以合成氨工艺为例，说明催化剂有哪些基本特征 以合成氨催化为例，说明催化剂各部分的作用

\u4ec0\u4e48\u662f\u50ac\u5316\u5242\uff1f\u4ee5\u5408\u6210\u6c28\u4e3a\u4f8b\uff0c\u7b80\u8ff0\u50ac\u5316\u5242\u53cd\u6620\u7684\u7279\u70b9\u548c\u539f\u7406

\u50ac\u5316\u5242\u662f\u4e00\u79cd\u5b83\u80fd\u591f\u52a0\u901f\u53cd\u5e94\u7684\u901f\u7387\u800c\u81ea\u8eab\u4e0d\u6539\u53d8\u7269\u8d28\u3002\u5b83\u80fd\u591f\u8bf1\u5bfc\u5316\u5b66\u53cd\u5e94\u53d1\u751f\u6539\u53d8\uff0c\u800c\u4f7f\u5316\u5b66\u53cd\u5e94\u53d8\u5feb\u6216\u8005\u5728\u8f83\u4f4e\u7684\u6e29\u5ea6\u73af\u5883\u4e0b\u8fdb\u884c\u5316\u5b66\u53cd\u5e94\u3002\u5728\u6709\u50ac\u5316\u5242\u7684\u73af\u5883\u4e0b\uff0c\u5206\u5b50\u53ea\u9700\u8f83\u5c11\u7684\u80fd\u91cf\u5373\u53ef\u5b8c\u6210\u5316\u5b66\u53cd\u5e94\u3002 \u50ac\u5316\u5242\u5728\u73b0\u4ee3\u5316\u5b66\u5de5\u4e1a\u4e2d\u5360\u6709\u6781\u5176\u91cd\u8981\u7684\u5730\u4f4d\uff0c\u73b0\u5728\u51e0\u4e4e\u6709\u534a\u6570\u4ee5\u4e0a\u7684\u5316\u5de5\u4ea7\u54c1\uff0c\u5728\u751f\u4ea7\u8fc7\u7a0b\u91cc\u90fd\u91c7\u7528\u50ac\u5316\u5242\u3002\u4f8b\u5982\uff0c\u5408\u6210\u6c28\u751f\u4ea7\u91c7\u7528\u94c1\u50ac\u5316\u5242\uff0c\u786b\u9178\u751f\u4ea7\u91c7\u7528\u9492\u50ac\u5316\u5242\uff0c\u4e59\u70ef\u7684\u805a\u5408\u4ee5\u53ca\u7528\u4e01\u4e8c\u70ef\u5236\u6a61\u80f6\u7b49\u4e09\u5927\u5408\u6210\u6750\u6599\u7684\u751f\u4ea7\u4e2d\uff0c\u90fd\u91c7\u7528\u4e0d\u540c\u7684\u50ac\u5316\u5242\u3002 \u76ee\u524d\u8ba4\u4e3a\uff0c\u5408\u6210\u6c28\u53cd\u5e94\u7684\u4e00\u79cd\u53ef\u80fd\u673a\u7406\uff0c\u9996\u5148\u662f\u6c2e\u5206\u5b50\u5728\u94c1\u50ac\u5316\u5242\u8868\u9762\u4e0a\u8fdb\u884c\u5316\u5b66\u5438\u9644\uff0c\u4f7f\u6c2e\u539f\u5b50\u95f4\u7684\u5316\u5b66\u952e\u51cf\u5f31\u3002\u63a5\u7740\u662f\u5316\u5b66\u5438\u9644\u7684\u6c22\u539f\u5b50\u4e0d\u65ad\u5730\u8ddf\u8868\u9762\u4e0a\u7684\u6c2e\u5206\u5b50\u4f5c\u7528\uff0c\u5728\u50ac\u5316\u5242\u8868\u9762\u4e0a\u9010\u6b65\u751f\u6210\u2014NH\u3001\u2014NH2\u548cNH3\uff0c\u6700\u540e\u6c28\u5206\u5b50\u5728\u8868\u9762\u4e0a\u8131\u5438\u800c\u751f\u6210\u6c14\u6001\u7684\u6c28\u3002\u4e0a\u8ff0\u53cd\u5e94\u9014\u5f84\u53ef\u7b80\u5355\u5730\u8868\u793a\u4e3a\uff1a xFe + N2\u2192FexN FexN +\uff3bH\uff3d\u5438\u2192FexNH FexNH +\uff3bH\uff3d\u5438\u2192FexNH2 FexNH2 \uff0b\uff3bH\uff3d\u5438FexNH3xFe+NH3 \u5728\u65e0\u50ac\u5316\u5242\u65f6\uff0c\u6c28\u7684\u5408\u6210\u53cd\u5e94\u7684\u6d3b\u5316\u80fd\u5f88\u9ad8\uff0c\u5927\u7ea6335 kJ/mol\u3002\u52a0\u5165\u94c1\u50ac\u5316\u5242\u540e\uff0c\u53cd\u5e94\u4ee5\u751f\u6210\u6c2e\u5316\u7269\u548c\u6c2e\u6c22\u5316\u7269\u4e24\u4e2a\u9636\u6bb5\u8fdb\u884c\u3002\u7b2c\u4e00\u9636\u6bb5\u7684\u53cd\u5e94\u6d3b\u5316\u80fd\u4e3a126 kJ/mol\uff5e167 kJ/mol\uff0c\u7b2c\u4e8c\u9636\u6bb5\u7684\u53cd\u5e94\u6d3b\u5316\u80fd\u4e3a13 kJ/mol\u3002\u7531\u4e8e\u53cd\u5e94\u9014\u5f84\u7684\u6539\u53d8\uff08\u751f\u6210\u4e0d\u7a33\u5b9a\u7684\u4e2d\u95f4\u5316\u5408\u7269\uff09\uff0c\u964d\u4f4e\u4e86\u53cd\u5e94\u7684\u6d3b\u5316\u80fd\uff0c\u56e0\u800c\u53cd\u5e94\u901f\u7387\u52a0\u5feb\u4e86\u3002

