催化原理思考题(终)
第一部分思考题
1.在化工生产中，催化剂和催化过程起哪些作用?
答：催化剂是一种改变一个化学反应的速度，却不改变化学反应热力学平衡位置，本身在化学反应中不被明显消耗的化学物质。催化作用通过改变反应历程而改变反应速度。
2.试述催化过程在化学工业中的地位。何为催化作用？
答：地位：由现代化工生产过程提供的化学产品中大约有85%是借助于催化过程产生的。催化作用:催化剂对化学反应所产生的效应。
3.催化剂在石油加工和石油化工领域有哪些应用？
1.答：应用：⑴从1928年发现多孔白土可以裂化重油到20世纪50年代末催化裂化技术，一直是沿着无定型硅铝裂化催化剂渐进式的进步。⑵将沸石新催化材料用做裂化催化剂使催化裂化技术出现了突破，有了飞跃的发展。⑶稀土沸石分子筛代替硅铝催化剂，被誉为“20世纪六十年代炼油工业的技术革命”。⑷由“择形催化”原理合成的2SM-5新型分子筛，开发了一系列石油化工催化新工艺。
4.试述催化作用的四大特征及其在催化剂开发研究中的实用意义。
2.答：（1）只加速热力学上可能进行的反应，△GΘT,P<=—RTInK P。
（2）只加快反应趋于化学平衡，而不改变化学平衡的位置。由△GΘT,P=—RTInK P 得，对平衡常数较大的反应假如适当的催化剂才有意义。
（3）催化剂通过改变反应历程而改变反应速率，催化剂的加入，使反应历程改变，活化能降低。
（4）催化剂对反应具有选择性，因为一种催化剂只能催化加速一个（或一类）特定的反应；有些反应由于催化剂孔隙结构和颗粒大小不同也会引起扩散控制导致选择性的改变。催化剂的选择性也是有效利用资源及开发没有副产物的清洁工艺的关键。
5.要想在500K温度下进行芳构化反应，能否为它找到一种催化剂？为什么？
?H f?298 kJ?mol-1? G f?298
kJ?mol-1
C p = A + B T +C T2 +
D T3 / cal?mol-1
A B C D
H20 0 6.48 2.22?10-3-3.30?10-6 1.830?10-9
89.92 129.66 0.909 3.74?10-2-1.99?10-5 4.192?10-9
C2H452.30 68.12 -8.101 1.133?10-1-7.706?10
-5
1.703?10-8 6.为什么说加氢催化剂对脱氢反应也有活性？
答：催化剂是降低了反应的势能，既活化能，使得正逆反应同时加速。
7.给出转化率，选择性，产率和时空产率的定义。为什么说用时空产率比用转化
率更能反映出工业催化剂性能的优劣?
答：P12 1-6式1-7式1-8式时空产率可类比于时空收率P11倒数L3 但为何更
能反应优劣不清楚。
8.固体催化剂的孔结构是如何影响反应性能的？
答：P34 2.5 L1-L4 性能与孔结构参数正相关。
9.可否用反应速度比较催化剂活性？需要什么限制条件？
答：可以，与催化反应速度相比，非催化反应速度小到可以忽略不计
10.对工业催化剂使用性能要求包括哪几各方面?以实际工业催化剂为例加以说明。
答：P13 1.4.2 L2 ；P13 1.4.2 2、3、4段
11.固体催化剂是由哪几部分组成的?以实例加以说明组成中各部分的功能。答：P7 1.3.1；实例 P7-9
12.试述物理吸附和化学吸附的区别及两者在催化研究中的应用。
答：P19 2.1.1 第一段；物理吸附在化学工业、石油加工工业、农业、医药工业、环境保护等部门和领域都有广泛的应用，最常用的是从气体和液体介质中回收有用物质或去除杂质，如气体的分离、气体或液体的干燥、油的脱色等。物理吸附在多相催化中有特殊的意义，它不仅是多相催化反应的先决条件，而且利用物理吸附原理可以测定催化剂的表面积和孔结构，而这些宏观性质对于制备优良催化剂，比较催化活性，改进反应物和产物的扩散条件，选择催化剂的载体以及催化剂的再生等方面都有重要作用。在复相催化中，多数属于固体表面催化气相反应，它与固体表面吸附紧密相关。在这类催化反应中，至少有一种反应物是被固体表面化学吸附的，而且这种吸附是催化过程的关键步骤。在固体表面的吸附层中，气体分子的密度要比气相中高得多，但是催化剂加速反应一般并不是表面浓度增大的结果，而主要是因为被吸附分子、离子或基团具有高的反应活性。气体分子在固体表面化学吸附时可能引起离解、变形等，可以大大提高它们的反应活性。因此，化学吸附的研究对阐明催化机理是十分重要的。化学吸附与固体表面结构有关。表面结构化学吸附的研究中有许多新方法和新技术，例如场发射显微镜、场离子显微镜、低能电子衍射、红外光谱、核磁共振、电子能谱化学分析、同位素交换法等。其中场发射显微镜和场离子显微镜能直接观察不同晶面上的吸附以及表面上个别原子的位置，故为各种表面的晶格缺陷、吸附性质及机理的研究提供了最直接的证据。—百度百科）
13.写出氢的物理吸附态和化学吸附态。
；P25 1 [1][2]
答：H
2
14.绘出H2分子在金属Ni上解离吸附过程的势能图，并指出吸附活化能。该图可反映出哪些问题?
