工业催化习题
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。
化学吸附与一般的化学反应相似，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，吸附热大(40～800kJ/mol)，吸附很稳定，一般是不可逆的，尤其是饱和烃分子的解离吸附更是如此，吸附是单分子层的，具有饱和性。
7.如何推导简单的Langmiur 吸附等温式以及重要的假设是什么 两个重要假设： (1) 吸附是单分子层的；
(2) 固体表面是均匀的，被吸附分子之间无相互作用
设：表面覆盖度q = V /V m 则空白表面为(1 - q )
V 为吸附体积；V m 为吸满单分子层的体积
吸附速率为 脱附速率为
p 为被吸附气体的分压，达到平衡时，吸附与脱附速率相等。
令： 吸附平衡常数（或吸附系数）
分子的化学吸附都有哪几种可能的吸附态为什么会存在多种吸附态 吸附态：直线型、桥型、多重型、孪生型 CO 分子的化学吸附，既有π电子参加，又有孤对电子参加，所以它可以有多种吸附态；可以线形吸附在金属表面，也可以桥式与表面上的两个金属原子桥联，在足够高的温度下，还可以解离成碳原子和氧原子吸附。 9. ZnO 和NiO 在受热分别会变成什么类型的半导体为什么 ZnO 受热变成n-型半导体。ZnO 受热失去氧，阳离子氧化数降低，直至变成原子态。导电是靠与Zn 结合的带负电的电子。 NiO 受热变成p-型半导体。NiO 受热获得氧，阳离子的氧化数升高，导致晶格中O 2-增加，从而产生正离子的缺位，称作正空穴。半导体依靠正空穴传递而导电。 10. 布朗斯特(Br?nsted)酸、碱和路易斯(Lewis)酸、碱的定义是什么 B 酸：能够给出质子的都是酸。B 碱：能够接受质子的都是碱。 L 酸：能够接受电子对的都是酸。L 碱：能够给出电子对的都是碱。 11. 什么是B 酸强度和L 酸强度 B 酸强度，是指给出质子的能力；L 酸强度是指接受电子对的能力。 12. 为什么TiO 2占主要组分的TiO 2-SiO 2和SiO 2占主要组分的SiO 2-TiO 2都是酸性催化剂 SiO 2-TiO 2复合氧化物中，TiO 2为主要成分时，正电荷过剩时，为L 酸；SiO 2为主要成分时，负电荷过剩，为B 酸。 13. 什么是超强酸 固体酸的强度若超过100%硫酸的强度，则称之为超强酸。（因为100%硫酸的酸强度用Hammett 酸强度函数表示时为H 0 = －，故固体酸强度H 0 < －者谓之固体超强酸或超酸。） 14. 什么是分子筛其化学组如何表示 分子筛是结晶型的硅铝酸盐，具有均匀的孔隙结构。分子筛中含有大量的结晶水，加热时可汽化除去，故又称沸石。自然界存在的常称沸石，人工合成的称为分子筛。它们的化学组成可表示为 M x/n [(AlO 2)x ?(SiO 2)y ] ?ZH 2O
15. 分子筛的结构构型三种层次是什么 ⑴基本结构单元是硅氧四面体(SiO 4)和铝氧四面体(AlO 4)。 ⑵ 硅氧四面体和铝氧四面体可通过氧原子(氧桥)联结起来形成环。由四个四面体形成一个环就叫四元氧环。以此类推有五元氧环、六元氧环，八元氧环，十元氧环和十二元氧环等。窗口氧环的孔口对通过的分子起筛分作用。 ⑶ 各种不同的环通过氧桥相互联接又可形成三维空间的多面体。各种各样的多面体构成中空的笼，笼进一步相互联接形成分子筛。 16. 分子筛择形催化有哪几种形式 ⑴反应物择形催化 （ 当反应混合物中某些能反应的分子因太大而不能扩散进入催化剂孔腔内，只有那些直径小于内孔径的分子才能进入内孔，在催化活性部分进行
反应。）
⑵产物的择形催化（当产物混合物中某些分子太大，难于从分子筛催化剂的内孔窗口扩散出来, 就形成了产物的择形选择性。）
⑶过渡态限制的选择性（有些反应，其反应物分子和产物分子都不受催化剂窗口孔径扩散的限制，只是由于需要内孔或笼腔有较大的空间，才能形成相应的过渡态，不然就受到限制使该反应无法进行；相反，有些反应只需要较小空间的过渡态就不受这种限制，这就构成了限制过渡态的择形催化。）
