铂催化氢的原理

过氧化氢的催化分解

一、实验原理

过氧化氢水溶液在室温下，没有催化剂存在时，分解反应进行得很慢，但在含有催化剂I–的中性溶液中，其分解速率大大加快，反应式为：2H2O2 == 2H2O + O2(g)

反应机理为： H2O2 + I– → H2O + IO– k1 (慢) (1) H2O2 + IO– → H2O + O2(g) + I– k2 (快) (2) 整个分解反应的速率由慢反应(1)决定，速率方程为： ?dcH2O2dt?k1cH2O2cI-

因反应(2)进行得很快且很完全，I–的浓度始终保持不变，故上式可写成： ?dcH2O2dt?kcH2O2

c0?kt c式中，k?k1cI-，k为表观反应速率常数。将上式积分得 ln此式表明，反应速率与H2O2浓度的一次方成正比，故称为一级反应。将上式积分得：

lnct??k1t?lnc0

式中c0、ct分别为反应物过氧化氢在起始时刻和t时刻的浓度。 反应半衰期为：

过氧化氢的催化分解

一、实验原理

过氧化氢水溶液在室温下，没有催化剂存在时，分解反应进行得很慢，但在含有催化剂I–的中性溶液中，其分解速率大大加快，反应式为：2H2O2 == 2H2O + O2(g)

反应机理为： H2O2 + I– → H2O + IO– k1 (慢) (1) H2O2 + IO– → H2O + O2(g) + I– k2 (快) (2) 整个分解反应的速率由慢反应(1)决定，速率方程为： ?dcH2O2dt?k1cH2O2cI-

因反应(2)进行得很快且很完全，I–的浓度始终保持不变，故上式可写成： ?dcH2O2dt?kcH2O2

c0?kt c式中，k?k1cI-，k为表观反应速率常数。将上式积分得 ln此式表明，反应速率与H2O2浓度的一次方成正比，故称为一级反应。将上式积分得：

lnct??k1t?lnc0

式中c0、ct分别为反应物过氧化氢在起始时刻和t时刻的浓度。 反应半衰期为：

第一章 催化剂与催化作用基本知识

1．催化剂的定义及催化剂的催化作用包含哪三个方面？ 2．催化反应的分类？ 3．催化剂分类并举例。 4．固体催化剂的组成。 5．载体的作用。

6．催化剂的反应性能及表示方法。

7．催化剂要具备哪些性能才能满足工业生产的要求？ 8．多相催化反应主要包括哪七步？ 9．简单阐述外扩散和内扩散的定义。

10. 催化剂的稳定性的定义及包含哪几个方面。

第二章 催化剂的表面吸附与孔扩散

1．简述吸附现象；吸附及脱附过程的定义。

2．物理吸附及化学吸附的内涵及它们之间的特性区别。 3．化学吸附的类型。 4．解释缔合吸附并举例说明。

5．催化剂的吸附等温线可分为哪几种类型？从曲线的形状可对催化剂的性质获得哪些了解？

6．将经过活化的硅胶（粒度为40目~120目）分别采用氦和汞的置换体积来测定真密度和假密度。实验数据如下：硅胶质量为101.5 g ，氦置换体积为45.1mL，汞置换体积为82.7mL。已知硅胶比表面积为400m2·g-1，试计算：（1）硅胶的真密度和假密度；（2）硅胶的比孔容；（3）硅胶的孔隙率；（4）硅胶的平均孔径。

第三章 酸碱催化剂及其催化作用

1．试述B酸与L酸的本质区别及SHAB原则。

《催化原理》习题（一）

第一章

一、填空题

a) 本世纪初， 合成 NH3 ， HNO3 ， H2SO4催化剂的研制成功为近代无机化学工业的发展奠定了基础。 催化裂化 ， 催化加氢裂化 ， 催化重整催化剂的研制成功促进了石油化工的发展。

b) 随着科学的进步， 所研制的催化剂活性的提高和寿命的延长， 为化工

工艺上降低 反应温度、压力 ， 缩短流程 ， 简化 反应装置 提供了有力的条件。

四. 回答题

1. 简单叙述催化理论的发展过程。

答：从一开始，催化剂的应用就走在其理论的前面。

1925年，Taylor的活性中心学说为现代催化理论的奠定了基础。 在以后的20多年中，以均相反应为基础，形成了中间化合物理论。 50年代，以固体能带模型为弎，又形成了催化电子 理论。

