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工业催化复习题

一、基本概念：

1、催化作用：催化剂是一种物质，它能够加速反应的速率而不改变该反应的标准Gibbs 自由

焓变化。这种作用称为催化作用。

2、比活性：与催化剂单位表面积相对应的活性称为比活性。

3、溢流现象：固体催化剂表面活性中心，经吸附产生一种离子或自由基的活性物种，它们

迁移到其他的活性中心上的现象。

4、双功能催化剂：催化剂不进具有氧化还原功能外,还必须具备酸性催化的功能。

5、表面弛豫：位于表面的原子或分子，在一定的化学或物理环境下，寻找新的平衡位置，

以致改变表面第一层和第二层原子之间的距离，这种现象为表面弛豫。

6、Br?nsted 酸和Lewis 酸：凡是能给出质子或者接受电子对的物质称为酸(B 酸或L 酸)

7、固体超强酸：固体酸的强度超过100%硫酸的酸强度，称之为超强酸。因为100%硫酸的酸

强度用酸强度函数Ho 表示为–11.9，Ho <–11.9的固体酸就称为固体超强酸。

8、择形催化：沸石具有规正的孔道和孔笼结构，宽敞的通道和孔道口限制进出的分子，使

得催化剂的形状和大小具有选择性。

9、晶面指标：规定一套整数hkl 来反映某特定晶面及其相应平面点阵组的取向，这一套整数

称为晶面指标。

10、d 特性百分数（d%）：杂化轨道中d 原子轨道所占的百分数称为d 特性百分数，用符号d%

表示。 d 穴是d 能带中未配对的电子数。

11、分散度：金属在载体上微细的程度用分散度D(dispersion)表示，或曝露百分数(P.E.)。

催化剂总金属原子表面金属原子g D /

12、施主能级和受主能级：

施主能级——提供电子的附加能级。

受主能级——空穴产生的附加能级。 13、n 、p 型半导体： n 型半导体：靠与金属原子结合的电子导电的半导体。

p 型半导体：靠晶格中正离子空穴传递而导电的半导体。

14、络合催化：催化剂在反应中对反应物起络合作用，使之在配位空间进行催化的过程。

15 、溶胶：当分散在介质中的分散相颗粒粒径为1~100nm 时，这种溶液称为胶体溶液。

16、零排放：原料分子中的原子百分百地转变成目的产物，实现废弃物的“零排放”。

17、（工业催化剂）开车：若催化剂为点火开车，则首先要用纯氮气或惰性气体置换整个系

统，然后用气体循环加热至一定温度，再通入工艺气体。

二、基本内容：

1、表征方法原理及其在催化研究中的作用

TPD （程序升温脱附法）、TPO （程序升温氧化法）、TPR （程序升温还原法）、

HOT （氢氧滴定脉冲色谱法）、TG （热重分析法）、DSC （差示扫描量热法）、

XRD （X 射线衍射分析法）、IR （红外吸收光谱法）、TEM （透射电镜法）、

SEM （扫描电镜法）、AES （俄歇电子能谱法）、XPS （X 射线光电子能谱法）、

NMR （核磁共振）

TPD （程序升温脱附法）：先将吸附管中的催化剂饱和吸附剂，然后程序升温，吸附质在稳

定载气流条件下脱附出来，经色谱柱后被记录并计算出吸附质脱附速率随温度变化的关系，

即得TPD 曲线。

HOT （氢氧滴定脉冲色谱法）：先将O2化学吸附到金属上，然后用H2滴定化学吸附的氧，

最后利用氧消耗的H2的量来计算金属的分散度。

TG （热重分析法）：在程序温度控制下，使用热天平测量样品物质发生质量变化的技术称为热重分析法。

DTA （差热分析法）：在程序控温下，测量物质与参比物的温度差与温度的一种技术。作用：峰的位置：用于鉴别物质或其变化的定性依据；峰面积：表征热效应的大小；峰形状：得到有关动力学行为的信息。

DSC （差示扫描量热法）：在程序控制温度下，测量输入到物质和参比物的功率差与温度关系的一种技术。

2、催化作用的四个基本特征

（1）催化剂只能加速热力学上可以进行的反应，不能加速热力学上无法进行的反应。

（2）催化剂只能加速反应趋于平衡，不能改变平衡位置。

（3）催化剂对反应具有选择性。

（4）催化剂的寿命。

3、催化剂活性五种表示方法及其应标注的条件（转换频率、反应速率、速率常数、转化率、反应温度、活化能、比活性）

活性定义：cat 影响反应进程变化的程度

通常表示法：1）给定温度下完成转化率x 的大小来表示( x ↗,活性↗)

2) 一定转化率所需温度的高低来表示(T ↘,活性↗)

3) 一定条件下目的产物时空收率来表示(η↗,活性↗)

4) 也可用反应速率k 来表示(k ↗,活性↗)

5) 也可用比活性a=k/s 来表示(a ↗,活性↗)

6) 活性A=a·s (s 为活性面积,a 为比活性)

4、溢流现象对催化作用的影响

（1）增强了单金属、双金属负载型催化剂的吸附能力，主要表现为对H2的反吸附量和吸附速率；

（2）增强了金属表面上的同位素交换；

（3）改变了与单独存在时的微晶态或无定形态的化学等同性；

（4）可以与载体或添加剂形成一种新的计量化合物；

（5）可以溶入载体中形成固体。

5、理想的催化剂载体应具备的条件

⑴具有适合反应的形状和大小 ⑵有足够的机械强度、抗拉强度

⑶有足够的比表面，合适的孔结构 ⑷稳定性强且有再生性能

⑸能耐热，并具有合适的导热系数 ⑹不含使催化剂中毒或增加副反应的物质

⑺原料易得，制备方便 ⑻含对活性组分有益的化学作用

⑼能阻止催化剂失活

6、BET 公式 Vm 的含义，单点法求比表面的计算公式。

Vm 为表面形成单分子层所需的气体体积。

由p/[V(p0-p)]对p/p0作图，可得到直线的截距为1/(VmC)，斜率为（C-1）/(VmC),

则： Vm=1/(截距+斜率)

如果已知每个吸附分子的横截面积，则可求出吸附剂（载体或催化剂）的比表面积

则：Sg=NAmVm/V 00)1(1)(P P

C V C C V P P V P

m m -+=-

7、在BET法测量孔结构中，为什么要用滞后环（即脱附曲线）吸附量测孔结构？

吸附的滞后现象：吸附等温线上吸附线和脱附线的不重合。

脱附过程中，气相和吸附相之间的平衡由孔壁上的物理吸附和孔内毛细管凝聚两个过程决定。在一定相对压力下，脱附支上的吸附量总是大于对应吸附支上的吸附量。所以用脱附量测孔结构才准确。

8、固体催化剂表面活性中心表面积的测定方法?

方法：物理吸附法、化学吸附法、程序升温脱附法。

物理吸附法又分为：BET法、气象色谱法

9、载体在催化剂中的作用，结构型助剂与电子型助剂的区别?

载体的主要功能：（1）提供有效的表面和合适的孔结构；（2）增强催化剂的机械强度；（3）改善催化剂的热稳定性；（4）减少活性组分的含量；（5）提供附加的活性中心；（6）与活性组分之间的溢流现象和强相互作用。

结构型助剂作用是提高活性组分的分散性和热稳定性。

电子型助剂作用是改变主催化剂的电子结构，促进催化活性及选择性。

10、如何用实验的方法区别固体B酸和L酸中心？

（1）NH3在固体表面上吸附的红外光谱

NH3吸附在L酸中心时，是用氮的孤对电子配位到L酸中心上，其红外光谱类似于金属离子同NH3的配位络合物，吸附峰在3300 cm-1及1640 cm-1 （H-N-H变形振动谱带）处；NH3吸附在B酸中心上，接受质子形成NH4＋，吸收峰在3120 cm-1，及l450 cm-1处（H-N 的变形振动谱带）。

（2）吡啶做探针的红外光谱法

吡啶吸附在B酸中心上形成吡啶离子，其红外特征吸收峰之一在l 540 cm-1 处。

吡啶吸附在L酸中心上形成配位络合物，特征吸收峰在1447—1460 cm -1处。

11、固体催化剂表面的酸性来源?