⑷分子交通控制的择形催化（在具有两种不同形状和大小和孔道分子筛中，反应物分子可以很容易地通过一种孔道进入到催化剂的活性部位，进行催化反应，而产物分子则从另一孔道扩散出去，尽可能地减少逆扩散，从而增加反应速率。这种分子交通控制的催化反应，是一种特殊形式的择形选择性，称分子交通控制择形催化。）
17.金属催化剂包括哪几种类型
⑴块状催化剂（如电解银催化剂、融铁催化剂、铂网催化剂等）。 ⑵分散或者负载型的金属催化剂（如Pt-Re/Al 2O 3重整催化剂, Ni/Al 2O 3加氢催化剂等）。 ⑶金属互化物催化剂（如LaNi 5可催化合成气转化为烃）。 ⑷合金催化剂（如Cu-Ni 合金加氢催化剂）。 ⑸金属簇状物催化剂（如烯烃氢醛化制羰基化合物的多核Fe 3(CO)12催化剂）
a a (1)r k p θ=-d d r k θ=()
a d 1k p k θθ-=a d a k p k k p
θ=+K k k d
a =Kp =-θθ1Kp Kp +=1θ
18.什么是金属晶体的费米(Fermi)能级
电子占用的最高能级称为费米(Fermi)能
级(金属的费米能级)
19.金属价键模型中的 d 特性百分数是什么意思用什么符号表示
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。
20. 什么是溢流现象其发生的条件是什么所谓溢流现象，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。
条件：⑴溢流物种发生的主源；⑵接受新物种的受体，它是次级活性中心。
21.造成催化反应结构非敏感性的原因有哪几种
⑴表面的细微结构掩盖了，造成结构非敏感。这种原因称之为表面再构。⑵活性组分晶粒分散度低的（扁平的面）较之高的（顶与棱）更活泼。⑶活性部位不是位于表面上的金属原子，而是金属原子与基质相互作用形成的金属烷基物种。
22.双金属系中作为合金催化剂主要有哪几类
第一类为第VIII族和IB族元素所组成的双金属系，如Ni-Cu、Pd-Au等；
第二类为两种第IB族元素所组成的，如Au-Ag、Cu-Au等；
第三类为两种第VIII族元素所组成的，如Pt-Ir、Pt-Fe等。
23.半导体主要分为哪几类
本征半导体、n型半导体和p型半导体。
24.氧化物表面M=O键的成键方式有哪几种
⑴金属Co的e g轨道（即d x2-y2与d z2）与O2的孤对电子形成σ键；
⑵金属Co的e g轨道与O2的π分子轨道形成σ键；
⑶金属Co的t2g轨道（d xy，d xz，d yz）与O2的π*分子轨道形成π键。
25.请说明正常的尖晶石结构
正常的尖晶石结构，A原子占据正四面体位，B原子占据正八面体位。
26.什么是络合催化剂络合催化的重要特征是什么
络合催化剂，是指催化剂在反应过程中对反应物起络合作用，并且使之在配位空间进行催化的过程。
重要特征：是在反应过程中催化剂活性中心与反应体系，始终保持着化学结合(配位络合)。能够通过在配位空间内的空间效应和电子因素以及其他因素对其过程、速率和产物分布等，起选择性调变作用。
是如何配位活化的
通过σ-π键配位活化。经σ-π键合相互作用后, 总的结果可以看成为配位体的孤对电子,σ,π电子(基态)通过金属向配位体自身空π*轨道跃迁(激发态)，分子得到活化。
28.什么是三效催化剂
三效催化剂普遍采用Pt、Rh、Pd贵金属做活性组分，各组分间有相互协同作用，总体起催化促进作用。在操作条件下可同时将尾气中的CO、HC、NO x净化处理，达到环保要求的限制标准，其构成主要由载体涂层和活性组分所组成，置于汽车尾气催化转化器中。29.什么是燃料电池
燃料电池是一种能源转化系统，是将燃料
的化学能连续不断的直接转化成电能的电
化学装置，又称为电化学发电器。
30.酶催化有什么特点
