最新催化化学。。。。(DOC)
催化化学。。。。(DOC)

第一章催化简史1、催化剂这一概念历史上最早是由哪个国家的哪位科学家于何年何刊物中正式提出的?答:1836年,瑞典科学家贝采利乌斯(J.J.Berzelius)在《物理学与化学年鉴》中首次提出“催化剂”这一概念。
2、催化剂的本质是什么?它最早由哪个国家的哪位科学家于何年提出?答:催化剂的本质是降低化学反应的活化能,把一个比较难发生的反应变成了两个很容易发生的化学反应。
在这两个反应中,第一个反应中催化剂扮演反应物的角色,第二个反应中催化剂扮演生成物的角色,所以说从总的反应方程式上来看,催化剂在反应前后没有变化。
3、工业合成氨催化剂的主要成分有哪些?历史上由于合成氨催化剂和工业化研究而获得诺贝尔化学奖的科学家是哪个国家的哪两位?答:工业合成氨催化剂为铁触媒,其主要成分为Fe、Al2O3、K2O,由于合成氨催化剂和工业化研究,德国科学家哈伯(F.Haber)获得1919年诺贝尔化学奖,博什(C.Bosch)获得1931年诺贝尔化学工程、高压设备奖。
4、合成高压低密度聚乙烯的催化剂历史上是由谁最早发明的?其主要组成为何?答:合成高压低密度聚乙烯的催化剂历史上是由德国科学家齐格勒(K.Ziegler)最早发明的,其主要组成为四氯化钛-三乙基铝[TiCl4-Al(C2H5)3]。
5、历史上最早模仿合成高压低密度聚乙烯的催化剂而发明聚丙烯合成催化剂的是哪个国家的哪位科学家。
他所发明的聚丙烯催化剂的组成为何?答:历史上最早模仿合成高压低密度聚乙烯的催化剂而发明聚丙烯合成催化剂的是意大利科学家纳塔(G.Natta),他所发明的聚丙烯催化剂的组成为三氯化钛-三乙基铝[TiCl3-Al(C2H5)3]。
第二章催化剂与催化作用1、什么是催化剂?什么是催化作用?催化作用的本质是什么?催化作用的特征主要有哪四个方面?答:催化剂是这样一种物质,由于它的存在,使化学反应趋于平衡的速度大大加快了,而它本身的组成、数量在反应前后没有发生变化。
相转移催化技术的原理及应用.doc

相转移催化技术的原理及应用相转移催化原理及应用:介绍了相转移催化的基本原理,并分别讨论了液-液相转移催化、固-液相转移催化和三相催化的特点。
着重介绍了近年来相转移催化技术在制药工业和化学工业中的应用进展。
该相转移催化技术具有操作简单、反应条件温和、收率高、质量好等优点,对工业生产改进工艺技术、降低生产成本具有重要的现实意义。
关键词:相转移催化技术、原理、制药工业、化学工业及应用进展相转移催化反应(简称PTC反应)是XXXX几年来发展起来的一种新的非均相反应理论和方法。
它能顺利进行传统方法难以实现的多相反应,加快反应速度,降低反应温度,改变反应的选择性,抑制副反应的发生。
同时,相转移催化反应不需要使用昂贵的无水溶剂或非质子溶剂,对碱的要求低,可以使用碱金属和碱土金属氧化物的水溶液。
因此,该技术的研究和应用发展迅速。
目前,相转移催化技术已应用于化学合成的大部分领域,涉及医药、农药、香料、造纸、化工、制革、高分子材料等重要领域。
1.相转移催化反应的原理虽然相转移催化反应涉及的化学反应种类很多,但可以分为三类:液-液相转移催化、固-液相转移催化和三相催化。
1.1固-液相转移催化在固-液相转移催化反应中,广泛使用的络合剂有冠醚、穴醚和聚乙二醇,其中价格低廉的聚乙二醇等两亲性化合物在工业上应用广泛。
聚乙二醇是一种常见的螺旋结构化工产品。
其催化机理类似于冠醚等。
它们都是通过氧原子与金属阳离子的络合将活性阴离子带入有机相,从而达到相转移催化的目的。
聚乙二醇是理想的冠醚替代品,因为它可以形成类似冠醚的环,并且不受孔大小的限制。
1.2液-液相转移催化液-液相转移催化反应在不混溶的两相体系中进行。
一个相(通常是水相)是作为亲核试剂的碱或盐,另一个相是有机相,它包含与上述盐反应的反应物。