（1）二元复合氧化物中，凡是电荷出现不平衡就会有酸性产生。

（2）电荷为正过剩则产生L酸，电荷为负过剩则产生B酸。

12、固体催化剂表面酸量如何测定？举出三种方法并说明理由。

：较常用的方法：指示剂法、TPD法和量热法等。

指示剂法（胺滴定法）:把一定量固体酸悬浮于苯中，在隔绝水蒸汽条件下，加入几滴所选用的指示剂，然后用正丁胺滴定，从而求出酸量。限制：B酸和L酸不能区分，颜色重的样品，不易实现。

TPD法（程序升温脱附法）：用吸附剂固体酸事先吸附某种碱,在通入稳流载气并稳速升温的条件下,测定脱附速率随温度的变化曲线,即TPD曲线。用碱性气体的脱附温度表示酸的强度时，该温度下的脱附峰面积表示该强度的酸量。限制：不能区分B酸和L酸。

量热法（气态碱吸附法）：酸性越强，吸附碱的能力越强，脱附越困难！根据不同温度下脱附出去的碱量，可以确定酸的强度和酸量。

方法：用石英弹簧秤重量吸附法测定。固体酸吸附碱常用气体碱：NH3、吡啶。正丁胺，最好是三乙胺。

13、举例说明酸催化的作用机制。

14、分子筛有哪些催化性质？

（1）择形作用（2）离子可交换特性（3）表面酸碱性质（4）静电场效应

15、分子筛择形催化有哪几种形式？

（1）反应物的择形催（2）产物的择形催化

（3）过渡态限制的择形催化(4) 分子交通控制的择形催化

16、举例说明d穴和d%与催化活性的关系。

（1）不是d穴越多其催化活性就越好，因为d穴过多可能造成吸附太强，不利于催化反应。

（2）d%与金属催化活性的关系，实验研究得出，各种不同金属催化同位素（H2和D2）交换反应的速率常数，与对应的d%有较好的线性关系。

17、如何测定固体催化剂表面金属活性中心的分散度？

HOT（氢氧滴定脉冲色谱法）：先将O2化学吸附到金属上，然后用H2滴定化学吸附的氧，最后利用氧消耗的H2的量来计算金属的分散度。

18、氧化物催化剂表面上的氧物种种类、形成机制及其在催化氧化中的作用。

催化剂表面上氧的吸附形式主要有：电中性的氧分子物种（O2）

带负电荷的氧离子物种（O2-、O-、O2-）

形成机制：在催化氧化过程中，氧化物表面吸附的氧分子接受固体中的电子形成富电子的氧物种O2-和O-，并在较高温度下气／固界面的O-可以第二次得到电子形成O2-离子而结合到氧化物的表面中。

氧物种在催化氧化中的作用：

（1）强亲电性的O2-和O-物种进攻有机分子中电子密度最高的部分进行亲电加成形成过氧或环氧化合物，并且进一步发生断裂而使烃分子降解起始，烯烃形成饱和醛，而芳烃形成相应的酸酐。

（2）在高温时，高反应性的饱和醛迅速发生全氧化。

（3）晶格氧离子O2-是亲核试剂，它没有氧化性质,它们可以通过亲核加成插入到烃类分子缺电子的位置上，导致选择性氧化，这种方式生成的含氧化合物的类型取决于反应物分子与催化剂表面活性中心之间形成的中间态结构。

19、尖晶石结构和钙钛矿型结构的组成，及它们的晶胞结构。这二种结构的复合氧化物在催化反应中的主要作用。

尖晶石结构通式可写成AB2O4，其单位晶胞含有32个O2-负离子，组成立方紧密堆积，对应于式A8B16O32。尖晶石型催化剂的工业应用，一般在催化氧化领域中，主要包括烃类的选择性氧化。

钙钛矿型结构类似于矿物CaTiO3，是可用通式ABX3表示的氧化物，此处X是O2-离子。单位晶胞为正立方体，A位于晶胞的中心，B位于正立方体顶点。此中A的配位数为12（O2-），B的配位数为6（O2-）。钙钛矿型催化剂可用于催化氧化、催化燃烧和汽车尾气处理的催化剂。

20、“零排放”绿色化学的12条原则。

（1）防止废弃物的产生，而不是产生后再来处理；

（2）合成方法设计成将所有起始物质嵌入到最终产物中去；

（3）只要可能，合成方法设计成对人类健康和环境毒性很小；

（4）设计的化学产品应在保护其应有功效的同时尽量减少毒性；

（5）尽量不使用辅助性物质，如果一定要用，也应使用无毒物质；

（6）能量消耗越小越好，应能为环境和经济方面所认可，合成方法应在常温、常压下实施；（7）只要技术上和经济上可行，使用的原材料应是能再生的；

（8）应尽量避免不必要的派生过程；

（9）尽量使用催化选择性的试剂，好过使用计量比试剂；

（10）产品设计时应考虑物质完成自己的功能后，不再滞留于环境中，降解为无毒的产品；（11）需要开发实时、跟踪监控的分析方法，以防有害物质的形成；

（12）化学过程中使用的物质，应选择潜在危险最小的。

21、TiO2光催化原理，提高TiO2光催化活性的途径有哪些？

原理：当TiO2催化剂（Eg ＝3.2eV）受光照射，吸收了波长小于或等于387.5nm的光子后，价带中电子就会被激发到导带，形成带负电的高活性电子，同时在价带上产生带正电的空穴。光生电子具有强还原性，光生空穴具有强氧化性，二者可形成氧化-还原体系。

提高活性的途径：

（1）贵金属沉积（2）复合半导体（3）离子掺杂修饰（4）表面光敏化

22、沉淀法和溶胶-凝胶法制备催化剂的步骤，这二种方法制备催化剂过程中的影响因素，二种方法的优缺点。

沉淀法步骤：用沉淀剂将可溶性的催化剂组分转化为难溶化合物，再经分离、洗涤、干燥、焙烧、成型、活化等工序制得催化剂或催化剂载体。

影响因素：（1）浓度的影响①晶核生成速率②晶核长大速率

（2）温度的影响（3）溶液pH值影响（4）加料顺序的影响

优点：得到催化剂的颗粒大小均匀、分散度高；过程可控，操作简单方便。

缺点：制备过程影响沉淀的因素多，加料流速的波动，搅拌不均匀等。

溶胶-凝胶法步骤：金属醇盐水解、胶溶、陈化胶凝、干燥、焙烧等。

影响因素：（1）加入的电解质（适量可促进胶凝）（2）溶胶浓度（越高越易胶凝）（3）pH值（越高可促进氢氧化物溶胶胶凝）（4）温度（一般越高越易胶凝）优点：可以制得组成高度均匀、高比表面的催化材料；制得的催化剂孔径分布较均匀，且可控；可以制得金属组分高度分散的负载型催化剂，催化活性高

缺点：原料成本较高；存在残留小孔洞；较长的反应时间；有机溶剂对人体有一定的危害性。

23、如何用浸渍法制备出活性组分均匀负载的催化剂？

浸渍液的浓度控制恰当；浸渍液中活性组分的含量要多于载体内外表面能吸附的活性组分的数量，以免出现孔外浸渍液的活性组分已耗尽的情况，并且分离出过多的浸渍液后，不要马上干燥，要静置一段时间，使吸附、脱附、扩散达到平衡，使活性组分均匀地分布在孔内的孔壁上。