⑴酶催化效率极高，是非酶催化的106～
1019倍。⑵生物酶催化具有高度的专一性：
绝对专一性和相对专一性。一种酶只能催
化一种底物进行一种反应，称为绝对专一
性；一种酶能够催化一类结构相似的底物
进行某种相同类型的反应，称为相对专一
性。⑶酶催化的条件较温和，可在常温常
压和酸碱度（pH值为5～8，一般在7左右）
下进行，可以减少不必要的副反应，如分
解、异构、消旋、重排等。
31.沉淀法制备催化剂的基本原理和一般
步骤是什么
沉淀法的基本原理是在含金属盐类的水溶
液中，加进沉淀剂，以便生成水合氧化物、
碳酸盐的结晶或凝胶。将生成的沉淀物分
离、洗涤、干燥、焙烧、成型后，即得催
化剂。
32.如何选择沉淀剂
⑴尽可能使用易分解并含易挥发成分的沉
淀剂。常用的有NH3、NH3·H2O、CO2、CO(NH2)2、
(NH4)2CO3 ⑵形成的沉淀物必须便于过滤和
洗涤。盐类沉淀剂原则上可以形成晶形沉
淀，而碱类沉淀剂都会生成非晶形沉淀；
⑶沉淀剂的溶解度要大一些；⑷形成的
沉淀的溶解度要小，沉淀较完全；⑸沉淀
剂不应造成环境污染。
33.晶形沉淀的形成条件是什么
⑴开始沉淀时，沉淀剂在不断搅拌下均匀
而缓慢的加入，以免发生局部过浓同时也
能维持一定的过饱和度。沉淀应在适当稀
的热溶液中进行。沉淀完毕待老化、冷却
后过滤洗涤；
⑵沉淀应放置老化。沉淀在其形成之后发
生的一切不可逆变化称之为老化。这些变
化主要是结构变化和组成变化。老化过程
中，细小晶体会溶解并沉积在粗晶体上，
从而可以得到颗粒大小较为均匀的粗晶
体，同时也导致孔隙结构和表面积的变化。
还可以去除杂质。此外刚形成的沉淀不一
定具有稳定的结构，还应放置一段时间。
34.焙烧在催化剂制备过程中的作用是什
么
⑴通过热分解除去水和挥发性物质，使催
化剂转换成所需的化学成分和化学形态；
⑵借助固态反应、互溶和再结晶获得一定
的晶型、孔径和比表面积等；⑶使微晶烧
结，提高机械强度，获得较大孔隙率。
35.什么是催化剂的活化其目的是什么
催化剂在制备好以后，往往还要活化；需
较高温度的热处理，就是焙烧或在进一步
还原、氧化、硫化、羟基化等处理使催化
剂转变为活泼态。使钝态催化剂转变为活
泼态催化剂的过程就是催化剂的活化。
活化的目的在于使催化剂，特别是催化剂
表面形成催化反应所需要的活性结构。
36.浸渍法的优点是什么
⑴可用已成型的载体（如氧化铝，氧化硅，
活性炭，浮石，活性白土等）
⑵负载组份利用率高，用量少（如贵金属）
37.大多数固体催化剂由哪三部分组成
活性组分、助剂和载体。
38.催化剂设计参数的四要素是什么
活性、选择性、稳定性/寿命、再生性。
39.对许多涉及氧的反应，氧化物催化剂的
活性顺序为
p型半导体氧化物最活泼，绝缘体次之，n
型半导体氧化物最差。
40.载体为什么能延长催化剂的寿命
⑴提高耐热性：一般用耐火材料作为载体。
烧结：一定温度下活性组分颗粒接触面上
的原子或分子会发生作用，使粒子增大。
金属在载体上的分散提高了金属烧结的温
度。⑵提高耐毒性：使活性组分高分散；
载体可以吸附部分毒物，甚至可以分解部
分毒物。⑶提高传热系数：可以防止催化
剂床层的过热而导致催化剂活性下降。⑷
催化剂活性组分的稳定化：降低某些易升
华活性组分如MoO3、Re2O7、P2O5、Te的损失，
延长催化剂的寿命。
41.什么是空速、堆密度和比孔体积(孔容)
停留时间的倒数称为空速；气体空速
按反应物气体流量速率计算；液体空速按
液体流量速率计算；重量空速按反应物质
量流速除以催化剂重量所得比值计算；空
速可以用作催化剂活性的指示；体积进料
速率，通常基于标准状态或反应器入口条
件进行计算。
堆密度ρ堆:用量筒测量催化剂体积V
堆=V隙+V孔+V真
比孔体积(孔容)：每克催化剂颗粒内
所有孔的体积总和；
42.如何消除外扩散限制
⑴为了消除内扩散对反应的影响而降低粒
径时，会导致温度差升高。同样温度差随
反应器直径的增大而迅速升高，所以需要
确定适宜的催化剂粒径和反应管直径。⑵
