《催化剂与催化作用》学期末总复习.pptx

总复习第一章催化剂与催化作用根本知识催化剂是一种物质，能够改变化学反响的反响速度，而不改变化学反响热力学平衡位置，本身在化学反响中不被明显消耗。k正与k逆有相同的增加倍数Ka=k正/k逆催化剂不改变Ka推论：催化剂在改变正反响速度常数时，也必须以相同的倍数提高逆反响速度。一个能加速正反响速率控制步骤的催化剂也应该能加速逆反响速率。催化作用的特征①只能加速热力学上可行的反响;②只加速反响趋于平衡，而不改变平衡的位置;③通过改变反响历程，降低反响活化能改变反响速度;④催化剂对反响具有选择性;⑤参加反响后催化剂会有变化，但变化很小;⑥催化剂的寿命。非均相（又称多相）催化反应均相催化反应酶催化反应均相催化反应是指反应物和催化剂居于同一相态中的反应。非均相催化反应是指反应物和催化剂居于不同相态的反应。酶催化反应同时具有均相和非均相反应的性质。1.2.1催化反响分类A.按催化反响系统物相的均一性进行分类C.按反响机理进行分类氧化复原型催化反响酸碱型催化反响酸碱型催化反响的反响机理可认为是催化剂与反响物分子之间通过电子对的授受而配位，或者发生强烈极化，形成离子型活性中间物种进行的催化反响。氧化复原型催化反响机理可认为是催化剂与反响物分子间通过单个电子转移，形成活性中间物种进行催化反响。功能实例金属加氢，氢解氧化链烷烃异构氢解Ni，Pd，PtAg，PtPt/酸性载体Pd/沸石金属氧化物部分氧化脱氢复合金属氧化物Fe2O3，ZnO，Cr2O3/Al2O3酸碱水合聚合裂解，氢转移，歧化Ni2SO4H3PO4/载体SiO2-Al2O3酸型沸石有机金属化合物烯烃聚合羰基化，羟基化?-TiCl3+Al(C2H5)2ClRhCl(CO)(PPh3)2主催化剂maincatalyst共催化剂结构型助催化剂调变型助催化剂助催化剂扩散型助催化剂毒化型助催化剂载体supportcarrier1.3固体催化剂的组成与结构又称活性组分催化剂的主要成分同时起催化作用，缺一不可固体催化剂结构型助催化剂调变型助催化剂扩散型助催化剂毒化型助催化剂1.3.3助催化剂助催化剂是加到催化剂中的少量物质，其本身没有活性或者活性很小，但把它加到催化剂中后，可以改变催化剂的物理化学性质等，从而提高催化剂的活性、选择性、稳定性。载体传热和稀释作用支撑作用稳定化作用分散作用助催化作用载体功能1.4.1催化剂的反响性能催化剂的活性催化剂的选择性催化剂的稳定性123反应速率表示法反应速度常数表示法转化率表示法CA%=反应物A转化掉的量/流经催化床层进料中反应物A的总量×100%催化剂的活性催化剂的选择性选择性〔S%〕选择性因素〔选择度〕1.5.1多相催化反响过程的主要步骤阻力：气固(或液固)边界的静止层消除方法：保持空速不变，提高流速外扩散阻力：催化剂颗粒孔隙内径和长度消除方法：减小催化剂颗粒大小，增大催化剂孔隙直径内扩散扩散过程影响的消除1234催化循环的建立催化剂始态终态不改变：存在催化循环活性中间物进行化学反响生成产物反响物化学吸附生成活性中间物吸附不能太弱催化剂得以复原吸附的产物经过脱附得到产物吸附不能太强控制步骤化学反应控制催化反应若为动力学控制时，从改善催化剂组成和微观结构入手，可以有效地提高催化效率。动力学控制对反应操作条件也十分敏感。特别是反应温度和压力对催化反应的影响比对扩散过程的影响大的多。扩散控制当催化反应为扩散控制时，催化剂的活性无法充分显示出来，既使改变催化剂的组成和微观结构，也难以改变催化过程的效率。只有改变操作条件或改善催化剂的颗粒大小和微孔构造，才能提高催化效率。多相催化反响的控制步骤第2章催化剂的外表吸附和孔内扩散物理吸附与化学吸附化学吸附化学键力单层有 较大，近于化学反响热较慢，温度升高速度加快 可逆或不可逆物理吸附吸附力范德华力吸附层数单层或多层选择性无 热效应较小，近于液化热吸附速度 较快，不受温度影响可逆性可逆2.1.3化学吸附位能吸附位能曲线：吸附分子所具有的位能与其距吸附外表距离之间的关系曲线P：氢分子以范德华力吸附在Ni外表的位能曲线C：氢原子以化学键吸附在Ni外表的位能.吸附类型A.活化吸附与非活化吸附〔所需活化能大小〕活化吸附：气体分子活化吸附时需要加外加能量非活化吸附：气体分子活化吸附时不需要加外加能量B.均匀吸附与非均匀吸附均匀吸附：外表活性中心能量分布一致非均匀吸附：外表活性中心能量不一样C.解离吸附与缔合吸附解离吸附：外表被吸附分子吸附时化学键断裂缔合吸附：具有电子或孤对电子的被吸附分子不必发生化学键的断裂，这种化学吸附称缔合吸附等温