24、如何选择沉淀剂？

⑴沉淀剂易分解并含易挥发成分。常用的有NH3、NH3?H2O、CO2

⑵形成的沉淀物必须便于过滤和洗涤。

⑶沉淀剂的溶解度要大。

⑷形成的沉淀物溶解度要小，沉淀反应完全。

⑸沉淀剂无毒，不应造成环境污染。

25、晶形沉淀的形成条件。

⑴沉淀应在稀溶液中进行⑵沉淀剂应在搅拌下均匀缓慢加入

⑶较热溶液中进行⑷老化

26、催化剂失活类型及机理，工业上常用的催化剂再生方法。

失活类型：（1）中毒：催化剂的活性和选择性由于有害物质的影响而下降的过程。

（2）积炭：催化剂在使用过程中因表面逐渐形成碳的沉积物从而使催化剂的活性下降的过程。

（3）烧结、挥发与剥落：高温下，金属会结而导致晶粒长大，减少了催化金属的比表面积。催化剂活性组分的挥发或剥落，造成活性组分的流失，导致其活性下降。

再生方法：（1）蒸汽处理（2）空气处理

（3）通入氢气或不含毒物的还原性气体（4）用酸或碱溶液处理

27、催化剂的宏观物性：是指由组成各粒子或粒子聚集体的大小、形状与孔隙结构所构成的表面积、孔体积、形状及大小分布的特点，以及与此有关的传递特性及机械强度等。

28、测定固体催化剂表面活性中心颗粒大小的方法，并说明其原理。

X射线衍射分析法：

原理：垂直hkl于晶面方向的平均厚度D与半高宽B存在下面关系：

D=Kλ/Bcosθ,

式中λ是波长(nm)，B单位是弧度，D单位是nm。B是由晶粒大小引起的衍射峰加宽。

D=Kλ/(B-B0)cosθ ,

B0: 晶粒较大没有宽化时衍射峰极大值一半处的宽度。

三、综合分析及设计

开发一种蛋白型Rh/Al2O3催化剂用于NOx的催化还原，催化剂正常使用温度为600℃左右，但有时会窜到800℃以上，试设计一个催化剂开发方案（包括开发的流程、催化剂的形状、助剂的选取、制备方法、活性评价方法、表征方法等）。

工业催化试卷及答案

工业催化试卷及答案 Document number【SA80SAB-SAA9SYT-SAATC-SA6UT-SA18】

一、单项选择题（每小题 1 分，共 10 分） 1．为催化剂提供有效的表面和适宜孔结构的是（） A．活性组分B．载体 C．助剂 D．助催化剂 2．BET等温式属于五种吸附等温线中的类型（） A．I B．II C．III D．IV 3．能给出质子的称为（） A．B酸 B．B碱 C．L酸 D．L碱 4．工业上氧化乙烯制环氧乙烷的催化剂是（） A．Cu/γ-Al 2O 3 B．Ag/α-Al 2 O 3 C．Ag/γ-Al 2O 3 D．Ni/γ-Al 2 O 3 5．所有金属催化剂几乎都是过渡金属，主要是因为它们______（）A．易失去电子 B．易得到电子 C．易强烈吸附反应物D．有着d电子结构 6．X型分子筛最大孔径约为（） A． B． C．D． 7．金属在载体上的细微程度用（） A．分散度表示 B．单层分布表示 C．粒度表示 D．比表面表示 8．Ziegler-Natta催化属于（） A．酸催化 B．金属催化 C．金属氧化物催化 D．络合催化 9．下面属于n型半导体的是（） A．ZnO B．NiO C．Cu 2 O D．CuO 10．将燃料的化学能转化为电能的电化学装置称为（） A．燃料电池 B．蓄电池 C．发电机 D．燃烧反应器二、填空题（每空 1 分，共 10 分） 11．一种良好的工业实用催化剂，应该具有三方面的要求，即活性、选择性和稳定性。 12．能给出电子对的固体称为L碱。13．对固体表面酸的描述包括酸的类型、酸强度和酸量。 14．吸附的逆过程称为脱附。 15．在分子筛结构中，相邻的四面体由氧桥联结成环。 16．研究金属化学键的理论有能带理论、价键理论和配位场理论。 17．Cu的加入使Ni的d带空穴变少。 18．金属氧化物催化剂中直接承担氧化功能的是晶格氧。 19．三效催化剂中Pt能有效的促进一氧化碳和HC的催化氧化。 20．催化剂的活性随时间的变化分为成熟期、稳定期和衰老期。三、判断改错，在题后的括号内，正确的打“√”，错误的打“×”并改正。（每小题 2 分，共 10 分） 21．对于工业催化剂来说,活性越高越好。 (f) 22．有机物的乙酰化要用L酸位催化。（ t ） 23．X型和Y型分子筛的结构是一样的。（ f ） 24．择形催化是分子筛的主要特征。（ t ） 25．金属的禁带宽度很大。（ f ）（）四、名词解释（每小题 4 分，共 20 分） 26．催化剂凡能加速化学反应趋向平衡，而在反应前后其化学组成和数量不发生变化的物质。 27．超强酸是一种酸性比100%硫酸还强的酸。H。＜－ 28．结构敏感反应

工业催化试卷

工业催化参考试卷――1 一、填空 1. 催化剂只能改变化学反应到达平衡的速率_____________而不改变反应的_ _反应的平衡位置 __________。 2. 多相催化剂通常由_______、_______、_______三部分组成。 3. 评价工业催化剂性能好坏的指标有_______、_______、_______、_______、_______等。 4. 在多相催化反应中有_______、_______、_______三类控制步骤。在连串反应中，控制步骤_______总过程速度。当过程处于_______时，催化剂内表面利用率最高。 5. 固体酸表面存在_______和______两类酸性中心；两者的转化条件是_________________。 6. 催化剂表面能量分布的类型有_______、_______、_______三种形式。 7. Langmuir 吸附等温式用于_______，吸附量与压力的关系是_______。 8. 吸附热表征_______。催化活性与吸附热之间的关系_______。 9. 半导体的附加能级有_______和_______两种，N 型半导体的附加能级是_______能级，它使半导体的E f _______，电导率_______。 10. 络合物催化剂由_______和_______两部分组成。 11. 常用的工业催化剂制备方法有_______、_______、_______等。 12. 造成催化剂失活的原因有_______、_______、_______等。 13. 催化剂上的吸附有_______ 和____________两种类型； H2 的吸附常采用_______ ，烯烃的吸附常采用_________。反应物在催化剂上的吸附态决定了催化反应的 _______。 14. 按照助剂的功能，它可以分为_______、_______两类。 15. d 轨道在四面体配位场中能级分裂为_______、_______两组；当电子成对能P<分裂能Δ 时，电子采取_______排布。 16. 影响过渡金属的催化剂活性的因素有_______、______两方面，组成合金可以调节过渡金属催化剂的_______因素。 17. 分子筛催化剂的特点是_______。常用的分子筛催化剂有_______、_______等。 18. 均相催化的优点是_______、_______；但其缺点是_______、_______等。 19. 选择性的定义是________________________，其计算公式是_______________________。二、画出[PtCl3(CH2=CH2)]―的空间构型及电子结构图,并指出CH2=CH2 活化的原因。三、（二选一）1.写出CO+O2→CO2 在P 型半导体催化剂上的反应机理。2.试解释N 型半导体催化剂利于加氢反应。 n—型半导体: 阳离子过剩，阴离子缺位。例，ZnO中Zn2+ 离子过剩。为保持电中性，过剩的离子，拉住一个电子形成eZn2＋，在靠近导带附近形成一附加能级。温度升高时，此电子释放出来，成为自由电子，这是ZnO导电的来源。