应用流动法测定催化剂的活性时，为了避
免外扩散的影响，应当使气流处于湍流条
件，因为层流会影响外扩散速率。
43.什么情况下可以认为已经消除了内扩
散的影响
当催化剂活性与催化剂粒径大小无关时，
可以认为已经消除了内扩散的影响。
44.对催化剂抗毒性进行评价的方法有哪
几种
⑴在原料中加入毒物使催化剂中毒后改用
纯净原料，检测催化剂能否恢复活性和选
择性；
⑵维持一定活性和选择性，逐渐提高毒物
量；
⑶中毒催化剂再生后，检测活性和选择性
的恢复程度
45.影响催化剂寿命的因素有哪几种
(1) 催化剂热稳定性的影响（催化剂在一
定温度下，特别是高温下发生熔融和烧结，
固相间的化学反应、相变、相分离等导致
催化剂活性下降甚至失活。）
(2) 催化剂化学稳定性的影响（在实际反
应条件下，催化剂活性组分可能发生流失、
或活性组分的结构发生变化从而导致活性
下降和失活。）
(3) 催化剂中毒或被污染（催化剂发生结
焦积炭污染或中毒。）
(4) 催化剂力学性能的影响（催化剂发生
破碎、磨损，造成催化剂床层压力降增大、
传质差等，影响了最终效果。）
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）
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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。
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
工业催化原理试卷A(2003)复习课程
工业催化原理试卷 A(2003)
精品文档 说明：请将标明题号，解答过程写在答题纸上，本试卷共十一道题（共4页）（考试时间120分钟） 一、选择填空题（每道小题1分本题共计20分） 1、Pt （111）-2×2-O 2表示的含义为 。A ：氧的排列与底层结构一样；B ：氧在Pt[111]面上排列的单胞为底层结构的两倍；C ：氧在Pt[111]面上排列的单胞为底层结构的四倍。 2、均匀沉淀法制备催化剂过程中，通过如下方式实现的 A ：沉淀剂直接加入到待沉淀溶液中；B ：待沉淀溶液直接加入到沉淀剂溶液中；C ：待沉淀剂与沉淀剂母体充分混合，调节温度，使沉淀剂母体加热分解转化为沉淀剂。 3、对于负载型金属催化剂来说，为获得高分散微晶金属催化剂，在制备过程中，通过对负载在载体上的金属氧化物还原过程控制来获得最佳的金属粒径是十分重要的方法。下列哪种操作过程是正确的 A ：在中低温下利用还原气体进行还原，还原气体的空速相对较高。B ：加入一些水蒸气，同时升高还原温度，并在低空速下使还原气体充分与氧化物接触；C ：还原并先用N 2气先尽量催化剂中水分吹走，在不发生烧结的情况下尽量提高还原温度，同时加大还原气空速。 4、对于半导体催化剂ZnO 引入少量的Al 3+后，费米能级出现 A ：下降；B ：上升；C ：不发生变化。 5、催化剂焙烧温度的确定依据下列哪种方式更好些 A ：热分析实验结果；B 干燥温度；C 氢氧化物分解温度。 厦门大学《工业催化原理》课程试卷 化学化工学院化工系2003年级化学工程与工艺专业 主考教师：贾立山试卷类型：（A 卷√/B 卷）
6、对于贵金属负载型催化剂，金属晶粒粒径大小对催化性有很大影响，在同样的热处理条件下列哪种制备方法金属的粒径更小，分散性更好 A：浸渍法；B：离子交换法C：两种方法几乎没区别 7、加氢脱硫催化剂大部分的活性相是过渡金属硫化物的主要原因是 A：金属与硫之间键相对较弱，同时硫电负性比氧小而原子半径大；B：硫化物有很好的稳定性，同时又不会引入其它杂质；C：硫化物加氢所需要的外加能量比氧化物低。 8、利用固体酸的吡啶-TPD曲线可以判断固体酸 A：酸强度；B：酸量；C：酸的类型 9、过渡金属逸出功与有很好的关联性。A：电离能；B：生成焓；C：电负性 10、金属的能带理论认为过渡金属和贵金属具有较高的催化性能与d空穴的多少有关。