催化劑及其基本特征

1、1、 催化劑及其基本特征？ 催化劑是一種物質(zhì)，它能夠改變化學(xué)反應(yīng)的速率，而不改變?cè)摲磻?yīng)的標(biāo)準(zhǔn)Gibbs自由焓變化；此過程稱為催化作用，涉及催化劑的反應(yīng)稱為催化反應(yīng)。 催化劑的基本特征 催化劑只能實(shí)現(xiàn)熱力學(xué)可行的反應(yīng)，不能實(shí)現(xiàn)熱力學(xué)不可能的反應(yīng)； 催化劑只能改變化學(xué)反應(yīng)的速度，不能改變化學(xué)平衡的位置； 催化劑能降低反應(yīng)的活化能，改變反應(yīng)的歷程；催化劑對(duì)反應(yīng)具有選擇性。2、 催化劑的組成？主催化劑：催化劑的主要活性組分，起催化作用的根本性物質(zhì)，如合成氨催化劑的鐵，催化劑中若沒有活性組分存在，那么就不可能有催化作用。助催化劑：催化劑中具有提高活性組分的催化活性和選擇性的組分，以及改善催化劑的耐熱性、

2、抗毒性，提高催化劑機(jī)械強(qiáng)度和壽命的組分。催化劑載體：主要是負(fù)載催化活性組分的作用，還具有提高催化劑比表面積、提供適宜的孔結(jié)構(gòu)、改善活性組分的分散性、提高催化劑機(jī)械強(qiáng)度、提高催化劑穩(wěn)定性等多種作用3、 催化劑的穩(wěn)定性？指催化劑的活性和選擇性隨反應(yīng)時(shí)間的變化，催化劑的性能穩(wěn)定性情況，通常以壽命表示。催化劑在反應(yīng)條件下操作，穩(wěn)定一定活性和選擇性水平的時(shí)間稱為單程壽命；每次性能下降后，經(jīng)再生又恢復(fù)到許可水平的累計(jì)時(shí)間稱為總壽命。催化劑穩(wěn)定性包括熱穩(wěn)定性，抗毒穩(wěn)定性，機(jī)械穩(wěn)定性三個(gè)方面。4、 物理吸附與化學(xué)吸附的主要區(qū)別？ 物理吸附： 指氣體物質(zhì)（分子、離子、原子或聚集體）與表面的物理作用（如色散力、誘

3、導(dǎo)偶極吸引力）而發(fā)生的吸附，其吸附劑與吸附質(zhì)之間主要是分子間力（也稱“van der Waals”力）。 化學(xué)吸附：指在氣固界面上，氣體分子或原子由化學(xué)鍵力（如靜電、共價(jià)鍵力）而發(fā)生的吸附，因此化學(xué)吸附作用力強(qiáng)，涉及到吸附質(zhì)分子和固體間化學(xué)鍵的形成、電子重排等。5、 何謂B酸和L酸，及其簡(jiǎn)便的鑒定方法？ 能夠給出質(zhì)子的都是酸，能夠接受質(zhì)子的都是堿，Brönsted定義的酸堿稱為B酸（B堿），又叫質(zhì)子酸堿。能夠接受電子對(duì)的都是酸，能夠給出電子對(duì)的都是堿，所以Lewis定義的酸堿稱為L(zhǎng)酸（L堿），又叫非質(zhì)子酸堿。固體酸的類型有B酸和L酸兩種，對(duì)固體酸類型最有效的區(qū)分方法是紅外光譜法，它是

4、通過研究NH3或吡啶在固體酸表面上吸附的紅外光譜來(lái)區(qū)分B酸和L酸的。固體酸吸附吡啶的紅外吸收譜帶見表所示，通過這些譜帶很容易的確定固體酸表面的B酸和L酸。6、 如何利用紅外光譜法鑒定B酸和L酸？7、 如何利用堿滴定法測(cè)定固體酸的酸量？就是把固體酸催化劑粉末懸浮于苯溶液中，其中加入指示劑，用正丁胺進(jìn)行滴定，使用不同pKa值的各種指示劑，就可通過胺滴定來(lái)測(cè)定各種酸強(qiáng)度的酸量，這樣測(cè)得的酸量為B酸和L酸的總和。對(duì)于有顏色的樣品，可用分光光度計(jì)法或摻入已知酸強(qiáng)度的白色固體予以稀釋，也可用胺量熱滴定法來(lái)測(cè)定有色或黑色固體酸樣品的酸量。8、 如何利用CO2吸附法測(cè)定固體堿的堿量？就是在TPD裝置上將預(yù)先吸

