发布时间 : 星期六 文章催化原理更新完毕开始阅读489964ed5ef7ba0d4a733b09
（1）基元反应：如果一个化学反应，反应物分子在碰撞中相互直接作用直接转化为生成物的分子（2）外扩散：从流体层经过滞流层向催化剂表面的扩散，或其反向的扩散。 （3）转换频率: 在给定反应条件及一定反应程度下，单位时间内每个活性位上发生的总包反应次数。（4）空速：是指单位时间里通过单位催化剂的原料油的量，它反应了装置的处理能力。（5）单程收率：反应物料一次通过催化剂床层转化为目的产物的百分数称为单程收率。（6）共催化剂：
（7）调变性助剂：此种助剂改变催化剂的化学组成，引起许多化学效应以及物理效应。对金属和半导体催化剂而言，可以观察到这类助剂引起催化剂电导率和电子脱出功的变化。（8）质量作用定律：经验证明基元反应的速率方程比较简单，即基元反应速率与反应物浓度的乘积成正比，其中各浓度的指数就是反应式中各相应物质的系数。基元反应的这个规律称为质量作用定率。（9）羰基化过程：烯烃或炔烃与CO在过渡金属配合物和第三组分的存在下生成含羰基产品，这种过程称为羰基化过程（10）起始吸附热:从吸附过程进度考虑的。当吸附量趋于零时的吸附热即为起始吸附热。 （11）Langmuir吸附等温式： ? ?Kp1??
1. 工业上对催化剂的要求。 答：（1）较高的活性（2）较好的稳定性或寿命（3）较好的流体流动性（4）较好的机械性质：即具有良好的磨损率、压碎强度、导率、抗热冲击性能
2.均相与多相催化作用的比较。 答：（1）均相催化：所有反应物和催化剂分散在一个相
A. 分子－分子反应、分子－离子反应 B. 动力学控制，质量传递过程不重要 C. 反应物种容易鉴别，反应机理研究比较容易 D. 工业实现较难，催化剂分离回收困难 （2）多相催化：催化剂和反应物处于不同的相，有相界面隔开。
A.传递过程对动力学影响大B.扩散、吸附对反应速率有决定性作用C.难以严格区分传递过程与表面化学反应D.活性表面结构和反应中间物的本质难以分析,反应机理研究困难 E.便于工业应用，大多数工业过程采用
17. 配合催化活性中心活化过的分子之间或活化过的分子与外来的反应物分子之间进一步反应生成新的活化中间体或产品，从而完成一个配合催化的循环。在该反应过程中有两类反应：插入反应（或内配位体迁移作用）和消除反应。试举例说明消除反应的类型？ 答：消除反应：是从一个化合物分子中消除两个原子或原子团的反应。其又可分为：1) 还原消除反应 ；2) β– 消除反应
（1）还原消除反应（α– 消除反应）：从同一个碳原子消除两个原子或基团后形成不带电荷的低价结构（如卡宾或氮烯）的反应。
（2）β– 消除反应：当以α键与金属原子或离子形成配合物的有机配位体中含有β– 碳原子时，该碳原子上的氢容易从碳原子上脱开与金属形成氢化物，称为β– 消除反应 （在相邻的两个碳原子上的原子或基团被消除，形成双键或三键）
3．氧化物表面酸性（单金属和双金属）产生的原因,试举例说明并画出酸性结构简图. 单氧化物酸碱中心的形成
①IA、ⅡA族元素的氧化物常表现出碱性质，而ⅢA和过渡金属氧化物却常呈现酸性质。
? 氧化铝表面不仅有L酸中心、B酸中心，还有碱中心，但从NH3在Al2O3上化
学吸附表征结果表明B酸很少，所以Al2O3表面以L酸中心为主
②二元混合金属氧化物酸中心的形成
? 硅酸铝中的硅和铝均为四配位，Si4+与四个氧离子配位，形成SiO4四面体，而半
径与Si4+相当的Al3+同样也与四个O2-配位，形成AlO4四面体
? Al3+形成的四面体缺少一个正电荷，为保持电中性需有一个H+或阳离子来平衡
负电荷，在此情况下H+作为B酸中心存在于催化剂表面上