答：P20 2-1图；见图2-1；P20 2.1.2 Ed=Ea+qc
15.物理吸附是放热过程还是吸热过程？为什么?
答：吸热，能量下降
16.给出积分吸附热，微分吸附热和初始吸附热的定义。
答：在恒温吸附的整个过程中，吸附1mol分子所产生的热效应；Q
=(?q/?u)*T
微
在恒温下，发生极微小的变化时，产生的吸附热效应；当吸附量趋于0时产生的热）
17.微分吸附热，吸附活化能，脱附活化能与表面覆盖度之间有什么关系?
答：Ed=Ea+qc即脱附活化能=吸附活化能+化学吸附P21 倒数L3
https://www.wendangku.net/doc/d73554469.html,ngmuir型理想吸附是建立在哪些假定的基础上?
答:P29 ①②③④）
19.真实吸附与理想吸附的区别及其原因是什么?
答：参照P28Langmuir理想吸附模型及其后相关方程回答。
20.何为吸附等温线？何为吸附等压线？何为吸附等量线
答：P282.3.1L3-4;L12;L13-14 ）
21.催化剂的吸附等温线可概括为哪几种类型？
答：P28图2-9
22.写出Langmuir吸附等温式在缔合吸附，解离吸附，多组分竞争吸附时的表达式。
答：P29-30 式2-4到式2-9
23.B.E.T吸附的基本假定有哪几点?它与Langmuir吸附有何不同？
答：P31L9-L12;P31表2-4
24.如何测定固体的表面积？需测定哪些数据，写出用BET方程计算固体表面积的步骤。
答：P32 2.4.1 P34 2.4.2 P33 式（2-15）
25.何为反应控制步骤？
答：P18 1.5.4 L1-L3
26.多相催化反应过程中，从反应物到产物要经历哪些步骤？哪些属于化学过程？哪些属于物理过程？
答：物理过程：外扩散，内扩散
化学过程：反应物化学吸附生成活性中间物质；活性中间物进行化学反应生成产物；吸附产物通过脱附释放，催化剂得以还原。
27.何为宏观动力学？何为本征动力学？
答：宏观又称为表观动力学，是指反应器传递过程影响下的反应动力学。
本征动力学又称微观动力学、反应固有动力学（相对于表观动力学而言），
是指排除流动、传质、传热等传递过程影响条件下的反应动力学，描述化
学反应本身的规律。
28.什么是效率因子？为什么固体催化剂内表面不能得到完全利用？
答：效率因子η=表观反应速率/本征反应速率内表面效率低，外表面容易反应
29.内扩散对产品的选择性是否会有影响？对同一体系中的平行反应或对串连反应，其选择性分别会有什么改变？
答：有
30.在进行表面动力学研究时，如何消除内扩散和外扩散的影响？为消除内扩散和外扩散影响的实验应如何设计？
答：P15
31.什么是固体酸？什么是固体碱？
答：P42表3-2下面一段话
32.工业上常用的固体酸催化剂有哪些种类？
答：P42表3-2
33.如何描述固体酸催化剂的酸性？
答：P48 3.3.1 1.2.3
34.固体酸催化剂酸性的强弱如何表示？
答：P48 3.3.1 3 酸的类型酸中心浓度强度
35.根据田部浩三判断混合氧化物的酸中心性质的方法判断5% TiO
2
和95%ZnO，
5% ZnO 和95% TiO
2
两种混合氧化物的表面性质（Ti为六配位，Zn为四配位）。答：P46-47 ①②③
36.描述无定形SiO