经磁矩测试Fe、Co、Ni d空穴分别为2.2，1.7，0.6，适合加氢作为加氢的催化剂为 A：Fe；B：Ni；C：Co 11、按Boudart等人总结归纳Ni-Cu合金催化剂出现结构敏感的催化过程可能是 A：C-C 键断裂；B：C-H键断裂；C：H-H键断裂。 12、Langmuir吸附模型与BET吸附模型中是单分子吸附的是 A：Langmuir；B：BET；C：都不是。 13、非晶态催化剂在催化选择性加氢过程中表现出较高的活性和选择性，但使用非晶态催化剂时应注意的问题是。A：反应温度不宜过高；B：反应压力不宜过高；C：反应时间不应过长。 14、工业催化剂为适应反应工程的要求制成各种形状，有圆柱形，环形，球形，网状，粉末，及不规则形状（如三叶草，等）。对流化催化裂化过程，适合的催化剂形状应当是 A：三叶草形，或蜂窝形；B：；圆柱形，丝网形，C：细粒或微球形。
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
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
工业催化试卷及答案
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．IIC．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-Al2O3B．Ag/α-Al2O3 C．Ag/γ-Al2O3D．Ni/γ-Al2O3 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．0.4nmB．0.6nm C．0.7nm D．0.8nm 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．Cu2OD．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。＜－11.9 28．结构敏感反应 反应速率对金属表面细微结构变化敏感的反应。 29．氧化还原机理 半导体氧化物催化剂将电子从一种反应物中输送到另一种反应物中，使反应不断进行30．受主键吸附 被吸附的粒子从催化剂表面俘获电子而形成吸附键 五、简答题（每小题5分，共20分）31．简述X型分子筛的主要结构。 骨架：β笼中的四个六元环联结而成 形态：金刚石型结构（属立方晶系）
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，
(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 × 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
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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-Al2O3 B．Ag/α-Al2O3 C．Ag/γ-Al2O3 D．Ni/γ-Al2O3 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．0.4nm B．0.6nm C．0.7nm D．0.8nm 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．Cu2O 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。
(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
工业催化试卷