5、附了CO2的固體堿在等速升溫，并通入穩(wěn)定流速的載氣條件下，檢測(cè)一定溫度下脫附出的酸性氣體，得到TPD曲線。這種曲線的形狀、大小及出現(xiàn)最高峰的溫度值，都與固體堿的表面堿性有關(guān)，從而確定堿量。9、 簡(jiǎn)述固體酸催化劑的催化作用機(jī)理。固體酸、堿催化劑，如硅鋁膠、分子篩、MgO-SiO2等在烴類轉(zhuǎn)化，包括裂解、異構(gòu)化、烷基化、聚合反應(yīng)中都有極好的活性?，F(xiàn)普遍認(rèn)為，固體酸催化反應(yīng)與均相酸催化反應(yīng)一樣，都是按正碳離子機(jī)理進(jìn)行的，與此相對(duì)應(yīng)，烴類在固體堿催化劑作用下，反應(yīng)按負(fù)碳離子機(jī)理進(jìn)行的。所謂正碳離子和負(fù)碳離子相理，簡(jiǎn)單地說就在反應(yīng)中，通過反應(yīng)分子的質(zhì)子化生成碳正離子，或從反應(yīng)分子除去一個(gè)質(zhì)子生成負(fù)碳離子

6、，從而使反應(yīng)分子得以活化的過程，并且是反應(yīng)的控制步驟。 10、 催化裂化反應(yīng)有哪些規(guī)律？（1）新生成的伯正碳離子極不穩(wěn)定，并迅速轉(zhuǎn)化為仲正碳離子，然后再處斷裂，反應(yīng)繼續(xù)下去，直至成為不能再斷裂的小正碳離子為止，并在反應(yīng)過程中將H+ 傳給催化劑變成烯烴。（2）烯烴裂化時(shí)也首先形成正碳離子，并遵循處斷裂原則，生成一個(gè)較小的烯烴和一個(gè)伯正碳離子，伯正碳離子再重排，裂化為較小的烯烴。（3）環(huán)烷烴裂化時(shí)形成的正碳離子的機(jī)理與烷烴一體，但由于存在大量仲碳離子和叔碳離子，所以環(huán)烷烴的反應(yīng)能力很高，并能生成各種與烯烴裂化類似的產(chǎn)品，同時(shí)還存在一定的芳烴。（4）芳烴裂化時(shí)也先形成正碳離子，然后在側(cè)鏈斷裂，而芳環(huán)

7、基本上不參加反應(yīng)。（5）裂化速率按與環(huán)所連的碳原子伯、仲、叔順序和隨側(cè)鏈的長(zhǎng)度增加而增加。11、 FCC工藝中三個(gè)主要部分的特點(diǎn)？（一）反應(yīng) 再生系統(tǒng) 新鮮原料經(jīng)過一系列換熱后與回?zé)捰突旌希M(jìn)人加熱爐預(yù)熱到 370 左右，由原料油噴嘴以霧化狀態(tài)噴人提升管反應(yīng)器下部，與來(lái)自再生器的高溫（約 650700 ）催化劑接觸并立即氣化，油氣與霧化蒸汽及預(yù)提升蒸汽一起攜帶著催化劑以 78 m/s的高線速通過提升管，經(jīng)快速分離器分離后，大部分催化劑被分出落人沉降器下部，油氣排帶少量催化劑經(jīng)兩級(jí)旋風(fēng)分離器分出夾帶的催化劑后進(jìn)人分餾系統(tǒng)。 積有焦炭的待生催化劑由沉降器進(jìn)人其下面的汽提段，用過熱蒸汽進(jìn)行汽提以脫除

