催化理論試題--酸堿酸化(共5頁)

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上試 題填空Arrhenius對(duì)酸和堿的定義為： 稱為酸； 稱為堿Brönted對(duì)酸和堿的定義為： 稱為酸； 稱為堿Lewis對(duì)酸和堿的定義為： 稱為酸; 稱為堿在固體表面上有四種酸、堿中心： ； ； ； 。分子篩的催化作用包括四個(gè)方面： ； ； ； 。正碳離子裂解的電子過程是按 機(jī)理進(jìn)行的。不同分子篩的差別主要體現(xiàn)在其 和 上，其化學(xué)組成上最主要的差別是 不同。沸石分子篩的一級(jí)結(jié)構(gòu)單元是 和 ，它們通過 相互聯(lián)結(jié)。固體表面的酸性質(zhì)包括 ， ， ， 。名詞解釋1. 一般酸(或堿)催化反應(yīng)2. 特殊酸(或堿)催化反應(yīng)3. 酸強(qiáng)度簡(jiǎn)答題1. 從反應(yīng)機(jī)理的角度，一般

2、酸、堿催化與特殊酸堿催化有何不同2. 簡(jiǎn)述Thomas模型基本假設(shè)，并采用Thomas模型對(duì)Si-Al復(fù)合物和Si-Zr復(fù)合物的酸性做出合理解釋。3. 描述沸石b籠的結(jié)構(gòu)4. 簡(jiǎn)述由合成的Na型分子篩制備H型分子篩的過程5. 如何進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，對(duì)一般酸堿和特殊酸堿反應(yīng)進(jìn)行區(qū)分？答 案填空Arrhenius對(duì)酸和堿的定義為：能在水溶液中給出質(zhì)子(H+)的物質(zhì)稱為酸；能在水溶液中給出羥離子(OH-)的物質(zhì)稱為堿Brönted對(duì)酸和堿的定義為：凡是能給出質(zhì)子的物質(zhì)稱為酸；凡是能接受質(zhì)子的物質(zhì)稱為堿Lewis對(duì)酸和堿的定義為：電子對(duì)的受體稱為酸; 電子對(duì)的供體稱為堿在固體表面上有四種酸、堿中心：

3、能放出質(zhì)子的部位是Brönsted酸中心；能放出OH-離子的部位是Brönsted堿中心；裸露在表面、配位不飽和的氧離子，是有親核能力的Lewis堿中心；裸露在表面、配位不飽和的金屬離子，是有親電能力的Lewis酸中心。分子篩的催化作用包括四個(gè)方面：擇形作用；離子可交換特性；表面酸堿性質(zhì)；靜電場(chǎng)效應(yīng)。正碳離子裂解的電子過程是按斷裂機(jī)理進(jìn)行的。不同分子篩的差別主要體現(xiàn)在其化學(xué)組成和結(jié)構(gòu)上，其化學(xué)組成上最主要的差別是硅鋁比不同。沸石分子篩的一級(jí)結(jié)構(gòu)單元是硅氧四面體和鋁氧四面體，它們通過氧橋相互聯(lián)結(jié)。固體表面的酸性質(zhì)包括酸量，酸類型，酸強(qiáng)度，不同強(qiáng)度酸中心的分布。名詞解釋1. 一

4、般酸(或堿)催化反應(yīng)所謂一般酸(或堿)催化反應(yīng)是指那些在溶液中的所有酸種 (或堿種)，包括質(zhì)子和未離解的酸(或堿)分子都有催化作用的反應(yīng)2. 特殊酸(或堿)催化反應(yīng)只有溶劑合氫離子(如H3O+、C2H5OH2+、NH4+等)或溶劑的共軛堿(如OH-、C2H5O-、NH2-等)才具有催化作用的反應(yīng)，稱為特殊酸堿催化反應(yīng)。3. 酸強(qiáng)度酸強(qiáng)度是指給出質(zhì)子的能力(B酸強(qiáng)度)或者接受電子對(duì)的能力(L酸強(qiáng)度)。酸強(qiáng)度表示酸與堿作用的強(qiáng)弱，是一個(gè)相對(duì)量。簡(jiǎn)答題1. 從反應(yīng)機(jī)理的角度，一般酸、堿催化與特殊酸堿催化有何不同從反應(yīng)機(jī)理看，在特殊酸堿催化的反應(yīng)中，質(zhì)子轉(zhuǎn)移到底物(或從底物移去質(zhì)子)的速度較快，而底物

