催化化學(xué)名詞解釋簡答題

催化化學(xué)名詞解釋簡答題催化化學(xué)復(fù)習(xí)題名詞解釋或簡答題催化劑作用答:“催化劑能加快化學(xué)反響速度，但它本身并不因化學(xué)反響的結(jié)果而消耗，它也不會轉(zhuǎn)變反響的最終熱力學(xué)平衡位置。活性位〔activesite〕答：在催化劑中真正起催化作用的那局部原子或原子集團(tuán)。如質(zhì)子、配位絡(luò)合物、外表原子簇等。一般用“*”表示。轉(zhuǎn)換頻率〔TurnoverFrequency〕答：單位時間內(nèi)單位活性位上轉(zhuǎn)化反響分子(底物)的數(shù)目．選擇性〔Selectivity〕答：Selectivity(%)=〔轉(zhuǎn)化為目的產(chǎn)物所消耗的某反響物量/某反響轉(zhuǎn)化的總量〕′100％5.均相催化〔homogeneouscatalysis〕答:全部反響物和催化劑分子分散在一個相中，如均相酸堿催化、均相絡(luò)合催化。多相催化〔heterogeneouscatalysis〕答:催化劑與反響物處于不同的相，催化劑和反響物有相界面將其隔開。如氣-液、液-液、液-固、氣-固、氣-液-固。酶催化〔enzymecatalysis〕答:兼有均相催化和多相催化的一些特性。酶是膠體大小的蛋白質(zhì)分子，它小到足以與全部反響物一起分散在一個相中，但又大到足以論及它外表上的很多活性部位。選擇中毒答:一個催化劑中毒后，可能失去對某一反響的催化力量，但對別的催化反響仍有催化活性，這種現(xiàn)象稱為選擇中毒。載體作用答：載體有多種功能，如高外表積、多孔性、穩(wěn)定性、雙功能活性和活性組分的調(diào)變以及改進(jìn)催化劑的機(jī)械強(qiáng)度等。最重要的功能是分散活性組分,作為活性組分的基底，使活性組分保持高的外表積。常用的載體材料主要為高熔點(diǎn)氧化物、粘土和活性炭等。多位催化理論答：催化劑晶體晶格的空間構(gòu)造〔分布和間距〕與反響分子將發(fā)生變化的那一局部構(gòu)造呈幾何對應(yīng)關(guān)系，則被吸附的分子易被活化而參與化學(xué)反響，這就是多位催化理論，也稱為幾何對應(yīng)原理?；钚越M分答：活性組分對催化劑的活性起著主要作用，沒有它，催化反響幾乎不發(fā)生。構(gòu)成活性組分的主要有：金屬、半導(dǎo)體氧化物和硫化物、絕緣體氧化物和硫化物等。催化裂化答：催化裂化是指石油的高沸點(diǎn)餾份〔重質(zhì)油〕在催化劑存在下裂化為汽油、柴油和裂化氣的過程。催化重整答：催化重整是指在催化劑存在下使原油蒸餾所得的輕質(zhì)油餾份轉(zhuǎn)變?yōu)楦缓紵N的高辛烷值汽油并副產(chǎn)液化石油氣和氫氣的過程，這過程包括異構(gòu)化、環(huán)化脫氫等反響。加氫處理答：加氫處理是加氫除去石油餾份中的S，N和O的過程，主要應(yīng)用于催化重整和催化裂化的原料的脫硫和脫氫以利進(jìn)一步加工。非定位吸附答：一個分子一旦落在固體外表上，它在外表停留的局部時間內(nèi)，可沿著外表移動或束縛在一個特定的部位上。假設(shè)分隔吸附部位的勢壘低，或者與吸附質(zhì)分子的平均熱能相比可以無視不計，在這種狀況，沒有勢壘阻礙吸附質(zhì)子沿著外表自由地轉(zhuǎn)換，這種吸附稱為非定位吸附。燒結(jié)答：粉狀或粒狀物料經(jīng)加熱至肯定溫度范圍而固結(jié)的過程稱為燒結(jié)。