變換反應(yīng)機理

    一氧化碳和水蒸汽的反應(yīng)如果單純在氣相中進行，即使溫度在100℃，水蒸汽用量很大，反應(yīng)速率仍然是極其緩慢的。這是因為在進行變換反應(yīng)時，首先要使蒸汽中的氧與氫聯(lián)接的鍵斷開，然后氧原子重新排到CO分子中去而變成CO2,兩個H原子相互結(jié)合為H2分子。水分子中O與H的結(jié)合能力很大，要使H-O-H的兩個鍵斷開，必須有相當大的能量，因而變換反應(yīng)進行是比較困難的。當有催化劑存在時，反應(yīng)則按下述兩步進行：

 [K]+H2O(汽)→[K]O+H2

 [K]O+CO→[K]+CO2

式中：[K]—表示催化劑

[K]O—表示中間化合物

    即水分子首先被催化劑的活性表面所吸附，并分解為氫與吸附態(tài)的氧原子。氫進入氣相中，氧在催化劑表面形成氧原子吸附層。當CO撞擊到氧原子吸附層時，即被氧化成CO2，隨后離開催化劑表面進入氣相。然后催化劑表面又吸附水分子，反應(yīng)繼續(xù)下去。反應(yīng)按這種方式進行時，所需能量小，所以變換反應(yīng)在有催化劑存在時，速度就可以大大加快。