8、吸附在催化劑表面上的少量油氣。待生催化劑經(jīng)待生斜管、待生單動(dòng)滑閥進(jìn)人再生器，與來(lái)自再生器底部的空氣接觸形成流化床層，進(jìn)行再生反應(yīng)，同時(shí)放出大量燃燒熱，以維持再生器足夠高的床層溫度度（密相段溫度約650680 ）。再生器維持0.150.25MPa，床層線速約 0.71.0 m/s。再生后的催化劑經(jīng)淹流管、再生斜管及再生單動(dòng)滑閥返回提升管反應(yīng)器循環(huán)使用。燒焦產(chǎn)生的再生煙氣，經(jīng)再生器稀相段進(jìn)人旋風(fēng)分離器，經(jīng)兩級(jí)旋風(fēng)分離器分出攜帶的大部分催化劑，煙氣經(jīng)集氣室和雙動(dòng)滑閥排人煙囪。（二）分餾系統(tǒng)分餾系統(tǒng)的作用是將反應(yīng) 再生系統(tǒng)的產(chǎn)物進(jìn)行分離，得到部分產(chǎn)品和半成品。由反應(yīng) 再生系統(tǒng)來(lái)的高溫油氣進(jìn)人催化分餾塔

9、下部，經(jīng)裝有擋板的脫過熱段脫熱后進(jìn)人分餾段，經(jīng)分餾后得到富氣、粗汽油、輕柴油、重柴油、回?zé)捰秃陀蜐{。（三）吸收 穩(wěn)定系統(tǒng)從分餾塔頂油氣分離器出來(lái)的富氣中帶有汽油組分，而粗汽油中則溶解有C3和C4甚至 C2組分。吸收穩(wěn)定系統(tǒng)的作用就是利用吸收和精餾的方法將富氣和粗汽油分離成干氣 ( C2 )、液化氣（ C3 、C4）和蒸氣壓合格的穩(wěn)定汽油。12、 三反應(yīng)器催化重整過程中的基本反應(yīng)有哪些？ 1、加氫-脫氫反應(yīng)； 2、異構(gòu)化、環(huán)化反應(yīng)；3、芳構(gòu)化反應(yīng)。13、 什么是表面弛豫、Schottky缺陷、Frenkel缺陷、堆垛層錯(cuò)？在金屬的表面原子層中，表面上的原子常常會(huì)產(chǎn)生相對(duì)于正常位置的上、下位移，使

10、表面相中原子層間距偏離體相內(nèi)的層間距，即發(fā)生了收縮或膨脹，表面相中原子的這種位移稱為表面弛豫。當(dāng)表面層晶格中的一個(gè)離子運(yùn)動(dòng)到表面，并在扭折位置處結(jié)合，這樣在原來(lái)的晶格位置上就會(huì)留下一個(gè)空位而形成缺陷，這種缺陷成為Schottky缺陷。如果原來(lái)處于正常晶格位置上的離子由于熱運(yùn)動(dòng)遷移到了晶格間隙，原來(lái)的晶格位置也會(huì)留下一個(gè)空位，結(jié)果在晶體中間隙離子與相應(yīng)的空位一起構(gòu)成了缺陷，這樣的缺陷稱為Frenkel缺陷。理想的晶面堆垛中出現(xiàn)錯(cuò)配和誤位形成的缺陷稱為堆垛層錯(cuò)。14、 簡(jiǎn)述溢流效應(yīng)。溢流是指固體催化劑的一個(gè)相（給體相）表面上吸附或產(chǎn)生的活性物種（溢流子）向另一個(gè)在同樣條件下并不能吸附或產(chǎn)生該活性物

11、種的相（受體相）表面上遷移的過程，可以認(rèn)為是負(fù)載型金屬催化劑金屬和載體相互作用的一種特殊情況。15、 簡(jiǎn)述“幾何結(jié)構(gòu)適應(yīng)原則”。在多相催化反應(yīng)中，反應(yīng)物分子起反應(yīng)的部分常常只涉及少數(shù)原子，催化劑中活性中心也只是由某幾個(gè)原子所組成的所謂多位體(multiplet)。實(shí)現(xiàn)催化反應(yīng)的基本步驟就是反應(yīng)分子中起反應(yīng)的部分與催化劑的多位體之間的作用。這種相互作用不僅能使反應(yīng)物分子的部分價(jià)鍵發(fā)生變形，而且會(huì)使部分原子活化，促使新鍵的生成。常見的多位體有二位體、三位體、四位體、六位體。16、 烴類加氫脫硫過程所用的鈷酸鉬催化劑中，CoO的作用是什么？CoO的作用是使MoS2晶體保持分離狀態(tài)。17、 合成氨工藝