簡述多相催化反響過程包括的五個過程答：〔1〕反響物向催化劑外表集中；〔2〕反響物在催化劑外表上吸附；〔3〕被吸附的反響物在外表上遷移、化學(xué)重排和反響；〔4〕物由催化劑外表上脫附；〔5〕產(chǎn)物離開催化劑外表對催化劑四周的介質(zhì)集中。在估量一個催化劑的工業(yè)價值時，哪三個因素最重要？考慮的挨次是什么？答：它們分別是活性〔activity〕、選擇性〔selectivity〕和壽命〔lifetime〕。考慮的挨次：第一位是選擇性，其次位壽命，最終才是活性。催化劑成分主要由哪幾個局部構(gòu)成，它們各起什么作用是什么？答：催化劑成分主要由活性組分，載體和助催化劑三局部構(gòu)成，它們所起作用分別描述如下：活性組分對催化劑的活性起著主要作用，沒有它，催化反響幾乎不發(fā)生。載體有多種功能，最重要的功能是分散活性組分，作為活性組分的基底，使活性組分保持高的外表積。助催化劑本身對某一反響沒有活性或活性很小，但參加它后，能使催化劑具有所期望的活性、選擇性或穩(wěn)定性。簡述活性組分在載體上的分布狀況答:〔1〕肯定大小的活性組分的晶粒按不同均勻程度分散在載體上；〔2〕活性組分呈“積雪狀”積存在載體上；〔3〕活性組分以近于原子態(tài)呈簇狀或筏狀分散在載體上。簡述化學(xué)吸附的單層與物理吸附的單層的不同之處答：化學(xué)吸附的單層吸附量，即為占據(jù)吸附劑的全部吸附局部所需的吸附質(zhì)的量，而吸附質(zhì)的吸附部位則是由吸附劑的構(gòu)造和吸附物的化學(xué)性質(zhì)所打算的。物理吸附的單層吸附量，則是分子以密集排列的形式，以完全的單層分子遮蓋外表所需的吸附質(zhì)的量。簡述晶體構(gòu)造的缺陷，并說明它們產(chǎn)生的緣由答：全部構(gòu)造基元完整的周期排列的晶體不能存在，真實的晶體有各種各樣的不完整性存在，稱之為晶體構(gòu)造的缺陷。它們產(chǎn)生的緣由有多種，例如，正常占有晶格部位的原子被換到其它部位或者填隙的位置；存在某些空位；晶體的局部沿著晶面相對于別的局部位移等等。23.簡述邊界層理論的成功之處。答:〔1〕它提出了在氧化物上的化學(xué)吸附在很多狀況下涉及到氧化物的缺陷，所以伴隨著化學(xué)吸附，氧化物的半導(dǎo)性將按可以預(yù)言的方向變化〔2〕它說明消耗性化學(xué)吸附的吸附量是限的，而累積性化學(xué)吸附實際上能進(jìn)展到形成一個單層?！?〕作為上一點(diǎn)的延長，人們可以預(yù)期，p弄氧化物和n型氧化物對特定的催化反響會表現(xiàn)出顯著的差異.n型或p型？答：n型氧化物的電導(dǎo)由導(dǎo)帶中的電子數(shù)打算，而p型氧化物的電導(dǎo)則由價帶中的正穴數(shù)打算?；谶@個原理，可以用下述方法確定非計量氧化物是n型和p型。將氧化物置于肯定壓力的氧氣氛中，并測量氧化物的電導(dǎo)隨氧氣壓的變化，假設(shè)電導(dǎo)σ隨氧氣壓力增加而增加，則此氧化物為p型，相反則為n吸附熱隨遮蓋率而下降的緣由曾提出了三種解釋,請說明是哪三種解釋。.答:為了說明吸附熱隨遮蓋率增加而下降的現(xiàn)象，提出了三種解釋，分別是〔1〕外表不均勻性；〔2〕吸附種之間的相互作用；〔3〕使用固體中不同的電子能級?；瘜W(xué)吸附時，雙方電子重安排的結(jié)果可能有幾種狀況?答:〔1〕雙方共享電子，組成共價鍵。雙方電負(fù)性差異較大，組成離子鍵。雙方電負(fù)性略有差異，形成極性鍵。什么是定位吸附？答：一個分子一旦落在固體外表上，它在外表停留的局部時間內(nèi)，可沿著外表移動或束縛在一個特定的部位上。假設(shè)分隔吸附局部的勢壘高度大于吸附質(zhì)分子的相應(yīng)的自由度的平均熱能，則吸附質(zhì)分子不能逸出“勢能阱”，這樣吸附就是定位的，稱為定位吸附。