加入相转移催化剂后,这些物质中的阳离子是亲脂性的,可溶于水相和油相中。
当遇到分布在水相中的盐时,水相中多余的阴离子与相转移催化剂中的阴离子交换。
催化化学书籍

催化化学书籍催化化学是化学领域中极为重要的一个分支,涉及到催化剂的设计、合成和应用等方面。
因此,有很多优秀的书籍涵盖了催化化学的理论和实践知识。
下面我将介绍一些被广泛推崇的催化化学书籍。
1. "催化化学基础"(Fundamentals of Catalysis)- Masakazu Anpo, Yutaka Ono这本书是催化化学领域的经典之作,涵盖了催化剂的种类、反应机制以及催化反应的表征等内容。
此外,该书还探讨了催化剂合成和催化剂的表面结构等相关话题。
对于学习催化化学的学生和研究人员来说,这本书是一个很好的入门指南。
2. "催化剂的设计原理"(Principles of Catalyst Design)- Challa S. S. R. Kumar 这本书系统地介绍了催化剂的设计原理和方法。
作者以反应工程和材料科学为基础,深入探讨了催化剂的制备、表征以及应用等方面。
此外,还介绍了催化剂的表面结构和反应机理的相关概念。
对于催化化学领域的研究人员和工程师来说,这本书是一本非常有价值的参考资料。
3. "现代催化科学:表征和设计"(Modern Catalysis: Surface Science Concepts and Applications)- Vladimir Ponec, Geoffrey C. Bond这本书以催化科学的最新研究进展为基础,讨论了催化剂的表征和设计方法。
书中详细介绍了表面科学的相关概念和技术,并探讨了催化剂表面结构与反应机理的关系。
此外,该书还论述了催化剂的合成和应用等实际问题。
对于从事催化化学研究和工程的科学家和工程师来说,这本书是一本不可或缺的参考书籍。
4. "催化化学原理与实践"(Catalysis: Principles and Practice)- John T. Davies 这本书是一本综合性的催化化学教科书,介绍了催化剂的种类、合成和应用方面的知识。
前沿化学技术及其应用发展(二)2024

前沿化学技术及其应用发展(二)引言:前沿化学技术是指在化学领域的最新发展和研究方向,涉及了各个领域的创新和突破。
本文将介绍前沿化学技术的应用发展,并分析其对各个领域的影响和潜在应用。
正文:一、新型催化剂的研究1.多相催化剂的设计和制备2.金属有机催化剂的应用研究3.新型纳米催化剂在有机合成中的应用4.催化剂的高选择性和高效能研究5.新型催化剂的应用于绿色化学合成中的潜力二、材料科学中的前沿化学技术研究1.新型功能材料的合成方法研究2.材料界面的调控和性能研究3.新型微纳结构材料在能源领域的应用4.可持续发展材料的研究与应用5.材料表面改性和功能化的新方法研究三、生物医药领域中的前沿化学技术研究1.化学生物学的研究和应用2.新型抗生素和抗肿瘤药物的开发研究3.化学生物传感器的发展和应用4.生物医学成像技术的前沿进展5.基于化学技术的靶向药物递送系统四、环境保护中的前沿化学技术研究1.废水处理技术的研究和应用2.新型储能材料在环境治理中的应用3.大气污染物的控制和净化技术4.绿色环保催化剂的研究和应用5.新型环境监测技术的发展与应用五、可持续能源中的前沿化学技术研究1.新型太阳能电池的研究和应用2.储能技术的创新和发展3.新能源材料的合成与应用4.化学储氢技术的研究和应用5.绿色化学反应与能源转化研究总结:前沿化学技术的应用发展在多个领域都具有重要的意义。
通过催化剂的研究、材料科学的发展、生物医药的创新、环境保护的实践和可持续能源的推动,我们可以不断推动科学技术的进步,为人类创造更好的生活环境与未来。
同时,前沿化学技术的发展也面临一些挑 challenge and also faces challenges, such as 迎面临的挑战包括质量控制、成本效益以及大规模应用的可行性等等。
