A. 催化加氫的原理和在工業、生活上的用途
催化加氫 一， 催化加氫 在Pt、Pd、Ni等催化劑存在下，烯烴和炔烴與氫進行加成反應，生成相應的烷烴，並放出熱量，稱為氫化熱(heat of hydrogenation，1mol不飽和烴氫化時放出熱量)。催化加氫的機理(改變反應途徑，降低活化能)：吸附在催化劑上的氫分子生成活潑的氫原子與被催化劑削弱了鍵的烯、炔加成。 (1)雙鍵碳原子上烷基越多，氫化熱越低，烯烴越穩定： R2C=CR2 > R2C=CHR > R2C=CH2 > RCH=CH2 > CH2=CH2 (2)反式異構體比順式穩定： (3)乙炔氫化熱為-313.8kJmol－1，比乙烯的兩倍（-274.4kJmol－1）大，故乙炔穩定性小於乙烯。 炔烴加氫的控制 1，使用活性較低的催化劑，可使炔烴加氫停留在烯烴階段。 2，使用不同的催化劑和條件，可控制烯烴的構型： 如使鈀/碳酸鈣催化劑被少量醋酸鉛或喹啉鈍化，即得林德拉（Lindlar）催化劑，它催化炔烴加氫成為順式烯烴；炔烴在液氨中用金屬鈉或鋰還原，能得到反式烯烴。 炔烴催化加氫的意義： ——定向制備順式或反式烯烴，從而達到定向合成的目的； ——提高烷烴(由粗汽油變為加氫汽油)或烯烴的含量和質量。 環烷烴的催化加氫 環烷烴催化加氫後生成烷烴，比較加氫條件知，環丙烷、環丁烷、環戊烷、環己烷開環難度依次增加，環的穩定性依次增大。 二，催化氧化 無機化學中我想我就不說了吧！在有機化學中，在催化劑Pt、Pd、Ni等存在情況下進行的氧化反應，包括「加氧」，「去氫」兩方面都算催化氧化。例如： 乙醇CH3CH2OH變成CH3CHO，屬於去氫氧化，碳氧單鍵變成雙鍵。 而乙醛到乙酸CH3CHO－－CH3COOH，則是多了一個氧原子。加氧氧化。 二， 雙氧水是一種重要的化工產品，目前其生產方法主要有電解法、氧陰極還原法、醇氧化法、氫氧直接化合法以及蒽醌法等。 （1）電解法。電解法是20世紀前半期生產雙氧水的主要方法，該法是以Pt為陽極，鉛或石墨為陰極，將飽和硫酸氫銨溶液電解成過硫酸銨，再用稀硫酸水解得到雙氧水。該法能源消耗大，僅限於小規模生產。 （2）氧陰極還原法。用此法生產雙氧水是將強鹼性電解質於電解槽中，使空氣中的氧在陰極還原成過羥基負離子，然後在回收裝置中轉變為雙氧水，其過程是藉助鈣鹽沉澱作用，生成過氧化鈣，過濾分解，用CO2分解製得雙氧水，同時產生碳酸鈣循環使用。該法生產雙氧水簡單，成本低，無污染，但產品中雙氧水濃度低。 （3）醇氧化法。該法是Shell和DuPont公司開發的，美國和前蘇聯以異丙醇為原料建有工業生產裝置，該法所用醇，除了異丙醇外，還有環己醇，1-苯基乙醇等，但多採用異丙醇，同時聯產丙酮。該法不使用任何催化劑，用空氣自動氧化生成雙氧水，但蒸汽費用大，聯產丙酮一般也不利。 （4）氫氧直接化合法。該法以水為反應介質，幾乎不含有機物，僅含有少量溴化物作為助催化劑，用Pt（如Pt/C）作為催化劑，以氫和氧氣（或空氣）為原料，在反應溫度為0-25℃，壓力為2.9-19.3Mpa的條件下，連續反應合成雙氧水。此法合成雙氧水的全過程不產生任何有機物，基本上沒有廢物，但產物中對雙氧水的選擇性低，危險性也大，至今還沒有工業化生產的報道，但發展潛力巨大。該法是今後一段時間內世界的研究開發重點。 （5）蒽醌法。該法是以蒽醌類化合物作為氫載體（或工作載體），使氫和氧反應生成雙氧水。該法是目前工業生產雙氧水的最主要方法，其產量占絕對優勢，約佔世界雙氧水總產量的95%。該法是將蒽醌衍生物（一般為2-烷基蒽醌）溶解在有機溶劑中配成工作液，大多數工藝在工作液中含有適量的四氫蒽醌，然後將工作液在催化劑存在下加氫氫化，生成蒽氫醌；在沒有任何催化劑存在下，用空氣或氧氣進行氧化，生成雙氧水和蒽醌（循環使用）；最後用純水萃取，經精製、濃縮得到各種濃度的雙氧水；萃取液經再生處理循環使用。此法工業上生產技術已經非常成熟，技術先進，自動化程度高，成本和能耗較低，適合大規模工業化生產雙氧水
B. 請列舉催化劑在現代工業中的重要性
絕大多數工業化學反應是在催化劑作用下進行的，這涉及石油煉制、有機合成、聚合物生產、無機化工、制葯、三廢治理等廣泛領域。一個高活性、高選擇性、便於操作，使用周期長的催化劑，在降低原材料和能源消耗、提高設備生產力、改進產品質量、減少三廢、防止環境污染等方面都起著重要的作用，所帶來的經濟效益和社會效益是巨大的。因此選擇良好的催化劑為各相關企業所關注，各研究、生產單位都有致力於開發和生產性能更為優良的新型催化劑。石油煉制工業迫切要求提高辛烷值和進行渣油加工，催化劑工業針對這些要求將推出一些新型催化劑，化學工業要求發展適應原料變化、提高收率和節約能源的催化劑。