60年以后，以均相配位催化为研究对象，又形成表面分子模型理论。 由此，催化理论逐渐发展起来。

2. 哪几种反应可以在没有催化剂的情况下进行，在此基础上分析催化作用的本质是什么。 答：（1）下列反应可在没有催化剂时迅速进行：

a) 纯粹离子间的反应 b) 与自由基有关的反应

c) 极性大或配们性强的物质间的反应 d) 提供充分能量的高温反应

（2）在含有稳定化合

第一章

1.催化反应的三个特征 2.催化反应三种分类 催化剂两种分类

3.固体催化剂四种组成

助催化剂四种结构和载体的五种作用 催化剂的微观结构

4.催化反应性能的三个标准 5.多相催化反应的七个步骤 第二章

物理吸附和化学吸附的区别 物理吸附和化学吸附位能曲线 解离吸附和谛合吸附的概念

化学吸附态（H2,O2,CO,烯烃，炔烃） 吸附等温线（五种）

Langmuir吸附等温方程推导（单分子，多分子） BET方程推导催化剂比表面 测定比表面的方法（N2吸附）

催化剂密度（真密度，假密度，比孔容，孔隙率， 平均孔半径，孔径分布） 扩散（Kundsen扩散） 第三章

3.1酸碱催化剂的应用和分类（了解） 3.2酸碱定义及酸碱中心的形成 L酸和B酸定义；

单元氧化物L酸吸水转化为B酸

Tababe二元氧化物酸中心形成机理（Ti6Si4) 3.3固体酸性质及其测定

H0的定义（H0=pKa+log(CB/CBH+） TPD法和IR法测定酸中心 固体超强酸（H0<-10.6)

3.4 酸碱催化作用及其催化机理 特殊酸碱催化（反应的速控步） Bronsted规则ka=GaKaα 碳正离子的形成和反应规律 酸中心类型与活性选择性的关系 3.5

4A分子筛固载铂催化剂催化乙炔硅氢加成反应

化

工进展

１１２

ＣＨＥＭＩＣＡＬＩＮＤＵＳＴＲＹＡＮＤＥＮＧＩＮＥＥ砌ＮＧＰＲＯＧＲＥＳＳ

２００８年第２７卷第１期

４Ａ分子筛固载铂催化剂催化乙炔硅氢加成反应

邓锋杰，徐少华，温远庆，李卫凡，李凤仪

（南昌大学化学系，江西南昌３３００３１）

摘要：研究了４Ａ分子筛固载铂催化剂的制备及其催化乙炔与三乙氧基硅烷硅氢加成反应的反应规律，考察了反应温度、原料配比、催化剂铂含量、乙炔流量等对反应的影响。结果说明４Ａ分子筛固载铂催化剂对乙炔与三乙氧基硅烷硅氢加成反应具有较好的催化活性，并且反应条件温争，催化剂回收利周３次仍具有较高的活性。关键词：硅氢加成；４Ａ分子筛固载铂催化剂；乙炔；三乙氧基硅烷中图分类号：０“３．３２＋２

