催化化学名词解释简答题教程文件

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答：（1）第一类是V族和VI族元素的具有未共享电子对的非金属化合物，毒性的程度取决于空的价轨或未共享电子对的可利用性。（2）第二类是金属离子，这些金属离子具有已占用的d轨，并且d轨上有与金属催化剂的空轨键合的电子。（3）第三类是不饱和化合物，由于它分子中的不饱和键能提供电子与金属催化剂的d轨成键，使催化剂中毒。 39. 简述金属污染的危害

答: 有机金属化合物吸附于催化剂表面，接着分解成高度分散的金属，它封闭了催化剂的表面部位于孔，使其活性下降。更大的危害是这些高度分散的金属杂质自身的催化活性，它的脱氢活性导致结焦的加快生成，而在再生过程中这些金属氧化，它们的氧化物起氧化催化剂的作用，导致过分大的燃烧速率，造成催化剂烧结。

40. 简述解决金属污染的办法

答: 一是用化学或吸附处理，以除去加工用原料中的卟啉，保护催化剂。另一是在加工用原料中添加物，它沉积在催化剂表面，与金属杂质形成合金，从而使后者钝化。 综合题：

1. 在用0.5mmol的金属锰配合物催化8.16g 25%双氧水氧化4.1g环己烯的环氧化反应中, 假设在反应3h后, 双氧水转化了90 %, 可生成3.675g环氧环己烷（C6H10O）、0.49g环己烯醇（C6H10O）和0.12g环己烯酮（C6H8O）三种氧化产物。在忽略环己烯聚合和挥发损失的情况下，试计算反应后残余的环己烯量、环己烯的摩尔转化率、催化剂基于环己烯的转化频率（单位h-1）、环氧环

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己烷的选择性和双氧水的有效利用率（设生成一分子环氧环己烷或环己烯醇均消耗一分子双氧水；而生成一分子环己烯酮消耗二分子双氧水）？ 答：(1) 环己烯剩余量=环己烯的加入量-环己烯的消耗量

= (4.1/ 82 – 3.675 / 98 - 0.49 / 98 - 0.12 / 96) = 0.00625 mol = 6.25 mmol。

(2) 环己烯的摩尔转化率(%) = (环己烯加入量-环己烯剩余量) / 环己烯加入量

?100%

= [(4.1 / 82 – 0.00625) / (4.1/ 82)]?100% = 87.5 %。

(3)转换频率 =环己烯消耗量(mmol)/(催化剂锰含量(mmol)?反应时间(h)

= (50-6.25)/(0.5?3)=29.17 h-1。

(4) 环氧环己烷的选择性(%) = 环氧环己烷的生成量(mmol) / 环己烯消耗量

(mmol) ?100% = [(3.675 / 98)/( 3.675 / 98 + 0.49 / 98+ 0.12 / 96)]?100% = (37.5/43.75) ?100% =85.71%

(5) 双氧水的有效利用率(%) = 双氧水有效消耗量/ 双氧水的实际消耗量?100% = (环氧环己烷 + 环己烯醇 + 2环己烯酮) /{[(8.16?25%)/34] ?90%}?100% = [( 3.675 / 98 + 0.49 / 98+ 2?(0.12 / 96))/0.108] ?100%

=(45.00/54.00)?100%=83.3%

2.用Hg-He法测某催化剂重量W = 4g时, 若已知容器容积V = 60.00cm3,, 测定充He和充汞体积分别为VHe = 59.5cm3和VHg = 59cm3。求该催化剂的骨架密度?骨

架

、颗粒密度?颗粒、孔容V孔、比孔容Vp和孔隙率??

解:: (1) 由 ?骨架 = W / (V-VHe) = 4/(60.00-59.5) = 8 g / cm3

（2） ?颗粒 = W / (V-VHg) = 4/ (60.00-59.00) = 4 g / cm3 (3) V孔 = VHe- VHg = 59.50-59.00 =0.50 cm3

(4) Vp = (VHe- VHg)/ W = (59.5-59.00)/4 =0.125 cm3 / g

(5) ? = (VHe- VHg) / (V-VHg) = (59.50-59. 00)/ (60.00-59.00) = 0.5

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3.工业上生产环氧乙烷是用空气氧化乙烯来实现，通常使用的催化剂为Ag / ?-Al2O3。请你说明催化剂Ag / ?-Al2O3中各组分所起的作用，以及选择的理由。若此催化反应是在固定床上进行， 在反应乙烯累积进样量为500 mol后，累计获得了325 mol 环氧乙烷， 25 mol 二氧化碳，残余乙烯为60 mol. 请计算此反应乙烯的转化率, 环氧乙烷的选择性

解: 催化剂中Ag 为催化活性组分， ?-Al2O3作载体。 由于乙烯空气氧化制

环氧乙烷反应中，存在中间氧化产物环氧乙烷进一步氧化生成二氧化碳的副反应.，如果选用氧化活性非常高活性金属,则易发生深度氧化副反应。因此，在此催化反应中，一般选用氧化活性比较弱的Ag作为活性组分；此外，选用比表面积很小的?-Al2O3作载体, 通过降低Ag活性组分在载体上的分散度来进一步降低Ag的氧化活性，从而达到进一步抑制深度氧化副反应, 提高中间氧化产物环氧乙烷的选择性。 乙烯的转化率 (%) = (500-60)/500?100% = 88.0 % 环氧乙烷的选择性(%) =325/ (500-60) ?100% =73.9 %

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