(催化原理考题.docVIP

1、为什么说催化是“技艺”，不能按照理论进行催化剂设计的现象和原因？1）催化剂的活性和选择性与制备条件关系很大 组成完全相同，活性和选择性相差很大 少量（微量）杂质的影响十分大 （2）晶体和表面结构对催化活性是决定性的 晶体和表面结构细微差别导致催化活性的极大差别 （3）放大效应十分显著 原因： （1）催化作用理论不完善 （2）催化作用是表层原子的作用，而不是体相原子的 作用 而目前的仪器分析手段大部分是体相分析 如：XRD、XPS、SEM、TEM等 （3）表面原子键力的不饱和、缺陷和位错的作用十分关 键: 数量少，作用大，难以分析 （4）目前的分析和研究大都是静态的，而不是原位的 （5）催化活性和选择性与反应条件和反应工程关系很大 （6）同类反应，不同催化剂活性相差极大 2、苯的吸附态有那些？ d型吸附 二位d型吸附 p型吸附 解离吸附 3、如何内扩散阻滞效应的识别？1）、在催化剂量不变的情况下，随粒度的变小，表观反应速率或者转化率明显增加，因为表观反应速率与颗粒大小成反比 （2）、表观活化能接近于在低温测定的真实活化能的一半 （3）、表面利用系数很低 （4）、增加停留时间，表观反应速率不受影响。因增加停留时间只是提高在动力学区进行的反应的速率 正如对外扩散区的讨论一样，以上各项标准用于判断内扩散的效应时，应慎重，要综合考虑。其中改变粒度的实验是必须的 4、一个有效的结构助剂应该具备的性质？如何判别？ 1 不与活性组分发生反应形成固体溶液 2 应当是很小的颗粒，具有高度的分散性能 3 有高的熔点 1.用比表面判断:结构性助剂的存在使催化剂保持较高的比表面，因此从有助剂与无助剂比表面的高低判断助剂是否为结构性的 2.结构助剂的加入不改变反应的活性能，因此从反应的活性能变化与否判断助剂是否是结构性的 5、正碳离子反应规律有那些？并举例说明。1）正碳离子通过1－2位碳上的氢转移而改变正碳离子位置，或者通过反复脱H+与加H+的办法，使正碳离子由一个碳原子转移到另一个碳原子上，最后脱H+生成双键转移了的烯烃，即产生双键异构化 （2）正碳离子中的C－C+键为单键，因此可自由旋转，当旋转到两边的CH3基处于相反位置时，再脱去H+产生烯烃的顺反异构化。顺－反异构化速度很快，它与双键异构化速度为同一数量级 （3）正碳离子中的烷基转移，导致骨架异构化 烷基在不同位置碳侧链上的位移，相对较容易。而烷基由侧链转移到主链上，相对较难。其根本原因是叔碳离子稳定性较高，由叔碳正离子转变为伯碳离子不易。骨架异构化反应比较困难，一般要在较强酸中心作用下才能进行，因而在烯烃骨架异构化的同时，也会产生顺反异构和双键异构 （4）正碳离子烯烃的加成，生成新的正碳离子，后者再脱H+产生二聚体。新的正碳离子还可继续与烯烃加成，导致烯烃聚合反应 （5）正碳离子通过氢转移加H+或脱H+，可异构化，可发生环的扩大或缩小。例如环烷进行一系列反应 （6）正碳离子足够大时，容易进行－断裂，变成烯烃及更小的正碳离子 （7）正碳离子很不稳定，它易发生内部氢转移、异构化或与其他分子反应，其速度一般大于正碳高于本身形成的速度，故正碳离子的形成常为反应控制步骤 6、简述固体酸催化剂失活后再生方法和注意的问题。C+H2O→CO+H2）除去积碳 ； 为了尽可能保持催化剂的孔结构，恢复原先活性，再生操作要注意掌握好各种控制条件。 7、何谓多位理论？该理论在应用中为什么有一定困难？1个多位体。 多位体的几何性质要与反应物的几何结构要适应，被吸附的分子容易变形活化，旧的化学键容易松弛，新的化学键容易形成 同时吸附键的键能与断裂键的键能和生成键的键能之和要适应，这些相适应称为几何对应原则和能量则应原则 吸附键能的测定在目前来说尚有一定困难，因此，缺少各种金属催化剂上各种吸附键能的已知数据 根据能量对应原则，可以知道进行某一催化反应时所需要的吸附键能，但不知道在什么金属催化剂上可以满足这一要求 有些催化反应，不符合能量对应原则的假定，即反应要断裂的键在吸附过程中完全断裂 8、为什么说烷烃芳构化的理论转化率是很高的，实际上在双功能重整催化剂上烷烃芳构化产率远低于平衡产率？请举例说明。 以 n – C7为例，说明链烷烃在双功能重整催化剂上芳烃实际产率低于理论值的原因, n – C7在催化剂上可以发生多种反应，它们之间的关系可以表示如下：