(完整版)工业催化试卷及答案

、单项选择题（每小题 1分，共10 分） 1.为催化剂提供有效的表面和适宜孔结构的是（ ) A .活性组分 B .载体 C .助剂 D .助催化剂 2 . BET 等温式属于五种吸附等温线中的类型（ ) A . I B . II C . III 3.能给出质子的称为（） A . B 酸 B . B 碱 C . L 酸 D . L 碱 4.工业上氧化乙烯制环氧乙烷的催化剂是（ ) A . Cu/ Y AI 2O 3 B . Ag/ a Al 2O 3 C . Ag/ Y AI 2O 3 D . Ni/ 丫Al 2O 3 5.所有金属催化剂几乎都是过渡金属，主要是因为它们 ___________ （） A .易失去电子 B .易得到电子 12 .能给出电子对的固体称为 L 碱。 13 .对固体表面酸的描述包括酸的类型、酸强度和酸量。 14 .吸附的逆过程称为脱附。 15 .在分子筛结构中，相邻的四面体由氧 _____ 联结成环。 16 .研究金属化学键的理论有能带理论、价键理论和配位场理论。 17. Cu 的加入使 Ni 的d 带空穴变少。 18 .金属氧化物催化剂中直接承担氧化功能的是晶格氧。 19 .三效催化剂中Pt 能有效的促进一氧化碳和HC 的催化氧化。 20 .催化剂的活性随时间的变化分为成熟期、稳定期和衰老期二、填空题（每空1分，共10分） 11. 一种良好的工业实用催化剂，应该具有三方面的要求，即活性、选择性和稳定性。 26 .催化剂凡能加速化学反应趋向平衡，而在反应前后其化学组成和数量不发生变化的物质。 C .易强烈吸附反应物 D .有着d 电子结构 6 . X 型分子筛最大孔径约为（） A . 0.4 nm B . 0.6 nm C . 0.7 nm D . 0.8 nm 7.金属在载体上的细微程度用（） A .分散度表示 B . 单层分布表示 C .粒度表示 D . 比表面表示 & Ziegler-Natta 催化属于( ) A .酸催化 B . 金属催化 C .金属氧化物催化 D . 络合催化 9.下面属于n 型半导体的是（） A . ZnO B . NiO 纸订装 C . Cu 2O D . CuO 三、判断改错，在题后的括号内，正确的打“V” ，错误的打“x”并改正。（每小题2分，共10分） 21 .对于工业催化剂来说，活性越高越好。（f ） 22 .有机物的乙酰化要用 L 酸位催化。（t ） 23 . X 型和Y 型分子筛的结构是一样的。（f ） 10.将燃料的化学能转化为电能的电化学装置称为（） A .燃料电池 B .蓄电池 C .发电机 D .燃烧反应器 24 .择形催化是分子筛的主要特征。（t ） 25 .金属的禁带宽度很大。（f ）（）四、名词解释（每小题 4分，共20分）

工业催化期末复习题完整版

工业催化期末复习题标准化管理处编码[BBX968T-XBB8968-NNJ668-MM9N]

第二章催化作用与催化剂电子型助催化剂的作用：改变主催化剂的电子结构，促进催化活性及选择性。金属的催化活性与其表面电子授受能力有关。具有空余成键轨道的金属，对电子有强的吸引力，吸附能力的强弱是与催化活性紧密相联的在合成氨用的铁催化剂中，由于Fe是过渡元素，有空的d轨道可以接受电子，故在Fe-Al2O3中加入K2O后，后者起电子授体作用，把电子传给Fe，使Fe原子的电子密度增加，提高其活性，K2O是电子型的助催化剂第三章吸附与多相催化 1简述多相催化反应的步骤包括五个连续的步骤。 (1)反应物分子从气流中向催化剂表面和孔内扩散； (2)反应物分子在催化剂表面上吸附； (3)被吸附的反应物分子在催化剂表面上相互作用或与气相分子作用进行化学反应； (4)反应产物自催化剂表面脱附； (5)反应产物离开催化剂表面向催化剂周围的介质扩散。上述步骤中的第(1)和(5)为反应物、产物的扩散过程。属于传质过程。第(2)、(3)、(4)

步均属于在表面进行的化学过程，与催化剂的表面结构、性质和反应条件有关，也叫做化学动力学过程 2外扩散与内扩散的区别外扩散：反应物分子从流体体相通过吸附在气、固边界层的静止气膜（或液膜）达到颗粒外表面，或者产物分子从颗粒外表面通过静止层进入流体体相的过程，称为外扩散过程。内扩散：反应物分子从颗粒外表面扩散进入到颗粒孔隙内部，或者产物分子从孔隙内部扩散到颗粒外表面的过程，称为内扩散过程。为充分发挥催化剂作用，应尽量消除扩散过程的影响外扩散阻力：气固（或液固）边界的静止层。消除方法：提高空速内扩散阻力：催化剂颗粒孔隙内径和长度. 消除方法：减小催化剂颗粒大小，增大催化剂孔隙直径 3解离吸附的Langmuir等温式的推导过程 4物理吸附与化学吸附的区别物理吸附是表面质点和吸附分子之间的分子力而引起的。具体地是由永久偶极、诱导偶极、色散力等三种范德华引力。物理吸附就好像蒸汽的液化，只是液化发生在固体表面上罢了。分子在发生物理吸附后分子没有发生显着变化。

工业催化复习资料资料-问答题

1.什么是催化剂？根据IUPAC于1981年提出的定义，催化剂)是一种物质，它能够改变反应的速率而不改变该反应的标准Gibbs自由焓变化 2.催化作用的四个基本特征是什么？ ⑴催化剂只能加速热力学上可以进行的反应，而不能加速热力学上无法进行的反应； ⑵催化剂只能加速反应趋于平衡，而不能改变平衡的位置(平衡常数)，且催化剂可同时加速正逆反应；⑶催化剂对反应具有选择性，当反应有一个以上生成多种产物的方向时，催化剂仅加速其中的一种。⑷催化剂由正常运转到更换所延续时间（寿命）。 3.什么是助催化剂？分为哪几种？催化剂中加入的另一种或者多种物质，本身不具活性或活性很小的物质，但能改变催化剂的部分性质，如化学组成、离子价态、酸碱性、表面结构、晶粒大小等，从而使催化剂的活性、选择性、抗毒性或稳定性得以改善。结构型和电子型两类 4.请说明理想的催化剂载体应具备的条件。 ⑴具有能适合反应过程的形状和大小；⑵有足够的机械强度，能经受反应过程中机械或热的冲击；有足够的抗拉强度，以抵抗催化剂使用过程中逐渐沉积在细孔里的副反应产物(如积碳)或污物而引起的破裂作用；⑶有足够的比表面，合适的孔结构和吸水率，以便在其表面能均匀地负载活性组分和助催化剂，满足催化反应的需要；⑷有足够的稳定性以抵抗活性组分、反应物及产物的化学侵蚀，并能经受催化剂的再生处理；⑸能耐热，并具有合适的导热系数；⑹不含可使催化剂中毒或副反应增加的物质；⑺原料易得，制备方便，在制备载体以及制备成催化剂时不会造成环境污染；⑻能与活性组分发生有益的化学作用；⑼能阻止催化剂失活 5多相催化反应的一般步骤？物理过程和化学过程分别是哪几步？ ⑴反应物分子从气流中向催化剂表面和孔内扩散。⑵反应物分子在催化剂内表面上吸附。⑶吸附的反应物分子在催化剂表面上相互作用或与气相分子作用进行化学反应。 ⑷反应产物自催化剂内表面脱附。⑸反应产物在孔内扩散到反应气流中去 ⑴⑸扩散为物理过程；⑵⑶⑷为化学过程 6物理吸附与化学吸附的特点？物理吸附是借助分子间力，吸附力弱，吸附热小(8～20kJ/mol)，接近于气体的液化热，且是可逆的，无选择性，分子量越大越容易发生，吸附稳定性不高，吸附与解吸速率都很快，可单分子层或多分子层吸附，不需要活化能。