12、流程中，甲烷化的目的是什么？主要的催化活性組分？低變后, 原料中微量的CO和CO2 (< 0.5%) 進(jìn)合成塔時(shí)必須脫除, 過去用銅氨液吸收, 現(xiàn)用催化加氫脫除。Ni 是有效的催化劑, 活性大小順序如下: Ni > Co > Fe > Cu > Mn > Cr > V18、 鈣鈦礦型復(fù)合金屬氧化物的結(jié)構(gòu)特征？這種復(fù)合金屬氧化物是結(jié)構(gòu)與鈣鈦礦CaTiO3類似的一大類化合物，通式為ABO3，其中A：B 配位數(shù)為6：6的ABO3復(fù)合金屬氧化物的結(jié)構(gòu)和實(shí)例如表所示；A：B配位數(shù)為12：6的ABO3 復(fù)合金屬氧化物的結(jié)構(gòu)和實(shí)例如表19、 以萘氧化反應(yīng)為例論述金屬

13、氧化物催化劑的催化作用機(jī)理。萘氧化反應(yīng)分兩步進(jìn)行：（1）萘與氧化物催化劑反應(yīng)，萘被氧化，氧化物催化劑被還原；（2）還原了的氧化物催化劑與氧反應(yīng)恢復(fù)到起始狀態(tài)，在反應(yīng)過程中催化劑經(jīng)歷了還原氧化循環(huán)過程。20、簡(jiǎn)述氧物種在催化反應(yīng)中的作用。各種氧物種在催化氧化反應(yīng)中的反應(yīng)性能是不一樣的，根據(jù)氧物種反應(yīng)性能的不同，可將催化氧化分為兩類，一類是經(jīng)過氧活化過程的親電氧化，另一類是以烴的活化為第一步的親核氧化：在第一類中，O2- 和O- 物種是強(qiáng)親電反應(yīng)物種，它們進(jìn)攻有機(jī)分子中電子密度最高的部分。對(duì)于烯烴，這種親電加成導(dǎo)致形成過氧化物或環(huán)氧化物中間物。在多相氧化條件下，烯烴首先形成飽和醛，芳烴氧化形成相應(yīng)

14、的酐，在較高的溫度下，飽和醛進(jìn)一步完全氧化。在第二類中，晶格氧離子O2- 是親核試劑，它是通過親核加成插入由活化而引起的烴分子缺電子的位置上而導(dǎo)致選擇性氧化的。21、 簡(jiǎn)述乙烯環(huán)氧化催化反應(yīng)的機(jī)理。Ag是這一反應(yīng)的特效催化劑，工業(yè)催化劑是負(fù)載型銀催化劑，含Ag1035，載體是Al2O3、SiO2等，并添加少量Re, Cs, Li等助催化劑。目前為一般所能接受的乙烯環(huán)氧化反應(yīng)的機(jī)理（ 乙烯與催化劑表面吸附氧反應(yīng)生成產(chǎn)物）可表示如下：22、 簡(jiǎn)述丙烯醛在Mo-V催化劑上的反應(yīng)機(jī)理。23、 均相絡(luò)合催化劑的特征？ 絡(luò)合物催化劑是種以過渡金屬為中心構(gòu)成的絡(luò)合物，處在中心地位的過渡金屬原子或離子與配位體

15、原子、分子或離子鍵合形成絡(luò)合離子或分子。其物理和化學(xué)性質(zhì)由金屬和配位體之間的鍵的性質(zhì)及配位體在金屬離子周圍的幾何排列所決定。大多數(shù)原子簇的金屬骨架是以三角形為骨架的多面體，最常見的有六配位八面體、五配位雙三角錐和四配位平面四邊形，多核配合物的各個(gè)金屬原子的配位體和單核配合物的相同，也是多種多樣的。24、 金屬-配體化學(xué)鍵的成鍵有哪些形式?（1）由金屬提供一個(gè)半充滿軌道，配體提供一個(gè)半充滿軌道形成配鍵；（2）由金屬提供一個(gè)空軌道，配體提供一個(gè)充滿軌道形成配鍵；（3）由金屬提供一個(gè)充滿軌道，配體提供一個(gè)空軌道形成配鍵；（4）金屬同時(shí)提供一個(gè)空軌道和一個(gè)充滿軌道分別與配體的一個(gè)充滿軌道和空軌道作用，