2-A1
2
O
3
表面酸性中心的来源。
答：P45 (2) L4-L7
37.固体酸催化剂酸性的测定方法有哪些?各能反映哪方面的酸性质？
答：P48 3.3.2
38.如何从实验确认酸性催化剂表面的不均一性？
答：只有一种酸中心，一种酸强度就是均匀的
39.将某pK
a
的指示剂加入到催化剂试样中，说明在下列哪些情况下可使指示剂颜色从碱型色变为酸型色（设催化剂酸强度函数为H0）
A. H0 > pK a
B. H0 = pK a
C. H0 < pK a
答：B、C P49 倒数L4-L1
40.沸石分子筛合成时通常为Na型，用作催化剂时为什么要进行离子交换？用不同的阳离子交换对催化活性有何影响？
答：因为需要沸石分子筛具有多种不同酸碱性质；P66 3.5.3（1）(2)
41.酸性催化剂在反应中形成的活性中间物种是什么？答：碳正离子
42.无定形SiO
2-A1
2
O
3
表面酸性中心与A1
2
O
3
含量有什么关系？
答：P45(2)
43.试述常用的各种分子筛(A，Y，M，ZSM-5)的结构特点，通道尺寸及其工业应用。
答：P63-64
44.硅铝比对沸石分子筛的性能有何影响？
答：P65 第二段
45.沸石分子筛酸中心的形成有几种？如何调变酸中心强度和数量？
答：P66-70 （1）（2）（3）；P69-70 ①②③④
46.HY和ReY均为强酸性的沸石，为什么一般不采用HY分子筛作为催化裂化催化剂的活性组分？
答：P76 L14-L16
47.超稳Y沸石分子筛是如何形成的？其标志是什么？性能有何特点？
答：是通过对普通Y型分子筛用水热法处理形成的。标志是晶胞变小。特点是：热稳定性好，酸中心数目减少但活性变强，分子筛中Al原子间间距下降。选择性也增强。
48.催化裂化反应过程中主要有哪些反应？哪些是我们所不希望发生的副反应？答：（参考p74）主要有裂化反应是：1）C-C键断裂反应生成小的烯烃和烷烃，反应速度较快。2）异构化反应。它是在分子量大小不变的情况下，烃类分子发生结构和空间位置的变化。3）氢转移反应。即某一烃分子上的氢脱下来，立即加到另一烯烃分子上，使这一烯烃得到饱和的反应。4）芳构化反应。芳构化反应是烷烃、烯烃环化后进一步氢转移反应，反应过程不断放出氢原子，最后生成芳烃。后三种依据不同的反应要求可作为催化裂化副反应。
49.催化裂化与热裂化的反应机理有何不同？
答：前者是碳正离子机理，后者是自由基反应机理。
50.试用正碳离子稳定性说明正构烷烃异构化反应机理。
答：RCH2CH2CH3-->RCH2CH+CH3 + H- --> R(CH3)C+CH3 --> R(CH3)CHCH3
51.何为择形催化？
答：P70 3.5.4 L2-L4
52.有哪几种类型的择形催化？举例说明。
答：参考P70-P71 1.（1）（2）（3）;
反应物择形催化，产物择形催化，限制过渡态择形催化
实例分别是：10X型分子筛2-丁醇反应，ZSM-5型对苯甲醇烷基化选择性，H-丝光沸石对甲乙苯烷基转移反应产物分布特性
53.举出一些以金属为催化剂的工业应用实例，说明它们的活性组分。
答：工业制硝酸，Pt做催化剂、合成氨，Fe做催化剂（参照P84表4-1，此表/后是载体）
活性组分是金属或者合金
54.金属催化剂从形态上可分为哪几种类型?
