催化剂是化工技术的核心(催化剂在工业上的作用)
本文目录一览:
- 1、催化剂有什么神奇的作用?
- 2、催化剂是化工技术的核心,绝大多数的化工生产均需采用催化工艺.(1)人们常用催化剂来选择反应进行的方
- 3、催化剂都作出了哪些贡献?
- 4、如何理解催化剂是化工生产过程中的核心和关键
- 5、催化剂是什么东西
催化剂有什么神奇的作用?
说起催化剂,人们似乎有些生疏。其实,几千年来人们用来发面或酿酒的酵母就是一类叫做酶的生物催化剂。大家都知道,化肥的主要成分—氨是由氢原子和氮原子所组成。当把氢气和氮气混合在一起时,不管用多高的温度、多大的压力,即使经历很长很长的时间,它们也不会变出多少氨来。但是,一旦在一定条件下与一种以铁为主要成分的催化剂接触后,它们很快就会合成氨了。这类能使反应速度成千上万倍地改变,而本身并不消耗的物质,就叫做催化剂。日语中把这类物质形象地称为“触媒”,它就好像是在各种反应原料之间充当“媒人”,经过它的撮合,就有可能使反应大大加快。当然,这里有一个前提,就是这些反应原料之间本质上存在着发生反应的可能,也就是说本来就“有缘”。假如这些物质风马牛不相及,根本不存在结合的可能,那么再大本事的“媒人”(催化剂)也是无能为力的。可以毫不夸张地说,几乎所有的石油炼制与化工过程都离不开催化剂,石油炼制与化工技术的进展几乎都是得益于新型的、更高效的催化剂的问世。
催化剂石油炼制与化工生产过程中所用催化剂的种类繁多,它们大多为固态,也有的是液态或气态。它们的共同要求是具有较高的活性、较好的选择性和较持久的稳定性。作为催化剂首先必须要有较高的活性,也就是说要能最大限度地提高所需要的反应的速度,希望能在几分钟内,甚至几秒钟内完成反应。对于同样的反应原料,它们之间可能发生若干种不同的反应,而人们往往只要求加速其中某几种反应,对其他所谓副反应则不希望加速,这就是要求催化剂具有较高的选择性,以取得尽可能多的目的产物。再者,催化剂耗费是产品成本中很重要的一项,有些以铂、钯等贵金属为原料的催化剂则更加昂贵,所以就要求催化剂的性能稳定,寿命尽可能的长一些,那样不仅可以降低成本,还可避免因频繁更换催化剂而浪费时间。
催化剂的种类很多,主要包括金属催化剂、金属氧化物催化剂、金属硫化物催化剂、固体酸催化剂、金属有机化合物催化剂等等。在石油炼制与化工生产过程中所用的催化剂的成分往往并不是单一的,而是由载体、活性成分和助催化剂等所组成,其中任何一种成分的性质及其含量都会对催化剂的性能产生影响。所以,催化剂的研制是一项技术性很强的工作,每一步都得非常精心地操作,各种条件上任何微小的变动都有可能会显著改变催化剂的性能。在这方面每年都有大量获得专利保护的技术成果,可以说是石油炼制与化工方面技术创新最为活跃的领域。
催化剂是化工技术的核心,绝大多数的化工生产均需采用催化工艺.(1)人们常用催化剂来选择反应进行的方
(1)①根据图象可以看出转化成甲醛时活化能最低,使用催化剂时主要产物为HCHO,故答案为:HCHO;
②2HCHO(g)+O2(g)═2CO(g)+2H2O(g)该反应为放热反应,△H=-2(676-158-283)=-470KJ?mol-1,故答案为-470KJ?mol-1;
③三分子甲醛加成聚合成三聚甲醛,方程式为:3HCHO
一定条件下
,故答案为:;
④氯化银与氨水发生络合反应的离子方程式:AgCl+2NH3?H2O=Ag(NH3)2++Cl-+2H2O或者AgCl+2NH3=Ag(NH3)2++Cl-,
故答案为:AgCl+2NH3?H2O=Ag(NH3)2++Cl-+2H2O或者AgCl+2NH3=Ag(NH3)2++Cl-.
(2)①脱硫可以减少二氧化硫的排放量,防止酸雨的发生,故答案为:防止酸雨的发生;
2SO2 +O2 =2SO3
44.8L 32g
11.2L m
解得m=8g,
故答案为:8;
②分析图中电解装置,可知左边石墨是电解池的阳极,右边是电解池的阴极;
阳极放电的物质二氧化硫,失去电子生成硫酸根离子,电极反应式:SO2-2e-+2H2O=SO42-+2H+;
阴极放电的物质时铜离子,得到电子被还原成单质铜,电极反应式:Cu2++2e-=Cu;
将上述两电极的电极反应式得:SO2+2H2O+Cu2+
通电
.
4H++SO42-+Cu,
故答案为:SO2+2H2O+Cu2+
通电
.
4H++SO42-+Cu.
催化剂都作出了哪些贡献?