一、判断与改错(指出对错，若错的请加以改正，每题3分共15分) 1.一个催化剂如果其活性不是很高就无法用于工业生产。 催化作用：指催化剂对化学反应所产生的效应。工业催化剂要求:适宜的活性、高选择性、活性和选择性的取舍？长寿命 2.通过催化剂制备方法的改进使Pt/Al2O3催化剂中Pt的表面积提高了2倍，从而使其所催化反应的速率也提高了2倍，据此可判断该反应是结构敏感反应。 答：不对。结构敏感是指反应速率对金属表面结构细微的变化敏感，比活性(单位金属表面积或单个金属原子的反应速率) 受影响。而题目中Pt的表面积提高了2倍，反应速率也提高了两倍，比活性没有收影响，因此不能该反应是结构敏感反应。 3.MgY分子筛的酸性强于BaY分子筛。答：M g2+与Ba2+ 的价数相等，但Mg2+比Ba2+的离子半径小，对水的极化能力大，酸性较强。 4.由于失活的催化剂可以进行再生，故催化剂的使用无时间上的限制。 答：不对，决定催化剂再生与否的因素：（1）经济因素：再生费用<购置新鲜催化剂的费用、价格昂贵的催化剂（2）催化剂的再生性能：可逆失活(暂时中毒、积碳) 5.固体超强酸是指H0<-10.6的固体物质。答：不对，表面酸强度大于100%硫酸，H0<-11.9 二、填空题（共40分） 1.对于分散度很高的催化剂，可采取（添加助催化剂）或（采用合金催化剂）的方法，以保证金属微粒不发生烧 2.10摩尔的反应物A在催化剂的作用下，生成了6摩尔的B和2摩尔的C，还剩下2摩尔未转化的A，则反应物A的转化率为（80%），产物B的选择 性和收率分别为（75% ）和（60% ）。 3.用于合成氨生产的铁催化剂是采用（熔融）法制备的，而钌催化剂则是采用（浸渍）法制备的。 4.催化剂的活性可以用（反应速率）、（速率常数）和（转化率）来表示。（3分） 5.根据分子在固体表面吸附时的结合力不同，吸附可分为（化学）吸附和（物理）吸附。（2分） 6.已知某反应在273 K时的速率常数为8.2×10-4，293 K时速率常数4.1×10-3，则该反应的活化能为（利用K=Aexp(-Ea/RT) ）。 7.对于年产15000吨的反应器，内装有催化剂2.0 m3，则其时空产率为（15000000kg/(300*24h*2m3) 单位时间通过单位体积催化剂所得某一产物的数量） （一年按生产300天计算）。（2分） 8.烯烃聚合所采用的Z iegler-Natta催化剂主要是由（TiCl4 ）或（TiCl3 ）和（AlEt3 ）组成的。 9.造成催化剂失活的主要原因是（积碳）、（中毒）和（烧结）。（3分） 10.分子筛的择形催化分为（反应物的择形催化）、（产物的择形催化）、（限制过滤态的择形催化）和（分子通道择形催化 11.WHSV是指（重时空速），其量纲是（h-1）。（2分） 12.已知某硅胶样品的质量为101.5 g，比表面积为400 m2/g，颗粒体积为82.7 cm3，骨架体积为45.1 cm3，则其比孔容为（），孔隙率为（），平 均孔半径为（）。（3分） 13.与过量溶液浸渍法相比等体积溶液浸渍法的优点是（便于控制催化剂中活性组分的含量）和（可省去过滤多余浸渍液的步骤）。 14.沉淀物的生成包括（晶核的生成）和（晶核的成长）两个过程。（2分） 15.在用BET法测定样品的比表面积时得到形成单层吸附所需的氮气体积为71 cm3，则其比表面积为（）（已知样品的质量为0.83 g，氮分子的截面积为0.162 (nm)2）。 16.乙烯氧化制乙醛的Wacker法所采用的催化剂是（PdCl2+ CuCl2）。（2分） 三、现象或专业术语解释（每题5分，共15分） 1.纯TiO2的还原温度为300 o C，而在Rh/T iO2催化剂中其还原温度降低至200 o C。 2在乙烯氧化制环氧乙烷生产过程中，需在原料气中添加微量的二氯乙烷。 答：抑制催化剂的作用，使活性不致太高。防止活性过高而致使催化剂烧结。3、转换频率答：单位时间内每个催化活性中心上发生反应的次数。 