答：P83 金属负载型催化剂与合金催化剂
55.研究金属表面的化学键的理论方法有哪几种？
答：能带理论与价键理论
56.什么是d带空穴?什么是d%？
答：d能带中每个原子含有空穴，成为d带空穴；
d%即为d轨道参与金属键的百分数P92 4.3.2 L5、6
57.说明金属的d带空穴，吸附强度，催化活性三者之间的关系及原因。
答：P91 5
58.何为负载型金属催化剂？
答：将金属颗粒分散负载于载体上的催化剂
59.金属在载体上的分散度如何定义？
答：指金属在载体表面上的晶粒大小（P102倒数第五行）
60.分散度的高低对催化剂的反应性能有何影响？
答：1、在反应中起作用的活性部位的性质，由于晶粒的大小的改变，会使晶粒表面上活性部位的相对比例起变化，从几何因素影响催化反应，2、载体对金属催化行为有影响，影响越大，金属晶粒变得越小。3、从电子因素考虑，极小晶粒的电子性质与本体金属电子性质不同，影响催化性质。（P104，上面1、2、3三点）
61.α- A12O3，γ- A12O3 和η- A12O3在性能上有何不同？举例说明它们常用作哪些催化剂的载体。
答：α-氧化铝：热稳定性强；γ-氧化铝：孔径较大，孔结构稳定性好，酸性、比表面积和保持氯的能力比η—氧化铝稍差；η-氧化铝：比表面积大，酸性强，保持氯的能力强，孔径小，热稳定性稍差，失活较快。常用作：
62.什么是双功能催化剂？
答：既要具有脱氢、加氢功能的电子转移金属组分，又要具有异构化、环化等功能的质子转移的酸性组分。（P117,2.L1~L2）
63.为什么重整反应需要使用双功能催化剂？
答：这是由重整反应机理决定的，如果反应物或中国产物只能在一类活性中心上进行反应，就不能使连串反应进行下去，得不到最终目的产物，反而会引起一系
列副反应。（P117,3.倒数L3L4）
64.双金属Pt-Re和Pt-Sn重整催化剂各有什么特点？分别应用于哪种类型的重整工艺？
答：前者：稳定性好，可阻止铂粒因高温烧结引起Pt表面积减少造成电子转移活性下降（P117，2.L7）；后者:
此题待讨论
65.与金属催化剂相比，金属氧化物催化剂有哪些特点？
.答：1.具有较强的氧化还原性能；2.具有半导体性质；3.可以催化氧化还原型反应；4.有更优越的耐热、抗毒性；5.具有光敏、热敏、杂质敏感性能。
66.什么是n型半导体？什么是p型半导体？
答：.n型半导体：在施主能级上的自由电子很容易激发导带中产生自由电子导电。
P型半导体：在受主能级上有空穴存在，很容易接受满带中跃迁的电子，使满带产生正电空穴并进行空穴导电。
67.何为受主键吸附？何为施主键吸附？
答：受主键吸附：吸附分子从半导体催化剂表面得到电子吸附分子以负离子态吸附。
施主键吸附：吸附分子将电子转移给半导体表面，吸附分子以正离子态吸附。
68.何为受主型反应？何为施主型反应？
答：受主型反应：当施主键吸附慢时的反应。
施主型反应：当受主键吸附慢时的反应。
69.什么是费米能级？它与电子逸出功之间有什么关系？
答：费米能级：半导体中电子的平均位能。
从费米能级到导带顶之间的能量差就是逸出功。
70.通常采用什么方法调变金属氧化物的费米能级？
答：添加施主、受主杂质
71.用金属氧化物催化剂V2O5催化SO2氧化的反应，
反应机理如下：
反应动力学研究表明，反应速度方程式为：
试说明SO2和O各为何种吸附？加入哪种类型杂质可加速反应？
答：SO2施主键吸附（给出e），O为受主键吸附（吸e）。加入施主杂质可加速反应。详细请看P129 3.半导体催化剂上化学吸附键类型这一章节。P128图表。
72.乙醇氧化物半导体催化剂上可发生如下两个反应：
试用氧化物催化剂的半导体机理说明各吸附键的类型及两个反应的类型，要加速化学反应，分别应加入哪种类型杂质（A12O3，Li2O）？