簡述為了說明吸附熱隨遮蓋率而下降的緣由曾經(jīng)提出了三種解釋答:〔1〕外表不均勻性；〔2〕吸附種之間的相互作用；〔3〕使用固體中不同的電子能級。29.簡述枯燥速度對活性組分在載體顆粒中分布的影響答：假設(shè)枯燥速度太慢，在彎液面上蒸發(fā)，彎液面后退到孔的內(nèi)部，在此過程有些溶質(zhì)沉積在孔壁，但大局部溶質(zhì)濃集于孔的深部，最終鹽的結(jié)晶局限在孔的底部或顆粒的中心。當(dāng)枯燥速度太快，則有一溫度梯度，在孔中深部的蒸發(fā)迫使溶液向外部移動，大局部結(jié)晶沉積在那里。工業(yè)固體催化劑在使用前和使用中會受到的機(jī)械應(yīng)力，它們大致有哪幾種？答：〔1〕運(yùn)輸過程中的磨損，催化劑顆粒與容器壁接觸磨擦所致。〔2〕催化劑裝入反響器時的碰撞沖擊，工業(yè)上往下傾倒催化劑可能使它裂開?！?〕由于在活化和再生過程中發(fā)生相變而致的催化劑內(nèi)應(yīng)力?！?〕由于流體流淌，壓力降，催化劑床重量和溫度的循環(huán)變化而致的外應(yīng)力?！?〕移動床或流化床中，顆粒和顆粒之間，顆粒和反響器壁或內(nèi)構(gòu)件間的碰撞和摩擦。制備Pt/γ-Al2O3催化劑時，承受什么方法可使Pt更多地分散在載體的孔內(nèi)，并簡述其制備原理？答：承受競爭吸附的方法來制備，由于氯鉑酸吸附很快，其集中進(jìn)載體孔內(nèi)是速率掌握步驟，通過將鹽酸參加氯鉑酸溶液中，利用鹽酸與氯鉑酸對載體吸附部位的競爭性吸附，從而驅(qū)使鉑深入顆粒內(nèi)部，從而到達(dá)制備目的催化劑。請簡述Raney鎳催化劑的制備方法其過程答：制備承受浸取法，其制備過程為：將Ni與Al制成Ni-Al合金并磨碎，再用堿液〔20%NaOH〕浸出其中的Al，接著用蒸餾水洗Raney鎳貯存在蒸餾水中備用。脈沖反響器適用的爭論范圍有哪些？答：〔1〕穎催化劑對一次脈沖的響應(yīng)可給出有關(guān)活性、選擇性以及反響物與干凈催化劑相互作用狀況的信息。〔2〕毒物滴定?！?〕用同位素示蹤原子進(jìn)展的機(jī)理性爭論?！?〕假設(shè)用較長的催化劑床，可以利用“色譜柱反響器”的色譜分別作用?！?〕暫態(tài)應(yīng)答。延長催化劑壽命的方法主要有哪些？答：〔1〕解決催化劑組分的揮發(fā)、燒結(jié)等問題。〔2〕選擇最適宜的載體，假設(shè)選擇導(dǎo)熱性好的載體，可防止局部過熱及機(jī)械損耗?！?〕對負(fù)載金屬催化劑，在制備過程中留意金屬組分的分散度，假設(shè)過分分散，則耐毒性差，且易失活?！?〕反響器傳熱要好，用多段催化劑床使各段催化劑床負(fù)荷均勻，使溫峰低?！?〕燃料純化。簡述有用活性測試的目的答：〔1〕篩選催化劑，評價其優(yōu)劣；〔2〕制備參數(shù)的優(yōu)化；〔3〕確定過程參數(shù)，以確定催化劑的最正確操作區(qū)域；〔4〕失活爭論；〔5〕失效催化劑的診斷；〔6〕催化劑產(chǎn)品質(zhì)量檢驗36.在煅燒中發(fā)生哪幾個過程？答:〔1〕失去化學(xué)鍵合的水或二氧化碳；〔2〕轉(zhuǎn)變孔徑分布；〔3〕形成活性相；〔4〕調(diào)整固體外表，使到達(dá)所要求的狀態(tài)；〔5〕穩(wěn)定機(jī)械性質(zhì)。簡述催化劑使用過程中要測定的沉積物。答:〔1〕灰秋其它碎屑?！?〕從反響物料中來的毒物?！?〕從反響物料來的金屬污染?！?〕結(jié)焦。簡述金屬催化劑的毒物的種類答：〔1〕第一類是V族和VI族元素的具有未共享電子對的非金屬化合物，毒性的程度取決于空的價軌或未共享電子對的可利用性。