乙烯催化加氢反应机理的理论分析

用前线轨道理论、催化理论对乙烯催化加氢反应机理进行了分析，可以得出：在此反应中，有下列反应机理存在：在一些教材和文献中，对乙烯催化加氢反应机理一般用下列方法解释［１］（如图１）：但据催化理论，Ｃ２Ｈ４、ＣＯ、Ｈ２三种气体在金属Ｎｉ上的化学吸附强度顺序是Ｃ２Ｈ４＞ＣＯ＞Ｈ２［２］。这是由于Ｃ２Ｈ４与金属Ｎｉ形成较强的σ－π反馈键［３］（如图２）：从ＣＯ在Ｊ１０５Ｎｉ催化下的加氢反应，可知ＣＯ的吸附主要为不可逆吸附（此反应机理为被Ｎｉ吸附的ＣＯ受到Ｈ－Ｈ基团的进攻，造成Ｃ－Ｏ键的断裂，生成ＣＨ４＋Ｈ２Ｏ）［４］。由于Ｎｉ对Ｃ２Ｈ４的吸附较ＣＯ强，从而推断出Ｎｉ对Ｃ２Ｈ４，的吸附亦是不可逆的。若按上述机理进行反应，则必然导致局部不可逆中毒，使反应难以进行，或进行得相当缓慢。但这样的推论与实验结果不符，相反，在一定条件下，此反应进行得相当迅速。为此，我们断定，必然存在一个能使Ｃ２Ｈ４解吸的反应步骤，这个反应如图３。因此，我们认为，在乙烯催化加氢反应中，有两种反应机理同时存在，它们是：１．Ｈ２被Ｎｉ吸附，分裂为氢原子，附着在Ｎｉ晶体表面，因自由原子不受对称效应的制约［５］，故可与Ｃ２Ｈ４发生反应。２．Ｃ２Ｈ４被Ｎｉ吸?