但是,随着技术的突破和创新,我们相信前沿化学技术将会在未来的发展中取得更大的实质性进展。
(完整版)催化化学习题及答案

一、基本概念题1. 催化剂的比活性:催化剂的比活性是相对于催化剂某一特定性质而言的活性。
例如:催化剂每m2的活性。
2. 催化剂的选择性:催化剂有效地加速平行反应或串联反应中的某一个反应的性能。
3. 催化剂的机械强度:固体催化剂颗粒抵抗摩擦、冲击和本身的质量以及由于温变、相变而产生的应力的能力,统称为催化剂的机械强度。
4. 催化剂的密度:实际催化剂是多孔体,成型的催化剂粒团体积包括颗粒与颗粒之间的空隙V隙、颗粒内部实际的孔所占的体积V孔和催化剂骨架所具有的体积V真,即V堆=V隙+V孔+V真。
(a)堆密度;(量筒)(b)颗粒密度;(压汞法)(c)真密度(氦气法)5. 催化剂的比表面:通常以1g催化剂所具有的总表面积m2/g6. 催化剂的比孔容:1g多孔性固体催化剂颗粒内部所有孔道的总体积。
ml/g7. 催化剂的孔隙率:多孔性固体催化剂颗粒内部所有孔道的总体积占催化剂颗粒体积的百分数。
8. 催化剂的孔分布:除了分子筛之外,一般催化剂中的孔道直径大小不一。
不同大小的孔道占总孔道的百分数称为孔分布。
不同范围的孔径(r>200nm称大孔,r<10nm 微孔,r为10~200nm过渡孔) 有不同的测定方法。
9. 催化剂的平均孔半径:一般固体催化剂(分子筛除外)中孔道的粗细、长短和形状都是不均匀的,为了简化计算,可以把所有的孔道都看成是圆柱形的孔,并假定其平均长度为L,平均半径为r。
10. 催化剂中毒:催化剂在使用过程中,如果其活性的衰退是由于反应介质中存在少量杂质,或是由于催化剂在制备时夹杂有少量杂质而引起的,则称为催化剂的中毒。
11. 催化剂的寿命:催化剂在实际反应条件下,可以保持活性和选择性的时间称为催化剂的寿命。
12. 催化剂的活化:催化剂在投入实际使用之前,经过一定方法的处理使之变为反应所需的活化态的过程。
13. 转化数:单位活性中心在单位时间内进行转化的反应分子数14. 转化率:反应物在给定的反应条件下转化为产品和副产品的百分数15. 产率:反应产物的量相对于起始反应物总量的百分数产率、选择性和转化率三者的关系为:产率=选择性*转化率16. 时空产率:催化反应中,反应物在单位时间内通过单位体积的催化剂所得某一产物的量。
最新年高中化学 专题4 课题2 催化剂对过氧化氢分解反应速率的影响教学案 苏教版选修6(考试必备)

课题2 催化剂对过氧化氢分解反应速率的影响[浙江选考·加试要求]—————————————————————————————————————1.不同的催化剂对同一反应的催化效果。
2.变量控制在实验研究中的应用。
1.通过比较不同的催化剂对过氧化氢分解速率的影响的差异,从中认识到催化剂的种类、用量等的选择对实验效果的影响。
2.认识实验方法的选择及反应条件的控制在实验研究中的重要作用,加深对化学反应条件控制的重要性的认识。
3.尝试用比较法来寻找实验的最佳方案,通过实验提高处理实验数据和分析实验结果的能力。
———————实验要素先知道1.催化剂和催化作用(1)能改变化学反应速率而本身的化学组成和质量在反应前后保持不变,这种物质叫做催化剂。
催化剂在反应中所起的作用叫催化作用。
(2)在化工生产中,常常加入催化剂以促进化学反应的进行。
例如,硫酸工业中,由二氧化硫制三氧化硫的反应常用五氧化二钒作催化剂;氮气与氢气合成氨的反应,使用的是以铁为主体的多成分催化剂;生物体内的化学反应也与催化剂有着密切的关系,生物体内的各种酶具有催化活性,是生物催化剂。
(3)催化剂只能加快反应的速率,不能使原来不能发生的反应得以进行。
在可逆反应中,催化剂只能缩短反应达到平衡的时间,而不能使化学平衡发生移动。
