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          催化劑作用

          催化劑的作用的特征有哪些?催化劑能否改變化學平衡??

          (1)?催化劑只能加速熱力學上可以進行的反應,而不能加速熱力學上無法進行的反應?

          (2)?催化劑只能加速反應趨于平衡,而不能改變平衡的位置(平衡常數)

          (3)?催化劑對反應具有選擇性?

          (4)?催化劑的壽命。催化劑能改變化學反應的速率,其自身并不進入反應的產物,在理想的情況下不為反應所改變。但在實際過程中不能無限制的使用,催化劑經過多次使用后會失活。

          中文名 催化劑 解 ???釋 提高反應物的化學反應速率?
          外文名 Catalyst 提出時間 1836年

          催化劑如何加快化學反應速度??

          催化劑加快反應速率的原因與溫度對反應速率的影響是根本不同的。催化劑可以改變反應的路線,降低反應的活化能,使反應物分子中活化分子的百分數增大,反應速率加快。?

          催化作用可分為均相催化和非均相催化兩種。如果催化劑和反應物同處于氣態或液態,即為均相催化。若催化劑為固態物質,反應物是氣態或液態時,即稱為非均相催化。?

          在均相催化中,催化劑跟反應物分子或離子通常結合形成不穩定的中間物即活化絡合物。這一過程的活化能通常比較低,因此反應速率快,然后中間物又跟另一反應物迅速作用(活化能也較低)生成最終產物,并再生出催化劑。該過程可表示為:

          ????????????A+B=AB(慢)A+C=AC(快)AC+B=AB+C(快)?

          ????????????式中A、B為反應物,AB為產物,C為催化劑。

          由于反應的途徑發生了改變,將一步進行的反應分為兩步進行,兩步反應的活化能之和也遠比一步反應的低。該理論被稱為“中間產物理論”。?

          ??????在非均相催化過程中,催化劑是固體物質,固體催化劑的表面存在一些能吸附反應物分子的特別活躍中心,稱為活化中心。反應物在催化劑表面的活性中心形成不穩定的中間化合物,從而降低了原反應的活化能,使反應能迅速進行。催化劑表面積越大,其催化活性越高。因此催化劑通常被做成細顆粒狀或將其附載在多孔載體上。許多工業生產中都使用了這種非均相催化劑,如石油裂化,合成氨等,使用大量的金屬氧化物固體催化劑。該理論稱為“活化中心理論”。

           

          ??? ?催化劑可以同樣程度地加快正、逆反應的速率,不能使化學平衡移動,不能改變反應物的轉化率。請注意加快逆反應也就是減慢反應速率,這種催化劑也叫負催化劑!?

          催化劑的活性、選擇性的含義?

          ????催化劑的活性,又稱催化活性,是指催化劑對反應加速的程度,可以作為衡量催化劑效能大小的標準。催化劑的選擇性是使反應向生成某一特定產物的方向進行。轉化為目的產物所消耗的某反應物量/某反應轉化的總量。

           

          催化反應的活化能是否與非催化反應的相同?為什么??

          (1)不改變反應熱:因為催化劑只是通過改變化學反應歷程來降低活化能,而化學反應前后的能量變化是由反應物和產物在反應體系中的相對能位來決定,反應物與產物的結構確定了它們的相對能位,即不改變反應物與生成物的摩爾焓,因此加入催化劑不改變反應熱。?

          (2)降低活化能:因為催化劑通過改變反應歷程,使反應沿著一條更容易進行的途徑進行。?

           

          催化劑為什么具有壽命?影響催化劑的壽命的因素有哪些?

          指催化劑的有效使用期限,是催化劑的重要性質之一。催化劑在使用過程中,效率會逐漸下降,影響催化過程的進行。例如因催化活性或催化劑選擇性下降,以及因催化劑粉碎而引起床層壓力降增加等,均導致生產過程的經濟效益降低,甚至無法正常運行。

          ?①化學穩定性:化學組成與化學狀態穩定,活性組分與助劑不反應與流失;

          ?②耐熱穩定性:不燒結、微晶長大和晶相變化;

          ?③抗毒穩定性:抗吸附活性毒物失活;

          ?④機械穩定性:抗磨損率、壓碎強度、抗熱沖擊。決定催化劑使用過程中的破碎和磨損?

           

          舉例說明催化循環?

          ?非締合活化催化循環定義:在催化反應過程中催化劑以兩種明顯的價態存在,反應物的活化經由催化劑與反應物分子間明顯的電子轉移過程,催化中心的兩種價態對于反應物的活化是獨立的,這種催化循環稱之為非締合活化催化循環。?舉例:氧化亞氮在鎳催化劑上的分解反應。?締合活化催化循環定義:在催化反應過程中催化劑沒有價態的變化,反應物分子活化經由催化劑與反?應物配位,形成絡合物,再由絡合物或其衍生出的活性中間物種進一步反應,生成?產物,并使催化劑復原。反應物分子活化是在絡合物配位層中發生的。?舉例:固體酸催化劑作用下的乙烯水合反應。?

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