专科《工业催化》_试卷_答案

专科《工业催化》一、（共50题,共100分） 1. 关于催化剂描述不正确的是 ( ) （2分） A.催化剂量与化学计量方程式无关 B.反应速度通常与催化剂量成正比 C.加速反应但不参加反应者也是催化剂 D.参加反应后催化剂会有变化但很微小 .标准答案：C 2. 工业上用于空气氧化乙烯制环氧乙烷的催化剂中和分别作为( ) （2分） A.主催化剂和助催化剂 B.主催化剂和载体 C.载体和主催化剂 D.助催化剂和主催化剂 .标准答案：B 3. MgO载体是( ) （2分） A.酸性载体 B.两性载体 C.中性载体 D.碱性载体 .标准答案：D 4. 在过渡金属中，下列哪种物质的化学吸附最弱( ) （2分） A.乙烷 B.乙烯 C.乙炔 D.苯 .标准答案：A 5. 孔半径范围在1.5~15nm的孔称为（）（2分） A.微孔 B.中间孔 C.中大孔 D.大孔 .标准答案：B 6. 下列催化剂制备方法中，只能制备低含量金属负载型催化剂的是( ) （2分） A.沉淀法 B.机械混合法 C.离子交换法 D.浸渍法 .标准答案：C 7. B.E.T.方程式的导出是基于( ) （2分） A.化学吸附的多分子层理论，用Langmuir的理想表面吸附模型推导出来 B.物理吸附的多分子层理论，用Langmuir的理想表面吸附模型推导出来的 C.物理吸附的单分子层理论，用Langmuir的理想表面吸附模型推导出来的 D.物理吸附的多分子层理论，用Freundlich的非理想表面吸附模型推导出来的 .标准答案：B 8. 两种反应物参加的多相催化反应中( ) （2分） A.两种反应物都必须发生化学吸咐 B.至少一种反应物发生化学吸附 C.至少一种反应物发生物理吸附 D.以上都可以 .标准答案：B 9. 在催化剂的煅烧过程中，下列哪种说法不正确( ) （2分） A.失去化学键合的水或二氧化碳 B.不改变孔径分布 C.形成活性相 D.稳定机械性质 .标准答案：B 10. 助催化剂（）（2分） A.本身对某一反应有很好的活性 B.加入的量一般小于催化剂总量的10% C.对载体没有帮助 D.对催化活性组分无影响 .标准答案：B 11. 下列哪种制备方法是控制均匀沉淀的有效方法( ) （2分） A.在金属盐溶液中加NaOH作沉淀剂 B.在金属盐溶液中加尿素作沉淀剂并加热 C.在金属盐溶液中加Na2CO3作沉淀剂 D.在金属盐溶液中加醋酸作沉淀剂 .标准答案：B 12. 在用压汞法测孔结构时( ) （2分） A.样品孔半径越大，所需汞压越大 B.样品孔半径越小，所需汞压越小 C.样品孔半径越大，所需汞压越小 D.样品孔半径与所需汞压无关 .标准答案：C 13. 下列金属催化剂中，加氢反应活性最高的是( ) （2分） A.Pt B.Pd C.Ni D.Cu .标准答案：A 14. 在过渡金属催化加氢催化剂中，一般其“d带空穴”和“d特征百分数”范围在 ( ) （2分） A.0~2，40~50% B.2~4，40~50% C.0~2，80~90% D.2~4，80~90% .标准答案：A

工业催化试题答案

催化科学与技术八大领域： 1.多相催化科学与技术 2.均相催化科学与技术(包括负载络合催化, 均相过程多相化). 3.光、电催化科学与技术(光催化与电极催化过程). 4.酶催化科学与技术(酶的结构与性能,酶改性,酶浓集和固定化, 酶的分离和负载以及仿酶催化). 5.催化分离科学与技术(催化蒸馏,催化膜反应,催化萃取) 6.催化材料科学与技术 7.催化剂制造科学与技术(沉淀法,浸渍法,沉淀沉积法,溶胶凝胶法,超临界反应法, 等离子体法,生物法制酶等). 8.催化剂性能表征和催化研究方法 ?特征：（1）催化剂只能加速热力学上可以进行的反应. （2）只能加速到达反应平衡的时间，不能改变化学平衡位置. （3）催化剂对反应具有选择性（4）催化剂活性有一定寿命 ?催化剂组成 ①活性组分：提供改变反应历程的组分，多为金属、氧化物、酸碱 ②载体组分：是或活性组分的分散剂、粘合剂、或支撑体。多数为硅和铝的氧化物 ③助催化剂组分：催化剂的辅助组分，本身没有活性或者活性很低，用于改善催化剂的各种性能 ?载体功能： ①提供适宜的比表面和孔结构 ②维持催化的形状和机械强度 ③改善催化剂热传导性 ④提高催化剂中活性组分分散度 ⑤提供附加活性中心 ⑥活性组分和载体的溢流现象和强相互作用活性组分与载体的溢流现象（Spillover）和强相互作用所谓溢流现象，是指固体催化剂表面的活性中心（原有的活性中心）经吸附产生出一种离子的或者自由基的活性物种，它们迁移到别的活性中心处（次级活性中心）的现象。它们可以化学吸附诱导出新的活性或进行某种化学反应。如果没有原有活性中心，这种次级活性中心不可能产生出有意义的活性物种，这就是溢流现象。它的发生至少两个必要的条件：（A）溢流物种发生的主源；（B）接受新物种的受体，它是次级活性中心。 ?工业催化剂的要求 1、催化剂的活性： 2、催化剂的选择性： 3、催化剂的稳定性 4、环境相容性催化剂稳定性

工业催化期末复习题

工业催化期末复习题 Revised as of 23 November 2020

(1)反应物分子从气流中向催化剂表面和孔内扩散； (2)反应物分子在催化剂表面上吸附； (3)被吸附的反应物分子在催化剂表面上相互作用或与气相分子作用进行化学反应； (4)反应产物自催化剂表面脱附； (5)反应产物离开催化剂表面向催化剂周围的介质扩散。上述步骤中的第(1)和(5)为反应物、产物的扩散过程。属于传质过程。第(2)、(3)、(4)步均属于在表面进行的化学过程，与催化剂的表面结构、性质和反应条件有关，也叫做化学动力学过程 2外扩散与内扩散的区别外扩散：反应物分子从流体体相通过吸附在气、固边界层的静止气膜（或液膜）达到颗粒外表面，或者产物分子从颗粒外表面通过静止层进入流体体相的过程，称为外扩散过程。内扩散：反应物分子从颗粒外表面扩散进入到颗粒孔隙内部，或者产物分子从孔隙内部扩散到颗粒外表面的过程，称为内扩散过程。为充分发挥催化剂作用，应尽量消除扩散过程的影响外扩散阻力：气固（或液固）边界的静止层。消除方法：提高空速内扩散阻力：催化剂颗粒孔隙内径和长度. 消除方法：减小催化剂颗粒大小，增大催化剂孔隙直径 3解离吸附的Langmuir等温式的推导过程