(4)催化剂一般有选择性,不同的化学反应要选用不同的催化剂。
同样的反应物选用不同的催化剂,可以发生不同的反应,从而得到不同的产物。
2.催化剂与反应活化能(1)催化剂虽然在反应前后的质量和化学性质没有发生变化,但有些催化剂却参与了化学变化过程,在参与反应的过程中其化学性质和质量均发生改变,即反应过程中必定既包括有催化剂参与的反应,又包括使催化剂再生成的反应。
(2)分子或离子间的碰撞是发生化学反应的先决条件,但不是每次碰撞都会引发反应。
能够引起反应的分子(或离子)间的相互碰撞叫做有效碰撞,能够发生有效碰撞的分子叫做活化分子。
活化分子具有较高的能量,因此活化分子所占分数的大小决定了反应速率的快慢。
化学合成中的合成技术最新进展

化学合成中的合成技术最新进展化学合成是现代化学领域的重要分支之一,它主要指将原子或分子按照特定的化学反应路线转化成所需的产物的过程。
化学合成广泛应用于化学、药物、材料等领域,在现代科学技术中具有重要地位。
随着现代科学技术的不断发展,化学合成技术也在不断地改进和创新,下面就让我们来看一下近年来化学合成中的合成技术最新进展。
1. 新型催化剂的应用催化剂在化学合成中起着非常重要的作用,能够加快反应速度、降低反应温度和提高化学反应的选择性和效率。
近年来,新型催化剂的研发引起了广泛的关注。
如金属有机化合物的研究和应用,其能够促进碳氢键的断裂和形成,并能够催化许多重要的有机合成反应,如 Suzuki 反应、Heck 反应、Cross-Coupling 反应等。
2. 溶剂体系的优化溶剂是化学反应中不可或缺的物质,它常常影响反应速率、选择性和收率等。
最近,溶剂的选择和优化成为了化学合成研究的热点之一。
例如利用离子液体作为溶剂,具有优越的可再生性、热稳定性和可调性,后者可以改善反应速度、选择性和收率。
3. 生物技术在化学合成中的应用随着生物技术的快速发展,许多化学合成中的问题已经得到较好的解决。
例如利用嗜热酶(或酶)、微生物、重组蛋白和其他生物技术手段来合成化合物,可以提高反应的速率、选择性和产率。
4. 新型反应器的发展新型反应器的发展也是当前化学合成中的一大热点。
例如微反应器、连续流动反应器、催化剂固定化、超临界流体反应器等,这些新型反应器相比传统的批量反应器具有更高的反应控制性和选择性,使得化学反应更加安全、高效和环保。
总之,近年来,化学合成中的合成技术得到了重要的发展,其中的新型催化剂、溶剂体系、生物技术和新型反应器是化学合成领域中最具前景的研究方向之一,能够对现代化学、医药、材料等领域产生重要的影响。
新型催化材料的制备与应用

新型催化材料的制备与应用随着社会与科学技术的不断发展,材料科学也在不断地创新与进步。
新型催化材料就是一种最新的材料应用之一,它是一类能够促进化学反应速率与改善反应条件的材料,被广泛应用于化学工业、生物医药、环境保护等领域。
本文将详细介绍新型催化材料的制备与应用。
一、新型催化材料的制备1.1 金属有机骨架材料(MOFs)的制备金属有机骨架材料是新型催化材料的重要种类之一,它是一种能够吸附和储存气体、液体等分子的微孔材料。
MOFs可以通过一些简单的化学反应来制备。
例如,我们可以将金属离子和有机配体混合,在溶液里加热复合即可得到MOFs。
1.2 非金属氧化物催化剂的制备非金属氧化物催化剂也是广泛应用于化学反应的一种新型催化材料。
例如,ZnO(氧化锌)和TiO2(二氧化钛)就是常见的非金属氧化物催化剂。
它们可以通过原位生长法、水热法等多种方法来制备。
1.3 纳米催化剂的制备随着纳米科技的不断发展,纳米催化剂也成为了一种广泛应用于化学反应的新型催化材料。
纳米催化剂具有比其他催化剂更大的比表面积和更短的扩散距离,因此它们能够在更低的温度下产生更大的反应速率。
纳米催化剂可以通过溶凝胶法、溶剂热法等多种方法来制备。