5、的共軛酸(或共軛堿) 進(jìn)一步反應(yīng)時(shí)涉及到結(jié)構(gòu)的變化。因此速度較慢，是決定整個(gè)反應(yīng)速度的控制步驟在一般酸、堿催化反應(yīng)中，由底物和催化劑酸或堿作用形成中間狀態(tài)這一步的速度較慢，涉及到結(jié)構(gòu)的變化，是反應(yīng)的控制步驟，而由中間狀態(tài)分解成產(chǎn)物的反應(yīng)卻是快速過程2. 簡(jiǎn)述Thomas模型基本假設(shè)，并采用Thomas模型對(duì)Si-Al復(fù)合物和Si-Zr復(fù)合物的酸性做出合理解釋。假設(shè)：二元氧化物形成固溶體 低價(jià)金屬離子進(jìn)入主體氧化物(占多數(shù)的氧化物)時(shí)，將同形取代，即服從主體氧化物的配位數(shù)； 比主體氧化物配位數(shù)高一倍的其他氧化物固溶時(shí)，原配位數(shù)不變。3. 描述沸石b籠的結(jié)構(gòu)b籠可以看作為在離八面體每個(gè)頂角1/3處

6、削去六個(gè)角而形成的。在削去頂角的地方形成六個(gè)正方形(四元環(huán))。原來八個(gè)三角面變成正六邊形 (六元環(huán))，頂點(diǎn)成了24個(gè)(即24個(gè)硅鋁原子)。b籠的有效直徑為0.66 nm，空腔體積0.16 nm3，由b籠進(jìn)一步連接就可構(gòu)成A型、X型和Y型分子篩。4. 簡(jiǎn)述由合成的Na型分子篩制備H型分子篩的過程合成的NaY沸石分子篩在NH4Cl或NH4NO3溶液中進(jìn)行離子交換；然后加熱脫氨即可變成H沸石分子篩。由于氨的逸出在骨架中的鋁氧四面體上就留下一個(gè)質(zhì)子酸，這是B酸的來源。 5. 如何進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，對(duì)一般酸堿和特殊酸堿反應(yīng)進(jìn)行區(qū)分？可以通過在不同緩沖溶液中測(cè)定反應(yīng)速度固體酸的酸中心可分為可分為2類，分別為 L

7、酸和 B（質(zhì)子酸） 酸。不同的催化反應(yīng)對(duì)催化劑酸中心的強(qiáng)度的要求是不同的，對(duì)于烴類的催化裂解需要 強(qiáng) 酸中心。6. 當(dāng)固體酸與給定pKa值的指示劑作用后：呈現(xiàn)酸色，說明固體酸的酸度函數(shù)Ho < pKa；呈現(xiàn)堿性色，說明固體酸的酸度函數(shù)Ho > pKa。7. 簡(jiǎn)述酸堿催化的反應(yīng)機(jī)理酸堿催化的反應(yīng)機(jī)理包括（1）正碳離子的生成：B酸引發(fā)和L酸引發(fā)；（2）正碳離子的反應(yīng)：交換、重排、加成、裂解等；（3）正碳離子的終止：脫氫或加成等。分子篩是一類重要的催化劑，在石油化工中得到廣泛的應(yīng)用。其具有哪些特性？分子篩的活性起源是什么？以烴類分子的催化裂化為例，說明在固體酸催化劑表面正碳離子是如何生成

8、的？以及正碳離子可能發(fā)生的反應(yīng)？（共20分）分子篩具有：1）擇形性?？讖脚c分子尺寸相當(dāng)時(shí), 分子才能進(jìn)入孔道，從而實(shí)行選擇性吸附，提高選擇性；2）具有較大的內(nèi)表面積(400-1000m2/g)；3）分子篩中陽離子具有離子交換能力，可以按需定量的交換為其它陽離子。即可作為催化劑，也可作為催化劑的載體；4）較好的熱穩(wěn)定性?；钚云鹪矗?）固體酸的效應(yīng)分子篩與許多酸式催化劑一樣，能催化固體酸催化劑能催化的反應(yīng)，如烴類裂解，烷基化等。2）陽離子極化效應(yīng)陽離子在分子篩晶體表面會(huì)引起靜電場(chǎng)，使反應(yīng)物產(chǎn)生極化而被活化。烴類分子的催化裂化：1）正碳離子的生成烯烴在B酸中心得到H+形成正碳離子：R1CHCHR2 + HZ R1CH2C+HR2 + Z-