答：P127 ZnO：CH3CH2O为受主键（为该反应控制步骤），H为施主键。因为加入A12O3，加快供e能力，化学反应速率增大，反应为受主键反应。左图应加入A12O3。
NiO：CH3CH2为施主键（为该反应控制步骤），OH为受主键。因为空穴多，吸e能力越强，加入低价的Li2O，加速e转移，加快反应进行。右图应加入Li2O。
详细请看P127 2.杂质对半导体催化剂的***和电导率的影响这一章节
73.以丙烯氧化生成丙烯醛为例，说明氧化-还原的催化循环模式。
答:P135L5-L10 过渡金属氧化物催化多相氧化反应，通常是通过催化剂的反复氧化还原进行的。
74.金属催化剂和金属氧化物催化剂的预硫化有何作用？常用的硫化剂有哪些？
答：P191 L7-L9. P190 2 L4 CS
2，H
2
S,（COS）等
75.举例说明金属硫化物催化剂的应用。
答：P191 L1-L2过渡金属硫化物可用于石油馏分的加氢脱硫，脱氮，铂族金属硫化物还可用于选择加氢重整等反应。
76.工业催化剂生产中原料的选择有哪些原则？
答：1）符合产品性能要求；
2)所含杂质容易除去，或者限制在一定的范围内；
3)易得，价廉，便于加工；
4）对环境无污染或者可经过处理除去污染。
77.固体催化剂母体的制备方法有哪几种？
答：P185 沉淀法；P186 浸渍法；P187 热分解法；P188 熔P189 还原法。另外还有混合法、离子交换法、晶化法等。
78.固体催化剂的制备过程有哪些基本步骤？
答：主要包括：选择原料与配料，制备催化剂的母体，活化成型等
79.载体的表面积和孔结构受制备过程中哪些步骤的影响？
答：P186 L7-L9
80.用沉淀法制备固体催化剂的过程有哪些基本步骤？
答：P185 7.3.1章节中第一段
81.用浸渍法制备负载型金属催化剂时，哪些因素影响到金属在载体上分散度? 答：组分的吸附能力、浸渍时间、浸渍溶液的体积和浓度、压力等
详细请见（P186，浸渍法）
82.怎样才能制备出分散均匀的负载型金属催化剂？
答：可采用多次浸渍法，第一次浸渍后将固体干燥（焙烧），使溶质固定下来，再进行第二次浸渍，为防止活性组分不均匀，可用稀溶液进行多次浸渍。（P186 浸渍法）
83.举例说明固体催化剂的活化方式有几种？
答：P189 7.3.2 1、2、3、
84.影响金属催化剂还原处理的主要因素有哪些？
答：还原温度、压力、还原氢流速、氢气纯度。
85.炼油过程中使用的裂化，重整，加氢三种催化剂各采用哪种方式成型？
答：裂化：喷雾成型法重整：加氢：转动成型法。
另外常用的成型方法：切粒成型、压缩成型法、挤出成型法等
86.流化床，固定床，移动床反应器各采用什么形状尺寸的催化剂？
答：固定床：固体物通常呈颗粒状，粒径2～15mm左右,堆积成一定高度（或厚度）的床层。床层静止不动，流体通过床层进行反应。固定床反应器中
的催化剂不限于颗粒状，网状催化剂早已应用于工业上。目前，蜂窝状、
纤维状催化剂也已被广泛使用。
流化床：一种利用气体或液体通过颗粒状固体层而使固体颗粒处于悬浮运动状态，并进行气固相反应过程或液固相反应过程
移动床：一种用以实现气固相反应过程或液固相反应过程的反应器。
87.如何选择催化剂的载体？
答：在载体选择时，必须对效率、催化活性、催化剂负载的牢固性、使用寿命、价格等作综合考虑。
催化剂载体简介：
载体能使制成的催化剂具有合适的形状、尺寸和机械强度，以符合工业反应器的操作要求；
载体可使活性组分分散在载体表面上,获得较高的比表面积,提高单位
质量活性组分的催化效率。
载体还可阻止活性组分在使用过程中烧结，提高催化剂的耐热性。对于某些强放热反应，载体使催化剂中的活性组分稀释，以满足热平衡要求;良好热导率的载体，如金属、碳化硅等,有助于移去反应热，避免催化剂表面局部过热。
载体又可将某些原来用于均相反应中的催化剂负载于固体载体上制成固体催化剂，如磷酸吸附在硅藻土中制成的[固体酸催化剂]，酶负载在载体上制成的固定化酶。
