工业催化答案完整版

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第一章 催化剂基本知识

1、名词解释

（1）活性：催化剂使原料转化的速率，工业生产上常以每单位容积(或质量)催化剂在单位时间内转化原料反应物的数量来表示，如每立方米催化剂在每小时内能使原料转化的千克数。

（2）选择性：目的产物在总产物中的比例，实质上是反应系统中目的反应与副反应间反应速度竞争的表现。

（3）寿命：指催化剂的有效使用期限。

（4）均相催化反应：催化剂与反应物同处于一均匀物相中的催化作用。

（5）氧化还原型机理的催化反应：催化剂与反应物分子间发生单个电子的转移，从而形成活性物种。

（6）络合催化机理的反应：反应物分子与催化剂间配位作用而使反应物分子活化。

（7）（额外补充）什么是络合催化剂答：一般是过渡金属络合物、过渡金属有机化合物。

（8）反应途径：反应物发生化学反应生成产物 的路径。

（9）催化循环：催化剂参与了反应过程，但经历了几个反应组成的循环过程后，催化剂又恢复到初始态，反应物变成产物，此循环过程为催化循环。

（10）线速度：反应气体在反应条件下，通过催化床层自由体积的的速率。

（11）空白试验：在反应条件下，不填充催化床，通入原料气，检查有无壁效应，是否存在非催化反应。

（12）催化剂颗粒的等价直径：催化剂颗粒是不规则的，如果把催化剂颗粒等效成球体，那么该球体的直径就是等价直径。

（13）接触时间：在反应条件下的反应气体，通过催化剂层中的自由空间所需要的时间。

（14）初级离子：内部具有紧密结构的原始粒子。

（15）次级粒子：初级粒子以较弱的附着力聚集而成-----造成固体催化剂的细孔。

2.叙述催化作用的基本特征，并说明催化剂参加反应后为什么会改变反应速度

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催化剂的寿命。

催化剂之所以能够加速化学反应趋于热力学平衡点，是由于它为反应物分子提供了一条轻易进行的反应途径。

3.从反应途径说明什么是催化循环

催化剂是一种化学物质，他借助于反应物间的相互作用而起催化作用，在完成催化的一次反应后，又恢复到原来的化学状态，因而能循环不断地起催化作用。催化剂暂时的介入反应，在反应物系的始态和终态间架起了新的通道，从而改变了反应的某种不稳定的活性中间络合物，后者再继续反应生成产物和恢复成原来的催化剂。这样不断循环起作用。

4.说明催化科学的特点和催化剂和催化过程在化工生产中的效果

应用催化的方法，既能提高反应速率，又能对反应方向进行控制，且催化剂原则上是不消耗的。

效果：更新原料路线，采用更廉价原料，革新工艺流程，促进新工艺过程的开发；缓和工艺操作条件，打到节能降耗的目的；开发新产品，提高产品收率，改善产品质量；消除环境污染或开发从原料到产品的整个化工过程，对资源的有效利用以及污染控制的环境有友好的“绿色催化工艺”等。

5.说明均相催化反应和非均相催化反应各有何优缺点

均相催化 优点：反应性能单一，具有特定的选择性；反应条件温和，有利于节能；因其作用机理较清楚明晰，易于精心设计调配研究和把握。

缺点：稳定性差，与产物分离困难。

非均相催化剂 的最大优点是容易从反应体系中分离出来,这是相对于均相催化剂而言的.

缺点则是催化效率不如均相催化剂,反应也不如均相催化剂容易控制.

6.催化剂的作用有几个方面