二、新型催化材料的应用2.1 化学工业新型催化材料在化学工业中应用广泛,例如,在石油化工生产过程中,使用催化剂即可实现高效的化学反应,提高生产效率和降低成本。
此外,新型催化材料还可以用于产生高品质的变色效果,增强光化学反应等。
2.2 生物医药新型催化材料在生物医药领域中也有广泛的应用。
例如,常用的药物生产、DNA合成等化学反应过程,都需要使用高效催化剂来促进反应速率,这一需求就可以通过新型催化材料来满足。
2.3 环境保护新型催化材料在环境保护领域中也有广泛的应用,例如,它们可以用于废水处理、空气净化、固体废物处理等方面。
新型催化材料可以帮助我们减少污染和温室气体排放的量,从而实现环境保护。
三、新型催化材料的未来发展新型催化材料作为材料科学的重要分支,还有很大的发展空间,未来它将在以下几个方面不断迈进:3.1 制备技术的不断提升随着材料科学技术的不断发展,新型催化材料的制备技术也在不断提高。
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第一章催化简史1、催化剂这一概念历史上最早是由哪个国家的哪位科学家于何年何刊物中正式提出的?答:1836年,瑞典科学家贝采利乌斯(J.J.Berzelius)在《物理学与化学年鉴》中首次提出“催化剂”这一概念。
2、催化剂的本质是什么?它最早由哪个国家的哪位科学家于何年提出?答:催化剂的本质是降低化学反应的活化能,把一个比较难发生的反应变成了两个很容易发生的化学反应。
在这两个反应中,第一个反应中催化剂扮演反应物的角色,第二个反应中催化剂扮演生成物的角色,所以说从总的反应方程式上来看,催化剂在反应前后没有变化。
3、工业合成氨催化剂的主要成分有哪些?历史上由于合成氨催化剂和工业化研究而获得诺贝尔化学奖的科学家是哪个国家的哪两位?答:工业合成氨催化剂为铁触媒,其主要成分为Fe、Al2O3、K2O,由于合成氨催化剂和工业化研究,德国科学家哈伯( F.Haber)获得1919年诺贝尔化学奖,博什( C.Bosch)获得1931年诺贝尔化学工程、高压设备奖。
4、合成高压低密度聚乙烯的催化剂历史上是由谁最早发明的?其主要组成为何?答:合成高压低密度聚乙烯的催化剂历史上是由德国科学家齐格勒(K.Ziegler)最早发明的,其主要组成为四氯化钛-三乙基铝[TiCl4-Al(C2H5)3]。
5、历史上最早模仿合成高压低密度聚乙烯的催化剂而发明聚丙烯合成催化剂的是哪个国家的哪位科学家。
他所发明的聚丙烯催化剂的组成为何?答:历史上最早模仿合成高压低密度聚乙烯的催化剂而发明聚丙烯合成催化剂的是意大利科学家纳塔(G.Natta),他所发明的聚丙烯催化剂的组成为三氯化钛-三乙基铝[TiCl3-Al(C2H5)3]。
第二章催化剂与催化作用1、什么是催化剂?什么是催化作用?催化作用的本质是什么?催化作用的特征主要有哪四个方面?答:催化剂是这样一种物质,由于它的存在,使化学反应趋于平衡的速度大大加快了,而它本身的组成、数量在反应前后没有发生变化。
根据IUPAC于1981年提出的定义,催化剂是一种物质,它能够加速反应的速率而不改变该反应的标准Gibbs自由焓变化。
这种作用称为催化作用,即催化剂加速化学反应的现象。
其本质为改变了反应机理,降低了活化能。
催化作用的特征主要有: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催化剂只能加速反应趋于平衡,而不能改变平衡的位置(平衡常数);③催化剂对反应具有选择性;④催化剂有寿命。
2、均相催化体系、复相催化(或多相催化)体系的真实含义各是什么?答:均相催化体系是指催化剂与反应介质不可区分,与介质中的其他组分形成均匀物相的催化反应体系;复相催化(多相催化)体系是指催化剂自成一相的催化反应体系。
3、催化剂的活性、选择性、寿命是何含义?活性有哪几种表示方式?各方式如何表示?答:催化剂的活性是催化剂影响反应进程变化的程度。