种类：
国内外研究较多的催化剂载体有：SiO2，Al2O3、玻璃纤维网（布）、空心陶瓷球、海砂、层状石墨、空心玻璃珠、石英玻璃管（片）、普通（导电）玻璃片、有机玻璃、光导纤维、天然粘土、泡沫塑料、树脂、木屑、膨胀珍珠岩、活性炭等。
88.造成工业催化剂活性衰退的原因可能有哪几种？
答：P197 1、2、3、催化剂中毒、烧结、积碳
89.积碳结焦是催化剂失活的重要原因之一，如何减少催化剂上的积碳？
答：P196 7.4.3 1 L7-L8/ P197 2 L4、5、6
90.在催化剂烧焦再生过程中，应注意哪些问题才能使催化剂活性恢复得好？答：P197 7.4.4催化剂的再生章节第一段
91.催化剂再生过程中主要控制的再生条件有哪些？
答：P197 7.4.4催化剂的再生章节第一段
92.分析催化重整催化剂的失活原因。
答：（1）催化重整催化剂的酸性载体上的酸中心导致积碳，反应中的芳烃与烯烃很容易在酸中心上形成正碳离子，进而与烯烃聚合或者裂解脱氢，生成积碳聚集体。
（2）催化重整催化剂的脱氢作用导致氢类逐步脱氢，导致生成碳，脱氢作用和缔合氢解作用会使生成的积碳以表面碳化物形式或以假石墨形式存在。
（3）高温烧结也会使催化剂失活。
环境工程原理思考题
页眉 环境工程原理思考题 第一章绪论 1.“环境工程学”的主要研究对象是什么？ 2. 去除水中的溶解性有机污染物有哪些可能的方法？它们的技术原理是什么？ 3. 简述土壤污染治理的技术体系。 4. 简述废物资源化的技术体系。 5. 阐述环境净化与污染控制技术原理体系。 6. 一般情况下，污染物处理工程的核心任务是：利用隔离、分离和（或）转化技术原理，通过工程手段（利用各类装置），实现污染物的高效、快速去除。试根据环境净化与污染防治技术的基本原理，阐述实现污染物高效、快速去除的基本技术路线。 第二章质量衡算与能量衡算 第一节常用物理量 1．什么是换算因数？英尺和米的换算因素是多少？ 2．什么是量纲和无量纲准数？单位和量纲的区别是什么？ 3．质量分数和质量比的区别和关系如何？试举出质量比的应用实例。 4．大气污染控制工程中经常用体积分数表示污染物的浓度，试说明该单位的优点，并阐述与质量浓度的关系。 5．平均速度的涵义是什么？用管道输送水和空气时，较为经济的流速范围为多页
页眉 少？ 第二节质量衡算 1.进行质量衡算的三个要素是什么？ 2.简述稳态系统和非稳态系统的特征。 3.质量衡算的基本关系是什么？ 4.以全部组分为对象进行质量衡算时，衡算方程具有什么特征？ 5.对存在一级反应过程的系统进行质量衡算时，物质的转化速率如何表示？ 第三节能量衡算 1．物质的总能量由哪几部分组成？系统内部能量的变化与环境的关系如何？2．什么是封闭系统和开放系统？ 3．简述热量衡算方程的涵义。 4．对于不对外做功的封闭系统，其内部能量的变化如何表现？ 5．对于不对外做功的开放系统，系统能量能量变化率可如何表示？ 第三章流体流动 第一节管流系统的衡算方程 1．用圆管道输送水，流量增加1倍，若流速不变或管径不变，则管径或流速如何变化？
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
最新《环工原理》部分课后作业及答案
第一篇 第二章 质量衡算与能量衡算 2.1 某室内空气中O 3的浓度是0.08×10-6 （体积分数），求： （1）在1.013×105 Pa 、25℃下，用μg/m 3 表示该浓度； （2）在大气压力为0.83×105 Pa 和15℃下，O 3的物质的量浓度为多少？ 