工业催化复习题及答案

1、论述催化剂是如何加速反应速率的？催化剂可以改变反应路线，降低反应的活化能，使反应物分子中活化能的百分数增大，反应数率加快 2、催化作用有哪些基本特征？ 1) 催化剂只能加速热力学上可以进行的反应，而不能加速热力学上无法进行的反应。 2) 催化剂只能加速反应趋于平衡，而不能改变平衡的位置（平衡常数）。 3) 催化剂对反应具有选择性。 4) 催化剂的寿命 3、说明催化剂为什么不能改变平衡反应的平衡位置？化学平衡是由热力学决定的，DG0=RTlnKP，其中KP为反应的平衡常数，DG0是产物与反应物的标准自由焓之差，是状态函数，只决定于过程的始终态，而与过程无关，催化剂的存在不影响DG0值，它只能加快达到平衡所需的时间，而不能移动平衡点 4、具有加氢功能的催化剂往往对脱氢反应也有活性。试给予解释。根据Kf=K1/K2，催化剂可以以相同的比例加速正、逆反应速率常数。因此，对于可逆反应，能够催化正方向反应的催化剂，就应该能催化逆方向反应。 5、通常固体催化剂有哪几个部分组成的？活性组分、助催化剂、载体 6、试说明催化剂稳定性与寿命的区别与联系。稳定性：是指催化剂的活性和选择性随时间变化的情况。寿命：是指在工业生产条件下，催化剂的活性能够达到装置生产能力和原料消耗定额的允许使用时间。区别：前者指的是变化情况，后者指的是时间长短。联系：催化剂的稳定性直接影响了其寿命，稳定性好的催化剂的寿命长，稳定性不好的则短。 7、多相催化反应通常包括哪个连续的步骤？（1）反应物分子从气流中向催化剂表面和孔内扩散；（2）反应物分子在催化剂内表面上吸附；（3）吸附的反应物分子在催化剂表面上相互作用或与气相分子作用进行化学反应；（4）反应产物自催化剂内表面脱附；（5）反应产物在孔内扩散并扩散到反应气流中去。 8、试比较物理吸附与化学吸附。物理吸附是借助分子间力，吸附力弱，吸附热小（8-20kJ/mol），且是可逆的，无选择性，分子量越大物理吸附越容易发生。化学吸附化学吸附是借助于化学键力，遵从化学热力学和化学动力学的传统定律，具有选择性特征，化学吸附吸附热大（40-800kJ/mol），一般是不可逆的，尤其是饱和烃分子的解离吸附。 9、固体表面发生化学吸附的原因是什么？发生化学吸附的原因，是由于位于固体表面的原子具有自由价，这些原子的配位数小于固体内原子的配位数，使得每个表面原子受到一种内向的净作用力，将扩散到其附近的气体分子吸附形成化学键 10、金属表面上甲烷和氢分子的吸附，只能形成解离型化学吸附，为什么？因为分子氢、烃分子在吸附之前先必须解离，因为很多这类分子不能直接与金属的“表面自由价”成键，必须先自身解离，成为有自由价的基团，所以只能形成解离理化学吸附。 11、如何判断一个催化反应是存在内、外扩散的控制？如果反应物流量的改变对反应物的转化率影响较大，则存在外扩散控制；如果催化剂的粒径大小的改变对转化率的影响较大，则存在内扩散控制。 12、试叙述固体表面酸中心类型测定方法、以吡啶作吸附质的IR谱法（1）L酸的红外光谱特征峰：1450cm-1 、1490cm-1 和1610cm -1 （2）B酸的红外光谱特征峰：1540cm-1 13、试叙述固体酸强度测定方法。（1）胺滴定法：选用一种适合的pKa指示剂（碱），吸附于固体酸表面上，它的颜色将给出该酸的强度（2）气态碱吸附法：当气态碱分子吸附在固体酸位中心时，强酸位吸附的碱比弱酸位吸附的更牢固，使其脱附也更苦难。当升温排气脱附时，弱吸附的碱将首先排出，故依据不同温度下排出（脱附）的碱量，可以给出酸强度和酸量。 14、请简要叙述沸石结构的三个层次第一个结构层次：硅氧四面体和铝氧四面体第二个结构层次：由硅氧四面体或铝氧四面体通过氧桥联结成的环第三个结构层次：氧环通过氧桥相互联结，形成具有三维空间的多面体 15、3A、4A和5A分子筛都是型分子筛吗？它们的孔径大小分别为多少？其结构中的阳离子分别是什么？是。3A：0.3nm 钾离子；4A：0.4nm 钠离子；5A：0.5nm 钙离子。 16、X型和Y 型分子筛的结构一样吗？它们的区别在哪里？其硅铝比分别是多少？不一样。区别在于硅铝比不同。X型Si/Al为1-1.5；Y型Si/Al为1.5-3.0。 17、简述分子筛的主要四种催化作用、（1）酸催化；（2）择形催化；（3）双功能催化；（4）催化氧化 18、分子筛择形催化有哪四种不同形式、（1）反应物的择形催化；（2）产物的择形催化；（3）过渡状态限制的择形催化；（4）分子交通控制的择形催化 19、什么类型的分子筛具有催化氧化性能 TS-1 分子筛；ZSM-5 分子筛 20、依形态结构划分，金属催化剂分别有哪五种类型？ 1）块状金属催化剂；2）分散或负载型金属催化剂；3）合金催化剂； 4）金属互化物催化剂；5）金属簇状物催化剂 21、简述金属催化剂可以发生的四种反应类型。 1）加氢反应；2)氧化反应；3）重整反应；4）氢醛化反应 22、什么是 d 带空穴？它与金属催化剂的化学吸附和催化性能之间的关系式什么？金属的 d 带中某些能级未被充满，可看作 d 带中的空穴，称为“d 带空穴”。有 d 带空穴，就能与被吸附的气体分子形成化学吸附键，生成表面中间物种，具有催化性能。 d 带空穴愈多，末配对的 d 电子愈多，对反应分子的化学吸附也愈强。催化剂的作用在于加速反应物之间的电子转移，这就要求催化剂既具有接受电子的能力，又有给出电子的能力。过渡金属的 d 空穴正是具有这种特性，然而对一定的反应，要求催化剂具有一定的 d 空穴，而不是愈多愈好 23、什么是 d 特性百分数？它与金属催化剂的化学吸附和催化活性有什么关系。 d 特性百分数（d%）：杂化轨道中 d 原子轨道所占的百分数。 d%越大化学吸附能力越强。但从活化分子的能量因素考虑，要求化学吸附既不太强，也不要太弱。吸附太强导致不可逆吸附，吸附太弱则不足以活化反应分子，所以要求d％有一定范围 24、为什么金属催剂都是过渡金属？金属催化剂主要是过渡金属，特别是 VIII 族金属。这与金属的结构、表面化学键有关；过渡金属是很好的加氢、脱氢催化剂，H2 很容易在金属表面吸附，吸附反应不会进行到催化剂的体相；一般金属在反应条件下很容易被氧化到体相，不能作为氧化反应催化剂，但贵金属(Pd,Pt, Ag, Au 等)能抗拒氧化，可作为氧化反应催化剂 25、什么是几何对应理论? 要求催化剂原子和反应物分子结构在几何尺寸上接近的理论称之为几何对应理论， 26、金属催化剂为什么大多数制备成负载型催化剂？因为金属催化剂尤其是贵金属，价格昂贵，将其分散成微小的颗粒附着在高表面积和大孔隙的的载体上，可以节省用量，增加金属原子暴露于表面的机会。 27、请说明双金属催化剂的主要类型和用途。第一类，第 VIII 族和 IB 族元素组成的双金属系，如Ni-Cu，Pd-Au 等合金；主要用于烃的氢解，加氢和脱氢等反应；第二类，两种 IB 族元素组成的，如 Ag-Au, Cu-Au 等合金，用于改善部分氧化反应的选择性；第三类，两种 VIII 族元素组成的，如 Pt-Ir, Pt-Fe 等合金，用于增加催化剂活性的稳定性。重整催化剂 Pt-Ir 较之 Pt 的稳定性大大提高，原因： Pt-Ir 形成合金减少表面烧结； Ir 有强的氢解活性，抑制了表面积炭的生成。 28、金属硫化物催化剂的基本用途是什么？金属硫化物催化剂，如 Mo、W、Ni、Co、Fe 等的金属硫化物具有加氢、异构、氢解等催化活性，用于油品的加氢精制；加氢脱硫(HDS)、加氢脱氮(HDN)、加氢脱金属(HDM)等过