活性的表示方式:①转化率:反应消耗掉某反应物的量占原反应物总量的百分比;②时空产率:在给定温度和压力条件下,单位时间、单位体积催化剂上所生成产物的量;③反应速率常数:单位反应物浓度条件下,单位催化剂上,单位时间生成产物的量;④转换频率:单位时间,单位活性中心上反应发生的次数。
催化剂的选择性是专门对某一反应起加速作用的性能(定性),是指所消耗的原料中转化成目的产物的分率(定量)。
催化剂的寿命是指催化剂从开始使用至活性下降到经济上不值得再用的程度所经历的时间。
4、产率和选择性各如何表示?有何差别?答:产率是反应生成目标产物所消耗的某反应物的量占该反应物进料总量的百分数。
表达式为:Y(产率) = (转化成目的产物的指定反应物的量/指定反应物进料的量)×100%选择性是所消耗的原料中转化成目的产物的分率。
表达式为:s(选择性) = (转化成目的产物的指定反应物的量/已转化的指定反应物的量)×100%其差别在于产率指转化成目的产物的指定反应物的量占总的进料量的百分比,而选择性指占已转化反应物的量的百分比。
Y = xs,x为转化率:x (转化率)=(已转化的指定反应物的量/指定反应物进料的量) ×100%5、从功能来看,固体催化剂通常由哪三部分组成?各部分主要发挥什么作用?答:固体催化剂通常由活性组分、载体和助催化剂三部分组成。
活性组分本身具有催化活性,是催化剂的主要成分;载体是催化活性组分的分散剂、黏合物或支撑体,是负载活性组分的骨架,起分散、固定、支撑作用;助催化剂是加入到催化剂中的少量物质,是催化剂的辅助成分,其本身没有活性或者活性很小,但把它加入到催化剂中后,可以改变催化剂的化学组成、化学结构、离子价态、酸碱性、晶格结构、表面构造、孔结构、分散状态、机械强度等,从而提高催化剂的活性、选择性、稳定性和寿命。
6、催化剂失活通常有哪四个原因?答:催化剂失活的主要原因有:中毒、积碳、活性成分丢失和烧结。
第三章催化剂的表面吸附和孔扩散1、采用固体催化剂的多相催化反应,由反应物到产物,主要经过哪几个阶段?答:主要经过的阶段有:传递-扩散-吸附-表面反应-脱附-扩散-传递。
2、什么是吸附?物理吸附和化学吸附的本质差别是什么?答:吸附是由于某种力的作用,是物质A附着在物质B表面的过程。
物理吸附借助分子间作用力,吸附力弱,吸附热小,是可逆的,无选择性;化学吸附借助于化学键,吸附热大,一般不可逆,有选择性,且为单分子层吸附,具有饱和性。
3、化学吸附有哪几种类型?吸附态是何含义?答:化学吸附的类型主要有活性吸附和非活性吸附、均匀吸附和非均匀吸附、解离吸附和非解离吸附。
吸附态指被吸附时的形态。
4、吸附等温线是哪两个变量间的关系曲线?主要有哪几种类型?不同类型的吸附等温线与吸附剂孔大小有何对应关系?答:吸附等温线是压力p与吸附量V之间的关系曲线。
基本上可分为五种类型。
类型Ⅰ的等温线是一种多微孔固体(孔径≤ 2 nm),类型Ⅱ和Ⅲ是大孔固体(孔径>50 nm),类型Ⅳ和Ⅴ属于过渡性孔的固体(孔径为2~50 nm)。
5、什么是吸附等温方程?朗格缪尔吸附等温方程对应于第几种类型的吸附等温线?推导理论吸附等温方程时,朗格缪尔做了哪些假设?针对单一气体非解离吸附过程,朗格缪尔是如何推导的?答:除吸附剂和吸附质的本性外,吸附能力最重要的影响因素是温度和压力。
达到平衡时的气体吸附量称为平衡吸附量,他是吸附物系(包括吸附剂和吸附质)的性质、温度和压力的函数。
对于给定的物系,在温度恒定和达到平衡的条件下,吸附量与压力的关系称为吸附等温式或吸附平衡式。
朗格缪尔吸附等温方程对应于Ⅰ类型的吸附等温线。
推导理论吸附等温方程时,朗格缪尔做的假设有:吸附剂表面是均匀的,即吸附中心能量相同;吸附的分子之间无相互作用;每个吸附分子占据一个吸附位,吸附是单分子层的。