Al3+与Si4+之间的O原子上的电子向靠近Si4+离子方向偏移,Al3+上的—OH与相邻Al3+的—OH结合脱水时，产生L酸中心，表示如下：
4. 正碳离子是如何形成？并举例说明。 答：（1）烷烃、环烷烃、烯烃、烷基芳烃与催化剂的L酸中心生成正碳离子,正碳离子的形成特点是以L酸中心夺取烃上的负出离子（H-）而形成正碳离子. （2）烯烃、芳烃等不饱和烃与催化剂的B酸中心作用生成正碳离子（3）烷烃、环烷烃、烯烃、烷基芳烃与R+的氢转移，可生成新的正碳离子。通过氢转移生成新的正碳离子，并使原来的正碳离子转为烃类
（1） （2） （3）
5. 氢转移反应的方式有那些？它对催化裂化有何影响？ 答：（1）氢转移反应－催化裂化的特有反应，有：①烯烃 + 烯烃 ?? 烷烃 + 二烯烃 （催化剂上） ② 烯烃 + 芳烃(环烷芳烃) ?? 烷烃 + 缩合芳烃(催化剂上) ③ 烯烃 + 环烷烃 ?? 烷烃 + 芳烃
（2）影响：使催化汽油相比热裂化汽油:烯烃含量减少;二烯烃含量减少;芳烃含量增加;辛烷值增加;生焦量增加.
6. 举例说明氧物种在催化氧化中的作用
答：⑴ 强亲电性的O2-和O-物种进攻有机分子中电子密度最高的部分进行亲电加成形成过氧或环氧化合物，并且进一步发生断裂而使烃分子降解起始，烯烃形成饱和醛，而芳烃形成相应的酸酐。
⑵ 晶格氧离子O2-是亲核试剂，它没有氧化性质,它们可以通过亲核加成插入到烃类分子缺电子的位置上，导致选择性氧化，这种方式生成的含氧化合物的类型取决于反应物分子与催化剂表面活性中心之间形成的中间态结构。
7. 杂环含氮化合物的加氮脱氮过程有哪些？并举例说明。 答：① 杂环饱和 ② 环的C—N键断裂 ③ 生成的胺类或苯胺类以 NH3的形式脱除
8. 一般说来，过渡金属配合物所催化的反应通过哪些步骤完成？ 答：主要步骤如下：① 配位体离解或交换② 底物成键和活化③ 配位体迁移或插入④ 产物消除。
9. 在Pt/γ-Al2O3(卤化)催化剂上进行的主要反应是己烷芳构化副反应是的氢解反应。试回答： （1）（2）（3）（4）
（5）1 主反应中各分步反应的类型，所需的催化功能； 2 催化剂的类型，催化剂中各组分的作用； 3 若用Pt-Re/γ-Al2O3(卤化)催化剂，不仅提高了活性、选择性，也提高了热稳定性。试判断主反应可能的控制步骤，并解释造成上述结果的原因。
答：（1）①烷烃生成烯烃②环化成五环烷烃③烯烃化④扩环⑤脱氢芳构化；①脱氢②异
构化③脱氢④异构化⑤异构化
（2）①类型：双功能催化剂。②Pt：活性组分，构成脱氮活性中心，促进脱氢反应；γ-Al2O3（卤化）：为酸性组分，提供酸性中心，促进裂化、异构化反应。
（3）Pt – Re系列重整催化剂的优点是稳定性好，高的Re含量的目的是增加催化剂的容炭能力，Pt – Re合金调变了Pt的电子性质，使Pt的成键能力增加，新鲜催化剂进料时，加氢裂化能力强
10.内扩散阻滞效应的识别
答：反应在内扩散区进行时，可观察到以下的一些现象: （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
11.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
（1） （2）
（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。
（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。
（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