16、形成金屬配體間的雙鍵。25、 簡(jiǎn)述絡(luò)合催化中插入反應(yīng)和消除反應(yīng)機(jī)理。在各種類型的均相催化反應(yīng)中，插入反應(yīng)也是重要的基元反應(yīng)。所謂插入反應(yīng)是指反應(yīng)物種（例如R，其通常預(yù)先配位到中心金屬上，成為中心金屬的一個(gè)配位體）插入到中心金屬（如M）與另一個(gè)原有配位體（如L）的配位鍵（ML）之間。在最終產(chǎn)物中，如果金屬M(fèi)和配體L都連到同一原子上，則稱為1，1加成。如果他們分別連到相鄰的兩個(gè)原子上，則稱為1，2加成。消除反應(yīng)是插入反應(yīng)的逆反應(yīng)，還原消除反應(yīng)在一些均相催化反應(yīng)中可能是關(guān)鍵步驟。26、 簡(jiǎn)述-重排過程？由不飽和烴與過渡金屬所形成的-絡(luò)合物一般容易與對(duì)應(yīng)的烷基絡(luò)合物（絡(luò)合物）達(dá)到平衡。在電子給予體的配

17、體（如膦等堿性化合物）影響下，下式平衡向右移動(dòng)，在金屬和碳之間形成定域的鍵，能形成-烯丙基，即生成-絡(luò)合物。在電子接受配體(如Cl-)存在下，則有利于-烯丙基生成，形成絡(luò)合物。這是因?yàn)楹寂湮惑w僅提供一個(gè)電子給絡(luò)合物，而-烯丙基（或-烯烴加氫基）配位體卻可為絡(luò)合物的形成貢獻(xiàn)三個(gè)電子，所以在電子給予體型或電子接受體型配位體存在時(shí)，分別對(duì)-絡(luò)合物或-絡(luò)合物有利。27、 什么是乙烯齊聚反應(yīng)？將乙烯通過催化作用轉(zhuǎn)化成為具有偶數(shù)碳原子數(shù)的C4 C20的烯烴的方法叫乙烯齊聚。28、 羰基化反應(yīng)及類型？ 以不飽和烴類化合物和CO 、HY（Y = H、-OH、-OR）為原料，在羰基金屬配合物的催化作用下，引入

18、羰基到有機(jī)物分子中的反應(yīng)。主要有三類：（1）氫甲?；磻?yīng)：Y = H（2）氫羧基化反應(yīng)：Y = -OH（3）氫酯基化反應(yīng)：Y = -OR（R = 烷基）29、 Wacker法制乙醛的基本反應(yīng)過程？Zeise鹽的陰離子PtCl3(C2H4)-水解可以得到乙醛。Wacker過程中類似于Zeise鹽結(jié)構(gòu)的Pd()-烯配合物產(chǎn)生乙醛，該配合物是由乙烯與PdCl42-進(jìn)行鍵合而得：PdCl2在反應(yīng)體系內(nèi)存在形式之一是PdCl42-。上述反應(yīng)得到的Pd()-烯配合物按下列步驟轉(zhuǎn)化為乙醛：30、 簡(jiǎn)述均相催化反應(yīng)的特點(diǎn)。 （1）催化劑和反應(yīng)物組分處于相同物相（大多是液相）的催化反應(yīng) （2）反應(yīng)中間物容易獲得

19、和鑒定，催化作用機(jī)理比較 清楚 （3）反應(yīng)條件比較溫和，特定選擇性高（優(yōu)點(diǎn)） （4）產(chǎn)物分離困難，催化劑很貴（貴金屬活性組分和昂貴的配體）（缺點(diǎn)）31、 環(huán)保催化的特點(diǎn)？1、 被處理的氣體或液體的濃度很低；2、 被處理的物質(zhì)往往是催化劑的毒物；3、 催化過程的處理量一般都很大；32、 簡(jiǎn)述NH3還原法催化脫硫的過程及反應(yīng)式。 以NH3為還原劑，還原SO2主要用于焦?fàn)t煤氣的脫硫過程，因?yàn)樵摲磻?yīng)條件適合于還原反應(yīng)的發(fā)生。常用TiO2負(fù)載過渡金屬（Mn、Fe、Co、Ni、Cu）硫化物作為催化劑，幾種過渡金屬硫化物催化劑活性順序?yàn)? CoS2-TiO2 > FeS2-TiO2> NiS2-