文献标识码：Ａ

文章编号：１０００—６６１３（２００８）０１—０１１２一０４

４Ａｚｅｏｌｉｔｅｓｕｐｐｏｒｔｅｄｐｌａｔｉｎｕｍｃａｔａｌｙｓｔｆｏｒｈｙｄｒｏｓｉｌｙｌａｔｉｏｎｏｆａｃｅｔｙｌｅｎｅ

ＤＥＮＧ

Ｆｅｎｇ｛ｉｅ，ＸＵｓｈ＆ｏｈＨｎ，ＷＥＮ

Ｙｕｎｎｑｉｎｇ，ＬＩ

Ｗｅ谚＇ａｎ，ＬｉＦｅｎｇｙｉ

（ＤｅｐａｒｎＩｌｅｎｔｏｆｃｈｅｍｉｓｔｒｙ，ＮａＩｌｃｈａｎｇｕｎｉＶｅｒＳ时，ＮａＩｌｃｈａｎ

工业催化原理

第四章 金属催化剂及其催化作用

1、金属催化剂的应用及其特性

1）金属催化剂的应用

金属催化剂：指催化剂的活性组分是纯金属或者合金

纯金属催化剂：指活性组分只由一种金属原子组成，这种催化剂可单独使用，也可负载在载体上

合金催化剂：指活性组分由两种或两种以上金属原子组成

2）金属催化剂的特性

常用的金属催化剂的元素是d区元素，即过渡元素（ⅠB、ⅥB、ⅦB、Ⅷ族元素）

金属催化剂可提供的各种各样的高密度吸附反应中心

2、金属催化剂的化学吸附

1）金属的电子组态与气体吸附能力间的关系

（1）金属催化剂化学吸附能力取决于金属和气体分子的化学性质，结构及吸附条件

（2）具有未结合d电子的金属催化剂容易产生化学吸附

（3）价键理论：不同过渡金属元素的未结合d电子数不同，他们产生化学吸附的能力不同，其催化性能也不同

（4）配位场理论：金属表面原子核体相原子不同，裸露的表面原子与周围配位的原子数比体相中少，表面原子

处于配位价键不饱和状态，他可以利用配位不饱和的杂化轨道与被吸附分子产生化学吸附。

（5）吸附条件对进水催化剂的吸附的影响：

低温有利于物理吸附，高温有利于化学吸附

高压有利于物理吸附，也有利于化学吸附

2）金属催化剂的化学吸附与催化性能的关系

（1）金属催化剂的电子逸出功

化学创新实验：

过氧化氢催化分解探究实验的改进

一、实验名称 过氧化氢催化分解探究实验的改进

二、改进实验的目的：

人民教育出版社普通高中课程标准实验教科书·化学·选修5·化学反应原理22面“催化剂对反应速度的影响”实验中，采取如下方法：锥形瓶内盛有5%的H2O2，双孔胶塞上插有短导管和漏斗，短导管里插有带余烬的木条。开始时余烬没有明显变化，从漏斗处向锥形瓶内加入少量MnO2，迅速产生大量气泡；余烬复燃。装置如图1。

该实验存在的缺点

1、实验容易失败

笔者通过反复实验，当加入MnO2时木条的余烬已经熄灭；H2O2剧烈分解产生的液泡也容易使余烬熄灭，从而导致实验失败。

2.不利于观察实验现象

由于H2O2的分解及木条的燃烧都在锥形瓶中进行，要让学生同时清晰观察、对比、探究到H2O2的分解过程和木条的复燃两种现象会存在一定的困难，不利于达到实验探究的目的。

改进目的：

1.操作方便、安全，成功率更高。

2.可以通过调节H2O2的流量，清晰地观察到H2O2迅速分解，并产生稳定的氧气流。

3．适宜于教师或学生在课堂上反复进行实验对比探究

三、实验仪器及试剂：

锥形瓶 双孔胶塞 短导管和漏斗 MnO2 5%的H2O2 试管

过渡金属硫化物对Claus尾气催化加氢制备硫化氢的影响

过渡金属硫化物对!"#$%尾气催化加氢

制备硫化氢的影响

雷家珩!，方

伟!，郭丽萍!，钱

菁!，张安富"

（!#武汉理工大学理学院应用化学系，湖北武汉$%&&’&；

湖北武汉$%&&’&）"#武汉理工大学材料学院，

摘要：以!()*"+%为载体，考察了第一过渡金属亲硫元素和,-系元素及其负载量对,*./0尾气加氢生成1"2的催化活性。结果表明，经预硫化后上述负载量为!&3质量分数的各元素，其催化活性按大小可以划分为$组：45、,6、789:6、;、,/9,-9在反应气体积比为2+">1">4"?&@A>%>BC@A，重量时间空速（;12D）?C&&&:=。针对第一组的%种元素进行物相分析表明，<=、

H）的强还原气氛下，但,6和78除主晶相,62"和782"外，还分别具有,6%2$和,6B2I或EF（>G45的催化活性相为稳定的452"，782和78’2I的贫硫相。

关键词

第 次课 4 学时

实验14 过氧化氢催化分解反应速率常数的测定

一、实验目的

1. 测定过氧化氢催化分解反应速率常数；

2. 掌握通过测量反应系统的体积跟踪反应系统浓度从而研究反应速率的方法。

二、实验原理

过氧化氢在没有催化剂存在时，分解反应进行的很慢。加入催化剂能够提高分解速率。过氧化氢分解反应的化学计量式如下：

H2O2(l) = H2O(l) + 1/2O2(g) 若以KI为催化剂，在KI作用下催化分解步骤为：

KI(l) + H2O2(l) = KIO + H2O(l) （慢） KIO = KI(l) + 1/2O2(g)

由于第一步的速率比第二步慢得多，所以，第一步为反应的控制步骤。因而可以假定其反应的速率方程式为：

-dcA/dt =k’cKIcA

式中，cA为反应系统中反应到t时刻H2O2浓度，因KI在反应过程中浓度不变，故上式可简化为

- dIcA/dt = kIcA （14.1） 式中k=k’cKI, 将上式分离变量积分：

当 t=0 时， CA=C0 ；