\u50ac\u5316\u5242\u662f\u4e00\u79cd\u5b83\u80fd\u591f\u52a0\u901f\u53cd\u5e94\u7684\u901f\u7387\u800c\u81ea\u8eab\u4e0d\u6539\u53d8\u7269\u8d28\u3002\u5b83\u80fd\u591f\u8bf1\u5bfc\u5316\u5b66\u53cd\u5e94\u53d1\u751f\u6539\u53d8\uff0c\u800c\u4f7f\u5316\u5b66\u53cd\u5e94\u53d8\u5feb\u6216\u8005\u5728\u8f83\u4f4e\u7684\u6e29\u5ea6\u73af\u5883\u4e0b\u8fdb\u884c\u5316\u5b66\u53cd\u5e94\u3002\u5728\u6709\u50ac\u5316\u5242\u7684\u73af\u5883\u4e0b\uff0c\u5206\u5b50\u53ea\u9700\u8f83\u5c11\u7684\u80fd\u91cf\u5373\u53ef\u5b8c\u6210\u5316\u5b66\u53cd\u5e94\u3002
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xFe
+ N2\u2192FexN
FexN +\uff3bH\uff3d\u5438\u2192FexNH
FexNH +\uff3bH\uff3d\u5438\u2192FexNH2
FexNH2
\uff0b\uff3bH\uff3d\u5438FexNH3xFe+NH3
\u5728\u65e0\u50ac\u5316\u5242\u65f6\uff0c\u6c28\u7684\u5408\u6210\u53cd\u5e94\u7684\u6d3b\u5316\u80fd\u5f88\u9ad8\uff0c\u5927\u7ea6335
kJ/mol\u3002\u52a0\u5165\u94c1\u50ac\u5316\u5242\u540e\uff0c\u53cd\u5e94\u4ee5\u751f\u6210\u6c2e\u5316\u7269\u548c\u6c2e\u6c22\u5316\u7269\u4e24\u4e2a\u9636\u6bb5\u8fdb\u884c\u3002\u7b2c\u4e00\u9636\u6bb5\u7684\u53cd\u5e94\u6d3b\u5316\u80fd\u4e3a126 kJ/mol\uff5e167
kJ/mol\uff0c\u7b2c\u4e8c\u9636\u6bb5\u7684\u53cd\u5e94\u6d3b\u5316\u80fd\u4e3a13 kJ/mol\u3002\u7531\u4e8e\u53cd\u5e94\u9014\u5f84\u7684\u6539\u53d8\uff08\u751f\u6210\u4e0d\u7a33\u5b9a\u7684\u4e2d\u95f4\u5316\u5408\u7269\uff09\uff0c\u964d\u4f4e\u4e86\u53cd\u5e94\u7684\u6d3b\u5316\u80fd\uff0c\u56e0\u800c\u53cd\u5e94\u901f\u7387\u52a0\u5feb\u4e86\u3002

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。 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。 目前认为，合成氨反应的一种可能机理，首先是氮分子在铁催化剂表面上进行化学吸附，使氮原子间的化学键减弱。接着是化学吸附的氢原子不断地跟表面上的氮分子作用，在催化剂表面上逐步生成—NH、—NH2和NH3，最后氨分子在表面上脱吸而生成气态的氨。上述反应途径可简单地表示为： xFe + N2→FexN FexN +［H］吸→FexNH FexNH +［H］吸→FexNH2 FexNH2 ＋［H］吸FexNH3xFe+NH3 在无催化剂时，氨的合成反应的活化能很高，大约335 kJ/mol。加入铁催化剂后，反应以生成氮化物和氮氢化物两个阶段进行。第一阶段的反应活化能为126 kJ/mol～167 kJ/mol，第二阶段的反应活化能为13 kJ/mol。由于反应途径的改变（生成不稳定的中间化合物），降低了反应的活化能，因而反应速率加快了。

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