20、TiO2 > CuS2-TiO2> MnS2-TiO2。硫化物催化劑的反應(yīng)機(jī)理：NH3 首先在過渡金屬硫化物上發(fā)生分解反應(yīng)，然后分解的H2 與SO2 反應(yīng)，緊接著生成H2S 與SO2 發(fā)生克勞斯反應(yīng)： 2NH3N2+3H2 SO2+3H2H2S +2H2O 2H2S+SO21.5S2+2H2O 總反應(yīng)為： 4NH3 + 3SO2 = 2N2 + 6H2O + 3S 33、 簡(jiǎn)述催化氧化法脫氮常用催化劑的特性。因燃煤煙氣中的NOx 90以上是NO，而NOx脫除的主要困難在于NO難溶于水，氣相選擇性催化氧化（SCO）是指先將NO氧化成NOx，再用氨水吸收的同時(shí)脫硫脫

21、氮的技術(shù)。該法的特點(diǎn)是NO的SCO過程能耗低、效率高；氨水可同時(shí)吸收NO和SO2，屬于化學(xué)吸收， NO和SO2能夠形成氧化還原反應(yīng)硫酸銨，因此該技術(shù)可實(shí)現(xiàn)燃煤煙氣同時(shí)脫硫脫氮。 34、 簡(jiǎn)述機(jī)動(dòng)車尾氣凈化三效催化劑的作用機(jī)理。 三效催化法是采用能同時(shí)對(duì)CO、NOx和碳?xì)浠衔镉写呋饔玫拇呋瘎鏟t、Rh等為主要活性組分，稀土為助劑，堇青石蜂窩陶瓷為載體的整體式催化劑，利用排氣中的CO和碳?xì)浠衔飳Ox還原為氮，使排氣中三種有害氣體大幅度減少。進(jìn)入發(fā)動(dòng)機(jī)的空氣與燃料配比（即空燃比）必須控制在14.6±0.25的較狹窄的范圍內(nèi)，以保證較高的凈化效率，因此需要在進(jìn)入催化反應(yīng)

22、器處安裝測(cè)定氣體中含氧濃度的氧傳感器和控制空燃比的自動(dòng)控制裝置。由于燃油是在接近理論空燃比下燃燒，因此發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出功率不會(huì)降低，燃料的能量利用率高。35、 簡(jiǎn)述常見的水污染物及其治理技術(shù)。 污染物種類：（1）酚類（如苯酚、甲酚等）（2）芳烴及衍生物（如苯、二甲苯等）（3）氰及腈化物（如乙腈、氰醇等）（4）有機(jī)氧化物（如甲醛等）（5）有機(jī)氯化物（如多氯聯(lián)苯等）（6）農(nóng)藥（如有機(jī)氯、磷、汞、砷等）幾種處理技術(shù)：（1）光催化臭氧化（O3/UV）技術(shù) 可有效消除氰化物、醇、醛、酚等，污染物可完全降解為CO2和H2O。（2）多相光催化氧化技術(shù) 以n型半導(dǎo)體，如TiO2、ZnO、CdS等為催化劑，在 UV

23、作用下，降解有機(jī)污染物，如TiO2/UV可有效消除多氯聯(lián)苯。（3）超臨界催化氧化凈化技術(shù) 超臨界水可與氧氣或有機(jī)物以任意比例互溶，在催化劑的作用下，有機(jī)污染物可快速被降解。有均相催化和多相催化。如Pt、Pd /Al2O3催化劑等。（4）濕式催化氧化技術(shù) 始于20世界70年代，在傳統(tǒng)的濕式氧化技術(shù)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)，由于催化劑的作用，反應(yīng)溫度和壓力較低，時(shí)間較短。36、 什么是光化當(dāng)量定律和量子產(chǎn)率？在光化學(xué)反應(yīng)中，初期過程是一個(gè)光子活化一個(gè)反應(yīng)分子，這被稱為光化當(dāng)量定律?；罨粋€(gè)分子吸收的光成為1光量子。在光化學(xué)反應(yīng)中，量子產(chǎn)率是指參加反應(yīng)的分子數(shù)與被吸收的光量子數(shù)之比，即：37、 生物催化劑、

