催化作用基础

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1、1.什么是催化剂？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。2.什么是催化反应？涉及催化剂的反应3.催化作用有哪些基本特征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）只能加速反应趋于平衡，不能改变平衡的位置，只能加速热力学上可以进行的反应3）对加速反应具有选择性  4）催化剂的寿命4.催化剂为什么不会改变化学平衡的位置？化学平衡是由热力学决定的，DG0＝—RT1nKP ，其中KP为反应的平衡常

2、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。5.催化剂为什么能加快反应速度？催化剂能降低反应的活化能6.按使用条件下的物态催化剂可分为几类，各是什么？酸碱催化剂，非纳米分子筛催化剂，金属催化剂，金属氧化物和硫化物催化剂，络合催化剂，7.催化剂的组成包括哪几部分？活性组分，助催化剂，载体8.吸附和催化有什么关系催化的前提是发生吸附，气—固相催化反应中，至少有一种反应物要吸附在催化剂的

3、表面上。吸附键的强度要适当，吸附的过强或过弱都不利于下一步化学反应的进行。如果催化剂对反应物吸附过强，往往形成较稳定的表面络合物；吸附过弱，反应物分子活化不够，不利于反应。9.物理吸附与化学吸附有什么区别。吸附力范德华力化学键力选择性 无 有吸附层 单层或多层单层热效应 较小，近于液化热 较大，近于化学反应热吸附速度较快，不受温度影响，不需活化能;较慢，温度升高,速度加快，需要活化能a.物理吸附是表面质点和吸附分子之间的分子力而引起的。具体地是由永久偶极、诱导偶极、色散力等三种范德华引力。物理吸附就好

4、像蒸汽的液化只是液化发生在固体表面上罢了。分子在发生物理吸附后分子没有发生显著变化。b.化学吸附是在催化剂表面质点吸附分子间的化学作用力而引起的，如同化学反应一样，而两者之间发生电子转移并形成离子型，共价型，自由基型，络合型等新的化学键。吸附分子往往会解离成原子、基团或离子。这种吸附粒子具有比原来的分子较强的化学吸附能力。因此化学吸附是多相催化反应过程不可缺少的基本因素。11.真实吸附中，吸附热q与覆盖度的关系如何，说明产生真实吸附的原因。真实吸附中吸附热Q随覆盖度的增加而降低，而吸附活化能增加，原因

5、：固体表面不均匀导致产生真实吸附14.A气体在一固体表面上发生了一化学吸附，在一定温度下，达吸附平衡时，实验发现，单位固体表面积吸附A的体积量V（标准状态）与 A吸附平衡压的自然对数 lnPA呈直线关系，则该吸附为 (  真实  )吸附模型.17.常见的固体酸催化剂有哪些，写出描写固体酸催化剂酸性强度的函数表达式。1）常见固体酸催化剂有a.天然黏土类（高岭土，活性白土，天然沸石）b.浸润类（H2SO4，H3PO4等液体浸润于载体上（载体为SiO2，硅藻土）c.阳离子交换树脂 d.活性炭在273K下热处

6、理 e.金属氧化物硫化物(Al2O3ZnS等)f.金属盐类(MgSO4BaF2等)g.合成复合氧化物(SiO2-Al2O3,合成分子筛等)2）酸强度表达式H0=pKa+㏒[B]a/[BH+]a18. 分子筛的化学组成与结构单元各是什么?常见的分子筛有几种型号，各是什么?1）化学组成沸石分子筛是结晶硅铝酸盐，其化学组成实验式可表示为：M2/nO·Al2O3·xSiO2·yH2O 式中，M为金属离子，人工合成时通常为Na开始；n为金属离子的价数，x为SiO2的分子数，也可称SiO2/Al2O3的摩尔比，俗

7、称硅铝比；y为H2O分子的分子数。结构单元：a.基本结构单元是硅氧四面体（SiO4）和铝氧四面体（AlO4）b. 硅氧四面体和铝氧四面体可通过氧原子（氧桥）联结起来形成环。由四个四面体形成一个环就叫四元氧环。以此类推有五元氧环、六元氧环，八元氧环，十元氧环和十二元氧环等c. 各种不同的环通过氧桥相互联接又可形成三维空间的多面体。各种各样的多面体构成中空的笼。笼进一步相互联接形成分子筛。笼是分子筛结构的重要特征。2）常见型号:a.A型分子筛 b.X、Y型分子筛 c. 丝光沸石型分子筛 d. 高硅沸石ZS

8、M型分子筛 e.磷酸铝系分子筛19.常见的金属催化剂是指的元素周期表中的哪些金属元素，其电子结构特征是什么?1）几乎所有金属催化剂都是过渡金属。一般是d区元素（ⅠB、ⅥB、ⅦB、Ⅷ）2）外层电子排布：最外层1-2个S电子，次层1-10d电子。最外层有1-2个电子，次外层有1-10个d电子，（n-1）dns有未成对的电子。即使象Cu，Ag，Au等d电子已经完全充满，由于d电子可以跃迁到s轨道上，因此d仍有未充满的电子。通常称为含有未充满或未成对的d电子从而