（4） （5）
（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。 （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，常为反应控制步骤。 根据正碳离子生成和反应规律来分析丙烯与异丁烷生成异庚烷的反应过程
①正碳离子的形成
②正碳离子与带支链烷烃反应，生成新的正碳离子和新的烷烃
③正碳离子与烯烃加成，生成新的正碳离子
④按正碳离子的稳定性发生甲基转移
⑤重复步骤②
12.简述固体酸催化剂失活后再生方法和注意的问题（五-143-158） 答：（1）再生方法：①催化剂使用一定时间后，因结焦的原因造成催化剂活性及选择性下降，必须不断的用空气把沉积在催化剂表面上的焦碳烧掉，使催化剂的活性和选择性恢复原来的水平。②烧焦再生过程：即用燃烧方法或通水蒸气反应除去积碳
（2）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：①再生温度：温度越高，燃烧速度越快 。一般掌握在600C左右操作。实际操作温度要根据催化剂稳定性而定。②床层氧分压：氧分压越高，烧焦越快。含氧量过高容易引起二次燃烧，含氧量过低，燃烧不完全，也易发生炭堆积现象。③催化剂含碳量: 催化剂含碳量越多则燃烧速度也越快。④停留时间 :催化剂再生器内停留时间越长则烧焦越多，再生后催化剂含碳量也越低。 ⑤再生方式:跟据不同的条件选择体内再生或体外再生。
13.重整催化剂应促进的反应有哪些？ 答：A. 环己烷和烷基环己烷脱氢生成芳烃 B. 烷基环戊烷异构化为六元环烷烃并脱氢生成芳烃 C. 正构烷烃异构化为分支异构烃 D. 加氢裂化反应E. 链烷烃芳构化反应。
14. 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
答：⑴ 因为在双功能重整催化剂上，氢解和加氢裂化副反应是难免的，同时适合环化的分子构型的出现是一个随机过程，使脱氢环化的速率不会很高，所以烷烃芳构化的产率在双功能催化剂上不会很高。
⑵ 举例：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, 脱氢环化反应成为n－C7芳构化的控制步骤。而脱氢环化反应速率又与加氢裂化反应速率近似相等，所以芳构化的反应速率与加氢裂化反应速率是相近的。在这种情况下，就是n－C7转化率为100％，甲苯的实际产率，也不会超过50％。
15.催化剂要活化烃类并使其进一步进行氧化反应，除了氧化还原功能外,还必须具备酸性催化功能的原因？
答：⑴ 催化剂要活化烃类并使其进一步进行氧化反应，必须具备酸性和氧化还原两种催化功能，并且这两种功能又必须相互协同进行。⑵ 催化剂的酸碱性质变化对催化反应选择性的影响不是由于分子中官能团反应能力改变而引起的，而仅是改变了吸附性质，即改变反应物或产物分子在催化剂表面上的停留时间。⑶ 在酸性催化剂上，B ?A类反应具有较高的选择性，可能是由于催化剂的酸性质使碱性反应物容易吸附，而对酸性分子吸附较弱，脱附相对较易，因此限制了进一步氧化生成CO2和H2O。
16. 氧化脱氢的优点
答：A. 脱氢和氧化组合成耦合反应，产物中没有氢气生成。 RCH2—CH2R′+ 0.5 O2 RCH＝CHR′+ H2O
B. 氧与脱氢过程中释放出的氢迅速反应生成水，使平衡朝着生成产物的方向移动。 RCH2—CH2R′RCH＝CHR′+ H2 H 2 + 0.5 O2 H2O C. 氧和水蒸气可以与催化剂上的积炭发生反应，从而使催化剂保持活性 D. 由于有水蒸气生成，使吸热的脱氢反应变为放热反应。