催化剂确实是一种很奇妙的物质,它能提高我们所希望的化学反应的速度,抑制不希望的反应发生,而且自身在反应过程中不被消耗,能够反复地使用。因此催化剂对于化学工业中的技术生产过程是一种非常重要的物质,仅从下面这个数字就能使我们知道它具有多么重要的意义:所有化学产品的90%以上,在其生产过程中要涉及到一种催化剂。据统计,现在人类使用的催化剂,至少有100万种。在许多物质的转化过程中,它们简直到了“点石成金”、出神入化的地步,因而创造了一个又一个奇迹:
德国的哈博,用铁作催化剂将大气中的氮和氢转化成氨,使农作物产量得到成倍的增长。
德国的齐格勒和意大利的纳塔,发现烯烃聚合催化剂,使人类进入了高分子时代。
美国孟山都公司用铑作催化剂,由甲醇合成醋酸获得成功,从而改变了过去依靠粮食制醋酸的历史。
南非以煤为原料,经过一系列的催化转化,终于制得了汽油。在咄咄逼人的石油危机声中,开辟出一条以煤制油的新道路。
日本高沙公司用重金属作催化剂,合成出薄荷醇,并且出口量占世界销售量的1/3,从此,薄荷的生产再不只靠大自然了……
据有关资料介绍,现在人类使用的70%的橡胶、90%以上的塑料、50%以上的纤维和油漆、80%的药品和染料等,都是通过化学催化技术制得的。现在,美国化学催化工业的产值占其国民经济总产值的20%以上。
1895年,德国化学家奥斯特瓦尔德给催化剂和催化作用下了个科学的定义:一种在化学反应前后,本身的质量和化学性质都不变,只是改变化学反应速度的物质,叫做“催化剂”。在化学反应中催化剂的特殊作用叫做“催化作用”。于是,铂黑被叫做氢和氧化合的催化剂,而酸被叫做淀粉水解成葡萄糖的催化剂。
不少化学反应需在高温高压下才能进行,但在催化剂的作用下,可以大大降低反应温度和压力,节省大量能源。原来速度很慢很慢的化学反应,在催化剂的作用下,反应速度可提高数百万倍。例如,在常温常压下把氢气和氧气同时放到一个容器里,即使是过1万年也不能化合成水。可是,如果向容器内投掷一颗铂粒,就会发生爆炸,它们剧烈反应变成了水。由此可知,我们现在喝的水大部分是几十万年甚至几千万年的“古水”,而不是刚刚生成的“新水”。这一点对科学家们研究地层年龄和地质结构非常有用。再比如合成顺丁橡胶的单体(原料)丁二烯,是由丁烯氧化脱氢后制得的,十几年前要在300多摄氏度的高温下进行。不久前,我国化学家发现了一种新的催化剂,使这种化学反应在200多度的温度下就完成了。
催化作用被证明在工业上具有头等的重要性。例如,硫酸是一种仅次于空气、水和食盐的重要无机化合物,而制造硫酸的最好方法就是将硫燃烧——先变成二氧化硫(SO2),再变成三氧化硫(SO3)。如果不加入铂黑一类的催化剂的话,从二氧化硫变成三氧化硫这一步就进行得像蜗牛爬行一样慢。镍粉末(在大多数情况下用它来代替铂黑,因为它比较便宜)以及铬、铜、五氧化二钒、三氧化二铁、二氧化锰等化合物也是重要的催化剂。事实上,在工业上一个化学生产过程能否成功,在很大程度上取决于能否找到正好适合有关反应的催化剂。正是由于齐格勒发现了一种新型的催化剂,才使聚合物的生产发生了一场革命。
如何理解催化剂是化工生产过程中的核心和关键
最主要的原因是催化剂在化学反应中的重要作用。
有很多化学反应,如果没有催化剂存在的话,它可能会反应速度非常慢,从而达不到生产上所需要的生产效率。
也有许多化学反应,如果没有催化剂的话,也可能它的副反应会非常多,这样的话也会影响生产效率。
所以有没有催化剂,催化剂的好坏就是化工生产中的核心和关键。
催化剂是什么东西
【催化剂是什么东西】
催化剂是一种它能够加速反应的速率而自身不改变物质。它能够诱导化学反应发生改变,而使化学反应变快或者在较低的温度环境下进行化学反应。在有催化剂的环境下,分子只需较少的能量即可完成化学反应。
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催化剂又称触媒,其作用通常是加速反应,例如铁催化剂可使氮和氢转变为氨的反应大为加速,使合成氨工业成为可能。若其作用是使反应减速,则称负催化剂,如少量醇、酚或蔗糖可抑制亚硫酸钠溶液被溶于水中的氧所氧化。催化剂可以是气态物质(如氧化氮)、液态物质(如酸、碱、盐溶液)或固态物质(如金属、金属氧化物),还有些以胶体状态存在(如生物体内的酶)。在催化剂工业中,主要产品是固体催化剂。
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催化剂在现代化学工业中占有极其重要的地位,现在几乎有半数以上的化工产品,在生产过程里都采用催化剂。例如,合成氨生产采用铁催化剂,硫酸生产采用钒催化剂,乙烯的聚合以及用丁二烯制橡胶等三大合成材料的生产中,都采用不同的催化剂。