改变化学反应的热力学平衡位置。这是因为对于一个可逆化学反应，反应进行到什么程度，即它的化学平衡位置是由热力学所决定的。物理化学告诉我们＝—RT1nKP，化学平衡常数K，的大小取决于产物与反应物的标准自由能之差和反应温度T。是状态函数，它决定于过程的始态和终态，而与过程无关。当反应体系确定，反应物和产物的种类、状态和反应温度一定时，反应的化学平衡位置即被确定，催化剂

5、存在与否不影响的数值，即靠催相等。因此，催化作用只能加速一个热力学上允许的化学反应达到化学平衡状态。化学平衡是由热力学决定的DG0＝—RT1nKP，其中KP为反应的平衡常数，DG0是产物与反应物的标准自由焓之差，是状态函数，只决定于过程的始终态，而与过程无关，催化剂的存在不影响DG0值，它只能加速达到平衡所需的时间，而不能移动平衡点。12.什么是固体酸，13.固体催化剂酸碱中心的形成有以下几种类型(以酸中心的形成为例）。1.浸渍在载体上的无机酸酸中心的形成2.卤化物酸中心的形成3.金属盐酸中心的形成4.阳离子交换树脂酸中心的形成5.氧化物酸碱中心的形成6.杂多酸化

6、合物酸中心的形成14.通常与催化作用相关的酸中心分为B酸和L酸。表征固体酸的酸中心类型最常用的方法是碱分子吸附红外光谱法。15.超强酸是指酸强度超过100%H2S04的物质，其酸强度函数16.沸石分子筛是一种水合结晶硅铝酸盐，其化学组成表示如下:式中M—金属阳离子或有机阳离子n—金属阳离子的价数m—Si02摩尔数，数值上等于Si02和A1203的摩尔比，又简称硅铝比P—H2O的摩尔数。17.分子筛择形催化有哪几种形式？1．反应物择形催化（当反应混合物中某些能反应的分子因太大而不能扩散进入催化剂孔腔内，只有那些直径小于内孔径的分子才能进入内孔，在催化活性部分进行反应

7、。）2．产物的择形催化（当产物混合物中某些分子太大，难于从分子筛催化剂的内孔窗口扩散出来,就形成了产物的择形选择性。）3．过渡态限制的选择性（有些反应，其反应物分子和产物分子都不受催化剂窗口孔径扩散的限制，只是由于需要内孔或笼腔有较大的空间，才能形成相应的过渡态，不然就受到限制使该反应无法进行；相反，有些反应只需要较小空间的过渡态就不受这种限制，这就构成了限制过渡态的择形催化。）4．分子交通控制的择形催化（在具有两种不同形状和大小和孔道分子筛中，反应物分子可以很容易地通过一种孔道进入到催化剂的活性部位，进行催化反应，而产物分子则从另一孔道扩散出去，尽可能地减少逆扩

8、散，从而增