针对单一气体非解离吸附过程,朗格缪尔推导如下:吸附速率:r a = k a p(1-θ)脱附速率:r d = k d p(1-θ)吸附平衡常数K = k a/k d平衡时:r a = r d →θ/(1-θ) = Kp→θ = Kp/(1+Kp)6、推导BET 吸附等温方程式时做了哪些假设?该方程式适用于化学吸附还是物理吸附?具体使用时适用范围还有何限制?答:推导BET 吸附等温方程式时做的假设有:①固体表面是均匀的,分子吸附、脱附不受其他分子影响;②物理吸附借助于分子间力,被吸附的分子与气相分子之间仍有此种力,故可发生多层吸附,但第一层吸附与以后多层吸附不同,后者与气体的凝聚相似,吸附达平衡时,每一吸附层上的蒸发速率必等于凝聚速率,故能对每层写出相应的吸附平衡式。
该方程式适用于物理吸附。
受到的限制有:物理吸附为分子间力,吸附达到平衡时,每个吸附层上的蒸发速度等于凝聚速度。
7、TPD 图中的峰数、峰位置、峰面积各给出何信息?答:TPD图中的峰数表示吸附中心个数,峰位置表示脱附速率最大时的温度,峰面积表示脱附量大小。
第四章酸碱催化剂及其催化作用1、什么是酸催化剂?什么是碱催化剂?答:酸催化剂指活性中心为酸性中心的催化剂;碱催化剂指活性中心为碱性中心的催化剂。
2、工业酸催化剂主要有哪些类型?答:液体酸:H2SO4、H3PO4、HCl水溶液、醋酸等;固体酸:①天然黏土类:高岭土、膨润土、活性白土、蒙脱土、天然沸石等;②担载酸:H2SO4、H3PO4等液体酸浸润于载体上,载体为SiO2、Al2O3、硅藻土等;③阳离子交换树脂;④活性炭在573 K下热处理;⑤金属氧化物和硫化物:Al2O3、TiO2、V2O5、CdS、ZnS等;⑥金属盐:MgSO4、ZnSO4、Bi(NO3)3、AlPO4、TiCl3、BaF2等;⑦复合氧化物:SiO2-Al2O3、MoO3-CoO-Al2O3、杂多酸、合成分子筛等。
3、工业碱催化剂主要有哪些类型?答:液体碱:NaOH 水溶液、KOH水溶液等;固体碱:①担载碱:NaOH、KOH浸润于SiO2、Al2O3上;碱金属、碱土金属分散于SiO2、Al2O3、炭、K2CO3上;R3N浸润于Al2O3上;Li2CO3/SiO2等②阴离子交换树脂;③活性炭在1173 K下热处理或用N2O、NH3活化;④金属氧化物:MgO、BaO、Na2O、TiO2等;⑤金属盐:Na2CO3、K2CO3、CaCO3、(NH4)2CO3、Na2WO4·H2O、KCN等;⑥复合氧化物:SiO2-MgO、ZrO2-ZnO等;⑦用碱金属离子或碱土金属离子处理、交换的合成分子筛。
4、酸催化剂主要催化哪些类型的反应?这些反应需酸催化剂的强度顺序如何?答:主要有异构化、醇类脱水、聚合反应、催化裂解、骨架异构化、烷基化、歧化、酰基化等,所需酸催化剂的强度逐渐增强。
5、酸碱催化剂所催化反应有何本质共性?答:酸碱催化剂所催化的反应一般以离子型机理进行,催化过程中以质子转移步骤为特征,有质子转移的反应均可用酸碱催化剂催化。
催化剂可同时催化正逆反应(微观可逆性)。
6、酸催化剂所催化反应有何本质特性?为何酸催化剂能催化这类反应?答:催化剂与反应物作用生成正碳离子中间产物,中间产物与另一反应物作用或自身分解,生成产物并释放H+。
L酸与B酸往往催化不同反应。
7、碱催化剂所催化反应有何本质特性?为何碱催化剂能催化这类反应?答:催化剂与反应物作用生成负碳离子中间产物,中间产物与另一反应物作用或自身分解,生成产物并释放OH-。
8、固体表面酸中心的酸性的强弱可用酸强度函数表示,请给出其定义。
答:定义为:H0 = pK a + lg([B]a/[BH+]a)其中[B]a和[BH+]a分别表示未解离的碱指示剂和共轭酸的浓度,pK a为共轭酸BH+解离平衡常数的负对数。
9、指示剂法测固体酸中心强度和浓度有何优缺点?答:优点:简单直观,利用各种不同pK a值的指示剂,就可求得不同强度酸的H0。