工业催化试卷答案整理

工业催化试卷答案整理一，催化剂载体的功能？1.提供有效的表面和适宜的孔结构2增强催化剂的机械强度3改善催化剂的传导性4减少活性组分的含量5载体提供附加的活性中心6活性组分与载体之间的溢流现象和强相互作用。二，工业催化剂的一般要求是什么？1具有高活性和选择性2稳定性好3环境友好和自然界的相容性。三，络合催化剂有几个关键的基元反应？1配位不饱和与氧化加成反应2穿插反应3，B—氢转移反应4配位体解离和配位体交换反应四，工业催化剂的制备方法有：沉淀法，浸渍法，混捏法，离子交换法，熔融法等。常用是沉淀法，浸渍法，混捏法。五，酶催化的特征为：酶是一种生物催化剂⑴酶具有化学催化的一般特征①不变性，催化剂只能加速催化剂反应的进行，但在反应前后，催化剂本身保持不变②可逆性，催化剂能以相同的效果加速正逆反应的进行，即催化剂只能加速化学平衡的到达，但不能改变化学平衡状态和平衡常数，催化剂只能加速热力学上可以实现的反应③选择性，催化剂能有选择的加速某个反应，从而提高目的产物的收率。⑵酶与一般催化剂比较具有以下特点①催化活性极高，对同一反应酶催化比一般化学催化效率高10～6-10～13倍②极高的催化专一性，酶只能加速一种底物或一些

结构相似的底物的化学反应。③催化反应条件很温和。酶催化可在常温常压和中性PH介质环境下进行。㈠催化作用的定义及特征？催化作用：催化剂是一种物质，它能够加速反应的速率而不改变该反应的标准Gibbs自由焓变化。这种作用称为催化作用。涉及催化剂的反应称为催化反应。催化作用的特征：①催化剂只能加速热力学上可以进行的反应，而不能加速热力学上无法进行的反应，②催化剂只能加速反应趋于平衡，而不能改变平衡的位置③催化剂对反应具有选择性④催化剂具有一定的寿命㈡催化助剂的种类？催化助剂是催化剂中具有提高催化剂活性、选择性、改善催化剂耐热性、抗毒性、机械强度和寿命等性能的组分。助催化剂本身并无催化活性，但只要在催化剂中添加少量的助催化剂即可显著改善催化剂的性能。催化助剂有：结构助催化剂，电子助催化剂，晶格缺陷助催化剂，选择性助催化剂，扩散助催化剂等（三）分子筛催化剂的择形催化特性？1.反应物的择形催化2.产物的择形催化3.过滤状态限制的择形催化4.分子交通控制的择形催化（四）影响酶催化反应的因素是什么？一、温度对酶促的影响，温度对酶催化作用的影响体现于两个方面1）与一般的化学反应相同，在一定的温度范围内，酶促反应速率随着温度的升高而加快，一般每升高10度，反应速率提高1-2倍2）酶是蛋白质，

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1.1、论述催化剂是如何加速反应速率的？催化剂可使化学反应物在不改变的情况下，经由只需较少活化能的路径来进行化学反应。因而加快了反应速率。 1.2、催化作用有哪些基本特征？ 1) 催化剂只能加速热力学上可以进行的反应，而不能加速热力学上无法进行的反应。 2) 催化剂只能加速反应趋于平衡，而不能改变平衡的位置（平衡常数）。 3) 催化剂对反应具有选择性。 4) 实际上催化剂并不能无限期地使用，在长期受热和化学、物理作用下，会发生不可逆的变化，这将导致催化剂活性下降，最终导致催化剂失活。 1.3、说明催化剂为什么不能改变平衡反应的平衡位置？对于给定的反应，在已知条件下，其催化和非催化过程的-△G r值是相同的，即Kf值是相同的，所以平衡位置没有改变。另一种答案：化学平衡是由热力学决定的，?G = ? RT ln k p ，其中kp 为反应的平衡常数，?G 是产物与反应物的标准自由焓之差，是状态函数，只决定于过程的始终态，而与过程无关。催化剂的存在不影响?G 值，它只能加速达到平衡所需的时间，而不能移动平衡点。 1.4、具有加氢功能的催化剂往往对脱氢反应也有活性。试给予解释。、具有加氢功能的催化剂往往对脱氢反应也有活性。试给予解释。根据Kf= ,催化剂可以以相同的比例加速正、逆反应的速率常数。因此，对于可逆反应，能够催化正方向反应的催化剂，就应该能催化逆方向反应。 2.1、通常固体催化剂有哪几个部分组成的？通常估计催化剂由活性组分、载体和助催化剂三个部分组成。（1）载体：载体是催化剂活性组分的分散剂、黏合物或支撑体，是负载活性组分的骨架。（2）助催化剂：本身没有活性或者活性很小，但加入到催化剂中后，可以改变催化剂的化学组成、化学结构、离子价态、酸碱性、晶格结构、表面结构、孔结构、分散状态、机械强度等，从而提高催化剂的活性、选择性、稳定性和寿命。 2.2、在甲烷催化氧化偶联反应研究中，如果反应物进料为甲烷和氧气，反应产物经气相色谱分析结果mol % 、在甲烷催化氧化偶联反应研究中，如果反应物进料为甲烷和氧气，反应产物经气相色谱分析结果组成如下：组成如下：CH4 20%、C2H4 30%、C2H6 20% 、CO2 20% 、CO 10% 。不考虑反应过程中的积碳问、、试计算（）甲烷的转化率；（2）题。试计算（1）甲烷的转化率；）乙烯的选择性。（乙烯的选择性。解：设产物以100mol计（1）x（转化率）= 30 × 2 + 20 ×2 + 20 × 1 + 10 ×1 ×100% = 88.67% 20 ×1 + 30 ×2 + 20 ×2 + 20 ×1 + 10 ×1 30 ×2 （2）s（选择性）= ×100% = 46.15% 30 ×2 + 20 ×2 + 20 × 1 + 10 × 1 2.3、试说明催化剂稳定性与寿命的区别与联系。、试说明催化剂稳定性与寿命的区别与联系。稳定性：是指催化剂的活性和选择性随时间变化的情况。寿命：是指在工业生产条件下，催化剂的活性能够达到装置生产能力和原料消耗定额的允许使用时间。区别：前者指的是变化情况，后者指的是时间长短。联系：催化剂的稳定性直接影响了其寿命，稳定性好的催化剂的寿命长，稳定性不好的则短。 3.1、多相催化反应通常包括哪个连续的步骤？、多相催化反应通常包括哪个连续的步骤？（1）反应物分子从气流中向催化剂表面和孔内扩散；（2）反应物分子在催化剂内表面上吸附；（3）吸附的反应物分子在催化剂表面上相互作用或与气相分子作用进行化学反应；（4）反应产物自催化剂内表面脱附；（5）反应产物在孔内扩散并扩散到反应气流