24、底物、酶的活力？生物催化劑一般包括生物酶、整體細(xì)胞、催化抗體等。然而大多數(shù)情況下生物催化劑主要指酶，它是由細(xì)胞產(chǎn)生的具有催化功能的生物大分子。在酶催化反應(yīng)中，被酶催化的物質(zhì)叫底物，酶的催化能力常用“酶的活力”表示，酶的活力是指在一定條件下、單位時(shí)間內(nèi)酶催化反應(yīng)底物轉(zhuǎn)化的量或產(chǎn)物生成的量。38、酶的 絕對(duì)專一性？一種酶只催化一種底物進(jìn)行一種反應(yīng)，這種高度的專一性稱為絕對(duì)專一性。例如脲酶只能催化尿素水解生成二氧化碳和氨，而對(duì)尿素的類似物卻均無(wú)作用。具有絕對(duì)專一性的酶不但對(duì)所作用底物的鍵有嚴(yán)格要求，而且對(duì)底物整個(gè)分子的化學(xué)基團(tuán)也有同樣嚴(yán)格的要求。39、 酶的相對(duì)專一性包括哪些？1、鍵專一性： 酶能夠

25、作用于具有相同化學(xué)鍵的一類底物，而不辨識(shí)鍵兩側(cè)的基團(tuán)。如酯酶可以催化所有酯類底物水解生成醇和酸。2、基團(tuán)專一性： 酶作用于底物時(shí)不僅識(shí)別特定的化學(xué)鍵，而且還識(shí)別鍵某一側(cè)的基團(tuán)。例如消化道中胃蛋白酶、胰凝乳蛋白酶、彈性蛋白酶、胰蛋白酶水解肽鍵時(shí)的選擇性。3、區(qū)域?qū)Ｒ恍裕褐该笇?duì)位于同一底物分子中不同位置官能團(tuán)的選擇性。如磷脂酶A2僅水解3-sn-磷脂酰膽堿的2位酯鍵，而對(duì)1位酯鍵無(wú)作用。40、 簡(jiǎn)述酶和底物的三種結(jié)合機(jī)理。鎖-鑰機(jī)理：假設(shè)酶和底物分別像鎖和鑰匙一樣機(jī)械地匹配，底物比酶要小得多，而且酶的結(jié)構(gòu)是剛性的。該機(jī)理可解釋酶的專一性，但不能解釋酶為什么能催化比自身大的底物，也無(wú)法說明酶催化可逆

26、反應(yīng)和酶的相對(duì)專一性現(xiàn)象。誘導(dǎo)契合機(jī)理：認(rèn)為酶的活性中心與底物的結(jié)構(gòu)不是剛性互補(bǔ)而是柔性互補(bǔ)，當(dāng)酶與底物靠近時(shí)底物能夠誘導(dǎo)酶的構(gòu)象發(fā)生變化，使其活性中心變得與底物的結(jié)構(gòu)互補(bǔ)，就好像手與手套的關(guān)系一樣，該機(jī)理能很好解釋酶催化的相對(duì)專一性現(xiàn)象。三點(diǎn)附著機(jī)理：該機(jī)理認(rèn)為，立體對(duì)映的一對(duì)手性底物雖然基團(tuán)相同，但空間排列不同，這就可能出現(xiàn)底物基團(tuán)與酶分子表面活性中心的結(jié)合能否互補(bǔ)的問題，只有三點(diǎn)都互補(bǔ)匹配的特定對(duì)映異構(gòu)體，酶才能互補(bǔ)地與其結(jié)合，并發(fā)生催化作用。41、 簡(jiǎn)述酶催化作用的本質(zhì)。 趨近效應(yīng)： 普通化學(xué)基團(tuán)在水溶液中與底物分子有一定距離，通過擴(kuò)散才有相互接近并發(fā)生碰撞的機(jī)會(huì)。而在酶分子中由于活性