四、对于CaA和CaX分子筛催化丁醇脱水制丁烯反应，已知正丁醇和异丁醇的分子直径分别为0.49 nm和0.59 nm，CaA和CaX分子筛的孔径为0.5 nm和1.0 nm，请比较两种催化剂下正丁醇和异丁醇反应速率的快慢，并说明理由。（10分） 答:CaX分子筛的孔径为0.5 nm时，正丁醇的反应速率快。正丁醇的分子直径小于分子筛的分子直径，可以进入其孔径中，而异丁醇的分子直径大于分子筛的分子直径，则不能进入分子筛孔径中。催化反应主要在催化剂的内孔径中发生，故正丁醇的反应速度快。 CaX分子筛的孔径为1.0 n m 时，正丁醇异丁醇的分子直径均小于分子筛的分子直径，均可进入分子筛孔径中，但正丁醇可形成的碳正离子是伯碳，异丁醇形成的碳正离子是仲碳。稳定性：伯碳<仲碳。故此情况下异丁醇的反应速度快。 四、催化剂的载体主要有哪些功能？如何选择催化剂的载体？（10分） 答：载体的功能：分散、稳定化、支撑、传热、稀释、助催化等。 低比表面积载体：对催化剂的活性影响很小，但热稳定性高，常用于高温反应和强放热反应。 高比表面积载体: 五、阐述汽车尾气净化三效催化剂的组成和净化原理。（10分） 答：三效催化剂(CO、NOx、CHx) 第 1 页
工业催化参考试卷――2
工业催化参考试卷――2 一、填空 1. 催化剂加速反应的作用是通过___________ 、____________、______________而实现的。 在反应前后催化剂的_______不变。 2. 选择性的含义是不同反应要________ 、相同的反应物用不同催化剂，其产物_______，选择性的计算 公式是_______。 3. 评价工业催化剂性能好坏的指标有______、_______、_______、_______、_______等。在生产上常用________、________来表示催化剂的活性。 4. 化学吸附具有______性，及______层吸附的特点，因此用来测定催化剂的___________。 5. 化学吸附热表征________；吸附活化能随________而变化；其原因是______________。火山型曲线的 含义是_______________________________________。 6. 固体酸催化剂表面有______、______等酸性中心；其强度大小主要与____________有关。 7. 造成催化剂失活的原因有_______、_______、_______等。 8. 常用的工业催化剂制备方法有______、_______、_______等。 9. 固体催化剂大多数由______、______、______三部分组成。 10. 催化剂的毒物因____________而异，还因______________________而异。 11. P型半导体的附加能级是_______能级，它使半导体的E f _______，电导率_______。 12. Langmuir吸附等温式用于________，吸附量与压力的关系是______。 13. 络合物催化反应过程中的关键步骤有_______、_______、_______。 14. 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。 15. 均相催化的优点是_______、_______；但其缺点是_______、_______等。 16. 催化剂按导电性分可分为_______、_______、_______。 17. 分子筛催化剂具有_______性能，其特点是_______。 18. 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_________。 二、分别画出ZnO和NiO的能带结构图。 三、（二选一）。1.写出CO+O2→CO2在N型半导体催化剂上的反应机理。2.试解释P型半导体催化剂利于 氧化反应。 四、沉淀法制备催化剂应该如何选择原料？沉淀过程中控制的条件有哪些？ 五、混合氧化物SiO2-Al2O3的表面酸性是如何形成的？