(完整版)工业催化考试题目

1.1、论述催化剂是如何加速反应速率的？催化剂可使化学反应物在不改变的情况下，经由只需较少活化能的路径来进行化学反应。因而加快了反应速率。 1.2、催化作用有哪些基本特征？ 1）催化剂只能加速热力学上可以进行的反应，而不能加速热力学上无法进行的反应。 2）催化剂只能加速反应趋于平衡，而不能改变平衡的位置（平衡常数）。 3）催化剂对反应具有选择性。 4）实际上催化剂并不能无限期地使用，在长期受热和化学、物理作用下，会发生不可逆的变化，这将导致催化剂活性下降，最终导致催化剂失活。 1.3、说明催化剂为什么不能改变平衡反应的平衡位置？对于给定的反应，在已知条件下，其催化和非催化过程的-△ G r值是相同的，即Kf值是相同的，所以平衡位置没有改变。另一种答案：化学平衡是由热力学决定的，?G = ? RT ln k p ，其中kp 为反应的平衡常数，?G 是产物与反应物的标准自由焓之差，是状态函数，只决定于过程的始终态，而与过程无关。催化剂的存在不影响?G 值，它只能加速达到平衡所需的时间，而不能移动平衡点。 1.4、具有加氢功能的催化剂往往对脱氢反应也有活性。试给予解释。、具有加氢功能的催化剂往往对脱氢反应也有活性。试给予解释。根据Kf= , 催化剂可以以相同的比例加速正、逆反应的速率常数。因此，对于可逆反应，能够催化正方向反应的催化剂，就应该能催化逆方向反应。 2.1、通常固体催化剂有哪几个部分组成的？通常估计催化剂由活性组分、载体和助催化剂三个部分组成。（1）载体：载体是催化剂活性组分的分散剂、黏合物或支撑体，是负载活性组分的骨架。（2）助催化剂：本身没有活性或者活性很小，但加入到催化剂中后，可以改变催化剂的化学组成、化学结构、离子价态、酸碱性、晶格结构、表面结构、孔结构、分散状态、机械强度等，从而提高催化剂的活性、选择性、稳定性和寿命。 2.2、在甲烷催化氧化偶联反应研究中，如果反应物进料为甲烷和氧气，反应产物经气相色谱分析结果mol % 、在甲烷催化氧化偶联反应研究中，如果反应物进料为甲烷和氧气，反应产物经气相色谱分析结果组成如下：组成如下：CH4 20%、C2H4 30%、C2H6 20% 、CO2 20% 、CO 10% 。不考虑反应过程中的积碳问、、试计算（）甲烷的转化率；（2）题。试计算（1）甲烷的转化率；）乙烯的选择性。（乙烯的选择性。解：设产物以100mol 计（1）x（转化率）=30 X 2 + 20 X 2 + 20 X 1 + 10 X 1 X 100% =88.67% 20 X 1 + 30 X 2 + 20 X 2 + 20 X 1 + 10 X 1 30 X 2 （2）s （选择性）= X 100% = 46.15% 30 X 2 + 20 X 2 + 20 X 1 + 10 X 1 2.3、试说明催化剂稳定性与寿命的区别与联系。、试说明催化剂稳定性与寿命的区别与联系。稳定性：是指催化剂的活性和选择性随时间变化的情况。寿命：是指在工业生产条件下，催化剂的活性能够达到装置生产能力和原料消耗定额的允许使用时间。区别：前者指的是变化情况，后者指的是时间长短。联系：催化剂的稳定性直接影响了其寿命，稳定性好的催化剂的寿命长，稳定性不好的则短。 3.1、多相催化反应通常包括哪个连续的步骤？、多相催化反应通常包括哪个连续的步骤？（ 1 ）反应物分子从气流中向催化剂表面和孔内扩散；（2）反应物分子在催化剂内表面上吸附；（3）吸附的反应物分子在催化剂表面上相互作用或与气相分子作用进行化学反应；（4）反应产物自催化剂内表面脱附；（5）反应产物在孔内扩散并扩散到反应气流中去。 3.2、试比较物理吸附与化学吸附。、试比较物理吸附与化学吸附。物理吸附是借助分子间力，吸附力弱，吸附热小（8-20kJ/mol ），且是可逆的，无选择性，分子量越大物理吸附越容易发生。化学吸附化学吸附是借助于化学键力，遵从化学热力学和化学动力学的传统定律，具有选

工业催化答案完整版

第一章催化剂基本知识1、名词解释（1）活性：催化剂使原料转化的速率，工业生产上常以每单位容积(或质量)催化剂在单位时间内转化原料反应物的数量来表示，如每立方米催化剂在每小时内能使原料转化的千克数。（2）选择性：目的产物在总产物中的比例，实质上是反应系统中目的反应与副反应间反应速度竞争的表现。（3）寿命：指催化剂的有效使用期限。（4）均相催化反应：催化剂与反应物同处于一均匀物相中的催化作用。（5）氧化还原型机理的催化反应：催化剂与反应物分子间发生单个电子的转移，从而形成活性物种。（6）络合催化机理的反应：反应物分子与催化剂间配位作用而使反应物分子活化。（7）（额外补充）什么是络合催化剂？答：一般是过渡金属络合物、过渡金属有机化合物。（8）反应途径：反应物发生化学反应生成产物的路径。（9）催化循环：催化剂参与了反应过程，但经历了几个反应组成的循环过程后，催化剂又恢复到初始态，反应物变成产物，此循环过程为催化循环。（10）线速度：反应气体在反应条件下，通过催化床层自由体积的的速率。（11）空白试验：在反应条件下，不填充催化床，通入原料气，检查有无壁效应，是否存在非催化反应。

（12）催化剂颗粒的等价直径：催化剂颗粒是不规则的，如果把催化剂颗粒等效成球体，那么该球体的直径就是等价直径。（13）接触时间：在反应条件下的反应气体，通过催化剂层中的自由空间所需要的时间。（14）初级离子：内部具有紧密结构的原始粒子。（15）次级粒子：初级粒子以较弱的附着力聚集而成-----造成固体催化剂的细孔。 2.叙述催化作用的基本特征，并说明催化剂参加反应后为什么会改变反应速度？ ①催化剂只能加速热力学上可以进行的反应，而不能加速热力学上无法进行的反应。 ②催化剂只能加速反应趋于平衡，而不能改变平衡的位置（平衡常数）。 ③催化剂对反应具有选择性。 ④催化剂的寿命。催化剂之所以能够加速化学反应趋于热力学平衡点，是由于它为反应物分子提供了一条轻易进行的反应途径。 3.从反应途径说明什么是催化循环？催化剂是一种化学物质，他借助于反应物间的相互作用而起催化作用，在完成催化的一次反应后，又恢复到原来的化学状态，因而能循环不断地起催化作用。催化剂暂时的介入反应，在反应物系的始态和终态间架起了新的通道，从而改变了反应的某种不稳定的活性中间络合物，后者再继续反应生成产物和恢复成原来的催化剂。这样不断循环起作用。

工业催化试卷及答案

2017安徽中考化学试卷及答案

2017安徽中考化学卷及答案注意事项： 1.化学试卷共三大题16小题，满分60分，化学与物理的笔试时间共120分钟。 2.试卷包括“答题卷”和“试题卷”两部分，试题卷共四页，答题卷共两页。 3.请务必在“答题卷”上答题，在“试题卷”上答题是无效的。 4.考试结束后请将“答题卷”和“试题卷一并交回”。可能使用相对原子质量: H-1 He-4 O-16 Na-23 C1-35.5 K-39 一、本大题包括10小题，每小题2分，共20分。每小题的四个选项中有一个符合题意。 1. 化学在生产生活中应用广泛，下列过程属于化学变化的是（） A.海水晒盐 B.活性炭净水 C.煤制煤气 D.干冰降雨 2. “珍惜资源，保护环境”是每位公民应尽的义务，下列相关做法错误的是（） A.我国稀土储量世界第一，可以任意开发利用 B.研发秸秆综合利用技术，避免因直接焚烧造成大气污染 C.利用二氧化碳捕捉技术，减少我国二氧化碳引起的“温室效应” D.改造城市排水管网，实现雨水和生活用水的分流与处理 3. 在最新公布中文名称的元素，该元素相关信息如图所示。下列有说法正确的是（） A. 元素符号为uUO B. 原子序数为118 C. 原子的质数为176 D. 相对原子质量为294g 4. 下列实验装置或操作正确的是（） A.加热液体 B.加入固体 C.检查气密性D、收集氧气

5. 生活习惯直接影响人体健康，小明同学一家人的下列饮食习惯科学合理的（） A.小明长期偏食“洋快餐” B.奶不忍浪费，即使食物霉变仍然用 C.妈为了保持身材，只吃蔬菜和水果 D.爸享受运动，大量出汗后常饮用含无机盐的饮料 6. 建立模型是学习化的重要方法，下列有些正确（） 7. 据报道，我国科学家发现一种氦钠化合物(化学式为Na2He)。下列说法正确的是（） A. Na2He中Na为+1 价，He 为-1价 B. Na2He中Na、He元素质量比为2:1 C. Na2He中既含金属元素，又含非金属元素 D.稀有气体很稳定，不与任何物质发生反应 8. 科学家发现，利用催化剂可有效消除室内装修材料释放的甲醛，其反应微观示意图如下。下列有关该反应的说法正确是（） A.属于置换反应 B.可解决甲醛带来的室内空气污染问题 C.其中甲醛属于氧化物 D.化学方程式为：HCO+O2= CO2+H2O