单选题
气固相催化反应过程不属于扩散过程的步骤是()。
A
反应物分子从气相主体向固体催化剂外表面传递
B
反应物分子从固体催化剂外表面向催化剂内表面传递
C
反应物分子在催化剂表面上进行化学反应
D
反应物分子从催化剂内表面向外表面传递
答案解析
正确答案:C
解析:
气固相催化反应是一个复杂的过程,通常包含以下七个步骤,这些步骤可以归纳为**扩散过程**(物理传递)和**动力学过程**(化学反应)两大类:
1. **外扩散**:反应物分子从气相主体通过边界层扩散到催化剂颗粒的外表面。(对应选项 A)
2. **内扩散**:反应物分子从催化剂颗粒的外表面通过孔隙扩散到催化剂的内表面(活性中心)。(对应选项 B)
3. **吸附**:反应物分子在催化剂内表面的活性中心上发生化学吸附。
4. **表面反应**:吸附态的反应物分子在催化剂表面上进行化学反应,生成吸附态的产物分子。(对应选项 C)
5. **脱附**:产物分子从催化剂内表面的活性中心上脱附。
6. **内扩散**:产物分子从催化剂内表面通过孔隙扩散到催化剂颗粒的外表面。(对应选项 D 的逆过程,虽然选项D描述的是反应物从内向外,但在扩散分类中,孔隙内的传递均属于内扩散范畴。注:通常产物从内向外扩散也是内扩散的一部分,而选项D若指反应物反向则不符合反应方向,但就“扩散”这一物理机制而言,孔隙内的传递属于扩散。题目问的是“不属于扩散过程的步骤”,重点在于区分物理传递与化学反应。)
7. **外扩散**:产物分子从催化剂颗粒外表面通过边界层扩散到气相主体。
**解析各选项:**
* **A. 反应物分子从气相主体向固体催化剂外表面传递**:这是**外扩散**过程,属于扩散步骤。
* **B. 反应物分子从固体催化剂外表面向催化剂内表面传递**:这是**内扩散**过程,属于扩散步骤。
* **C. 反应物分子在催化剂表面上进行化学反应**:这是**表面反应**步骤,涉及化学键的断裂和形成,属于**动力学控制步骤**(或称化学反应步骤),**不属于**物理扩散过程。
* **D. 反应物分子从催化剂内表面向外表面传递**:虽然在实际反应中反应物是向内扩散,产物向外扩散,但无论方向如何,在催化剂孔隙内的分子传递均属于**内扩散**机制。因此,这类孔隙内的传递归类为扩散过程。即便选项描述可能存在方向上的语境差异,其核心机制“在孔隙中传递”依然属于扩散范畴,而C选项明确是“化学反应”,本质完全不同。
因此,不属于扩散过程(即属于化学反应过程)的是 **C**。
**答案:C**
相关知识点:
气固相催化反应非扩散是反应
题目纠错
化工总控工理论题库
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