〔2〕其次類是金屬離子，這些金屬離子具有已占用的d軌，并且d軌上有與金屬催化劑的空軌鍵合的電子。〔3〕第三類是不飽和化合物，由于它分子中的不飽和鍵能供給電子與金屬催化劑的d軌成鍵，使催化劑中毒。簡述金屬污染的危害答:有機(jī)金屬化合物吸附于催化劑外表，接著分解成高度分散的金屬，它封閉了催化劑的外表部位于孔，使其活性下降。更大的危害是這些高度分散的金屬雜質(zhì)自身的催化活性，它的脫氫活性導(dǎo)致結(jié)焦的加快生成，而在再生過程中這些金屬氧化，它們的氧化物起氧化催化劑的作用，導(dǎo)致過分大的燃燒速率，造成催化劑燒結(jié)。簡述解決金屬污染的方法答:一是用化學(xué)或吸附處理，以除去加工用原料中的卟啉，保護(hù)催化劑。另一是在加工用原料中添加物，它沉積在催化劑外表，與金屬雜質(zhì)形成合金，從而使后者鈍化。綜合題：在用0.5mmol8.16g25%雙氧水氧化4.1g3h90%,可生成3.675g環(huán)氧環(huán)己烷〔C6H10O〕、0.49g環(huán)己烯醇〔C6H10O〕和0.12g環(huán)己烯酮〔C6H8O〕三種氧化產(chǎn)物。在無視環(huán)己烯聚合和揮發(fā)損失的狀況下，試計算反響后剩余的環(huán)己烯量、環(huán)己烯的摩爾轉(zhuǎn)化率、催化劑基于環(huán)己烯的轉(zhuǎn)化頻率〔單位h-1〕、環(huán)氧環(huán)己烷的選擇性和雙氧水的有效利用率〔設(shè)生成一分子環(huán)氧環(huán)己烷或環(huán)己烯醇均消耗一分子雙氧水；而生成一分子環(huán)己烯酮消耗二分子雙氧水〕？答：(1)環(huán)己烯剩余量=環(huán)己烯的參加量-環(huán)己烯的消耗量=(4.1/82–3.675/98-0.49/98-0.12/96)=0.00625mol=6.25mmol。環(huán)己烯的摩爾轉(zhuǎn)化率(%)=(環(huán)己烯參加量-環(huán)己烯剩余量)/環(huán)己烯參加量?100%=[(4.1/82–0.00625)/(4.1/82)]?100%=87.5%。轉(zhuǎn)換頻率=環(huán)己烯消耗量(mmol)/(催化劑錳含量(mmol)?反響時間(h)=(50-6.25)/(0.5?3)=29.17h-1。環(huán)氧環(huán)己烷的選擇性(%)=環(huán)氧環(huán)己烷的生成量(mmol)/環(huán)己烯消耗量(mmol)100%=[(3.675/98)/(3.675/98+0.49/98+0.12/96)]?100%=(37.5/43.75)?100%=85.71%雙氧水的有效利用率(%)=雙氧水有效消耗量/雙氧水的實際消耗量?100%= (環(huán)氧環(huán)己烷+ 環(huán)己烯醇+ 2/{[(8.16?25%)/34]?90%}?100%

環(huán)己烯酮)=[(3.675/98+0.49/98+2?(0.12/96))/0.108]?100%=(45.00/54.00)?100%=83.3%用Hg-He法測某催化劑重量W=4g時,假設(shè)容器容積V=60.00cm3,He和充汞體積分別為VHe=59.5cm3和VHg=59cm3。求該催化劑的骨架密度ρ骨架、顆粒密度ρ顆粒、孔容V孔、比孔容Vpθ?解::(1)由ρW/(V-VHe)=4/(60.00-59.5)=8g/cm3〔2〕ρW/(V-VHg)=4/(60.00-59.00)=4g/cm3(3)VVHe-VHg=59.50-59.00=0.50cm3(4)Vp