催化劑與催化作用基本知識(編輯修改稿)
2025-06-03 22:37 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 ：降低反應(yīng)溫度，提高反應(yīng)速率 l og k1/TC atal y z edN on c atal y z ed非催化反應(yīng)和催化反應(yīng)的 Arrhenius圖 催化作用體現(xiàn)的兩個方面 （ 1）催化循環(huán) 催化劑參與反應(yīng)，但經(jīng)歷幾個反應(yīng)組成的循環(huán)過程后，催化劑又恢復(fù)到始態(tài)，而反應(yīng)物則變成產(chǎn)物，此循環(huán)過程稱為催化循環(huán)。 W at er Ga s S hi f t R eacti onH2O + H2 + O**O*+ CO CO2 +*Ov eral l R eacti onH2O + C O H2 + C O2催化反應(yīng)中的催化劑 （ 1）催化循環(huán) * *OCO2COH2O H 2水煤氣變換反應(yīng)的催化循環(huán) 催化反應(yīng)中的催化劑 （ 2）催化劑用量少且不消耗 催化劑在反應(yīng)過程完成后并不消耗 少量催化劑可以催化大量反應(yīng)物 特效催化劑：酶催化和有機金屬催化催化劑濃度在 106~ 9數(shù)量級 （ 3）化學(xué)計量方程式與催化劑量無關(guān)，反應(yīng)速度與催化劑量成正比 （ 4）參加反應(yīng)后催化劑會有變化但很微小 催化劑組成、結(jié)構(gòu)和孔結(jié)構(gòu)的緩慢變化 催化劑與反應(yīng)物和產(chǎn)物的元素交換 活性組份的微小變化 其他派生反應(yīng) －－催化劑緩慢失活的原因 催化反應(yīng)中的催化劑 （ 5）加速反應(yīng)但不參加反應(yīng)者不是催化劑 例如： 離子反應(yīng)中離子強度的效應(yīng) 溶劑效應(yīng) （ 6）應(yīng)區(qū)分引發(fā)劑與催化劑 引發(fā)劑： 過氧化物引發(fā)自由基鏈反應(yīng) 反應(yīng)抑制劑： 屏蔽酚類和胺類抑制氧化反應(yīng) （ 7）催化劑是物體形式的物質(zhì) （ material) 由于能量轉(zhuǎn)移過程而造成反應(yīng)速度加快不是催化作用 例如：熱、光、聲、電、波、電磁波 催化反應(yīng)中的催化劑 評價催化劑的四個最重要的性質(zhì)（指標）： （ 1）活性， Activity，高 （ 2）選擇性， Selectivity，高 （ 3）壽命， Lifetime，長 （ 4）價格， Cost，低 1)反應(yīng)速率： 反應(yīng)速率表示反應(yīng)的快慢，不同場合使用不同速率表示法。在多數(shù)情況下，以反應(yīng)物消失的速率或以產(chǎn)物生成的速率表示反應(yīng)的快慢。 反應(yīng)物消失速率定義為 : 催化劑的活性 產(chǎn)物生成速率定義為 : 其中 dn反 /dt和 dn產(chǎn) /dt分別代表反應(yīng)物量或產(chǎn)物量對反應(yīng)時間的變化率， Q為反應(yīng)空間 ?在 v反 的定義里 ， 負號保證速率的數(shù)值為正 催化劑的活性 2）活化能 :一般說，一個反應(yīng)在某催化劑上進行時活化能高，則表示該催化劑的活性低 。反之，活化能低時，則表明催化劑的活性高。通常都是用總包反應(yīng)的表觀活化能作比較 F）達到某一轉(zhuǎn)化率所需的最低反應(yīng)溫度 : 最低反應(yīng)溫度數(shù)值大的，表明催化劑的活性低，反之亦然。 催化劑活性的工業(yè)表示方法： 100 %C CC100 %00 ?????反應(yīng)物進料量已轉(zhuǎn)化的反應(yīng)物量轉(zhuǎn)化率催化劑的活性 （ 2）活性位， Active site 催化劑中真正起催化作用的結(jié)構(gòu)或位置。 如：質(zhì)子，配位絡(luò)合物，表面原子簇（ cluster)，蛋白質(zhì)中的膠束囊（ supermolecular pocket)。 固體催化劑： 表面配位不飽和的原子或原子簇 。 催化作用不能改變化學(xué)平衡 催化劑 催化劑在反應(yīng)體系中含量 達到平衡時的體積增量 SO2 SO2 SO2 ZnSO4 HCl 草酸 磷酸 平均 表 11 在不同催化劑存在下三聚乙醛解聚的平衡濃度 催化劑的選擇性 1)選擇性定義 某些反應(yīng)在熱力學(xué)上可以沿幾個途徑進行而得到不同的產(chǎn)物 ，例如 ?反應(yīng)沿什么途徑進行，與催化劑的種類性質(zhì)密切相關(guān) ?反應(yīng)物沿某一途徑進行的程度，與沿其余途徑進行反應(yīng)程度的比較，即為催化劑對某反應(yīng)的選擇性
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