题目
金属催化剂的催化活性与其d带电子结构密切相关。有催化活性的关键原因?A. d带部分填充B. p带完全填充C. s带部分填充D. d带完全填充
金属催化剂的催化活性与其d带电子结构密切相关。有催化活性的关键原因?
A. d带部分填充
B. p带完全填充
C. s带部分填充
D. d带完全填充
题目解答
答案
A. d带部分填充
解析
本题考查金属催化剂催化活性与d带电子结构的关系这一知识点。解题思路是根据金属催化剂催化活性的相关理论,分析每个选项中电子带的填充情况对催化活性的影响。
- 选项A:
- 当金属催化剂的d带部分填充时,d轨道上存在未成对电子。这些未成对电子能够与反应物分子发生相互作用,形成化学键,从而降低反应的活化能,使反应更容易进行。
- 例如,过渡金属的d轨道部分填充,它们常常作为优良的催化剂,就是因为d带部分填充的电子结构使得它们能够有效地吸附和活化反应物分子。所以d带部分填充是金属催化剂具有催化活性的关键原因,该选项正确。
- 选项B:
- p带完全填充意味着p轨道上的电子处于稳定的满电子状态。在这种情况下,p轨道上的电子不容易参与化学反应,难以与反应物分子发生有效的相互作用,也就无法起到催化反应的作用。所以p带完全填充不是金属催化剂有催化活性的关键原因,该选项错误。
- 选项C:
- s带部分填充时,s轨道上的电子相对比较稳定,其化学活性较低。s轨道主要参与形成离子键等,对于催化反应中涉及的化学键的断裂和形成等过程,s带部分填充的电子不能提供有效的作用。所以s带部分填充不是金属催化剂有催化活性的关键原因,该选项错误。
- 选项D:
- d带完全填充时,d轨道上的电子处于稳定的满电子状态,电子不容易从d轨道上激发出来与反应物分子发生相互作用。这样就无法有效地降低反应的活化能,不能促进反应的进行,也就不具备催化活性。所以d带完全填充不是金属催化剂有催化活性的关键原因,该选项错误。