27、中心結(jié)合部位與底物分子結(jié)合形成酶-底物復(fù)合物，使催化部位基團(tuán)與底物可以相互靠近，因此易于發(fā)生催化作用。 定向效應(yīng)： 在酶分子中，由于底物與酶的緊密結(jié)合，活性部位的催化基團(tuán)總是從一個(gè)方向趨近底物，因此易于進(jìn)行催化。 廣義酸堿催化： 酸堿催化是化學(xué)催化中最常見的類型，從廣義酸堿理論，質(zhì)子供體和質(zhì)子受體分別等于酸和堿。酶活性中心的氨基、羧基、巰基、酚羥基和咪唑基等都可作為酸或堿，對(duì)底物進(jìn)行催化加快反應(yīng)速率。例如組氨酸殘基的咪唑基，不僅在中性溶液中同時(shí)以廣義酸堿兩種形式存在，而且供給和接受質(zhì)子的速度十分迅速，因此在酶催化中的作用極為重要。 底物形變： 酶的誘導(dǎo)契合機(jī)理指出了底物誘導(dǎo)酶的構(gòu)象改變，研究表

28、明酶和底物的結(jié)合是相互誘導(dǎo)契合的動(dòng)態(tài)過程，不僅酶的構(gòu)象發(fā)生改變，底物分子的構(gòu)象也發(fā)生變化，酶使底物中的敏感鍵發(fā)生“張力”甚至“變形”，從而使敏感鍵更容易斷裂，加速反應(yīng)進(jìn)行。 共價(jià)催化：某些酶增強(qiáng)反應(yīng)速率是通過和底物以共價(jià)鍵形成不穩(wěn)定的中間物，使能閾降低，反應(yīng)加快。42、如何用均勻沉淀法制備催化劑? 該法首先使待沉淀溶液與沉淀劑母體充分混合，造成一個(gè)非常均勻的體系，然后調(diào)節(jié)沉淀操作的溫度等條件，進(jìn)而改變沉淀體系的 pH 值，在沉淀體系中逐漸生成沉淀，并使沉淀緩慢進(jìn)行，從而制得顆粒大小十分均勻、而且比較純凈的沉淀物。43、 待沉淀鹽類和沉淀淀劑的選擇原則?待沉淀鹽類：首選的是各類金屬硝酸鹽，因?yàn)榻^

29、大部分硝酸鹽都可溶于水，這樣配制沉淀溶液時(shí)較方便，對(duì)沉淀反應(yīng)比較有利。某些金屬的甲酸鹽和草酸鹽也是常選的鹽類，但價(jià)格相對(duì)較貴。貴金屬的鹽類常為氯化物，因其硝酸鹽較少，沉淀后的氯離子也容易被水洗干凈。沉淀劑：應(yīng)選擇沉淀后容易分解、揮發(fā)和較易洗滌干凈的沉淀劑，如氨水、尿素、碳酸銨等銨鹽、碳酸鈉等碳酸鹽、氫氧化鈉等堿金屬鹽類，這樣才能制備出純度較高的催化劑。另外，形成的沉淀物應(yīng)便于過濾和洗滌，避免形成非晶型沉淀。同時(shí)，沉淀物的溶解度愈小愈好，這樣沉淀反應(yīng)完全，可減少原料的浪費(fèi)。44、 如何用等體積浸漬法制備催化劑? 將多孔載體與它正好可吸附體積的浸漬液相浸漬，由于浸漬溶液的體積與載體的微孔體積相當(dāng)，浸漬后浸漬溶液恰好浸漬載體而無(wú)過剩，無(wú)需過濾等單元操作。等體積浸漬法制備催化劑時(shí)，能精確調(diào)節(jié)負(fù)載量。45、 如何制備骨架(雷尼)鎳催化劑?首先制出熔煉Ni-Al或Ni-Si合金，然后以NaOH溶液溶出Al或Si組分，剩下的Ni使成為類似于海綿的多孔骨架結(jié)構(gòu)，這種金屬鎳骨架催化劑對(duì)于加氫脫氫具有極高的催化活性，同時(shí)鎳不易脫落。因此，骨架鎳催化劑在食品和醫(yī)藥等精細(xì)化學(xué)品中間體的加氫反應(yīng)中應(yīng)用很廣。46、 干燥與焙燒的異同點(diǎn)?干燥是固體催化劑的脫水過程，通常在較低的溫度下進(jìn)行。雖然干燥主要是一個(gè)物理過程，但