解：（1）理想气体的体积分数与摩尔分数值相等 由题，在所给条件下，1mol 空气混合物的体积为 V 1＝V 0·P 0T 1/ P 1T 0 ＝22.4L ×298K/273K ＝24.45L 所以O 3浓度可以表示为 0.08×10－6 mol ×48g/mol ×（24.45L ）－1 ＝157.05μg/m 3 （2）由题，在所给条件下，1mol 空气的体积为 V 1＝V 0·P 0T 1/ P 1T 0 =22.4L ×1.013×105 Pa ×288K/(0.83×105 Pa ×273K ）＝28.82L 所以O 3的物质的量浓度为 0.08×10－6 mol/28.82L ＝2.78×10－9mol/L 2.2 假设在25℃和1.013×105 Pa 的条件下，SO 2的平均测量浓度为400μg/m 3 ，若允许值0.14×10-6 ，问是否符合要求？ 解：由题，在所给条件下，将测量的SO 2质量浓度换算成体积分数，即 3396 5 108.31429810400100.15101.0131064 A A RT pM ρ--???=??=??? 大于允许浓度，故不符合要求 2.6 某一段河流上游流量为36000m 3 /d ，河水中污染物的浓度为3.0mg/L 。有一支流流量为10000m 3 /d ，其中污染物浓度 为30mg/L 。假设完全混合。求： （1）求下游的污染物浓度； （2）求每天有多少kg 污染物质通过下游某一监测点。 解：（1）根据质量衡算方程，下游污染物浓度为 1122 12 3.0360003010000 /8.87/3600010000 V V m V V q q mg L mg L q q ρρρ+?+?= = =++ （2）每天通过下游测量点的污染物的质量为 312()8.87(3600010000)10/408.02/m V V q q kg d kg d ρ-?+=?+?= 2.7 某一湖泊容积10×106m 3 ，上游有一未被污染的河流流入该湖泊，流量为50m 3 /s 。一工厂以5 m 3 /s 的流量向湖泊排
最新环工原理思考题!答案
十一章 第一节 (1) 快速去除污染物的关键是什么？ (2) 反应器的一般特性主要指哪几个方面？ 指反应器内物料的流动状态、混合状态以及质量和能量传递性能等，它们取决于反应器的结构形式、操作方式等。 (3) 反应器研究开发的主要任务是什么？ (4) 什么是间歇操作、连续操作和半连续操作？它们一般各有哪些主要特点？ 1.间歇操作：将反应原料一次加入反应器，反应一段时间或达到一定的反应程度后一 次取出全部的反应物料，然后进入下一轮操作。 间歇操作的主要特点： （1）操作特点：反应过程中既没有物料的输入，也没有物料的输出，不存在 物料的进与出。 （2）基本特征：间歇反应过程是一个非稳态的过程，反应器内组成随时间变化而变化。 （3）主要优点：操作灵活，设备费低，适用于小批量生产或小规模废水的处理。 （4）主要缺点：设备利用率低，劳动强度大，每批的操作条件不易相同，不便自动控制。 2.连续操作：连续地将原料输入反应器，反应产物也连续地流出反应器。 特点： （1）操作特点∶物料连续输入，产物连续输出，时刻伴随着物料的流动。 （2）基本特征∶连续反应过程是一个稳态过程，反应器内各处的组成不随时间变化。（反应组分、浓度可能随位置变化而变化。） （3）主要优点∶便于自动化，劳动生产率高，反应程度与产品质量较稳定。 规模大或要求严格控制反应条件的场合，多采用连续操作。 （4）主要缺点∶灵活性小，设备投资高。 3.半连续操作：原料与产物中的一种或一种以上为连续输入或输出，而其它成分分批 加入或取出的操作。 特点：半间歇操作具有间歇操作和连续操作的某些特点。反应器内的组成随时间变化而变化。 (5)什么是空间时间和空间速度？它们所表达的物理意义分别是什么？ 空间时间：反应器有效体积(V)与物料体积流量(q v)之比值. 空间速度：单位反应器有效体积所能处理的物料的体积流量. (6) 一般情况下，反应器内的流体流动状态会对反应结果产生影响，为什么？ (7) 根据反应物料的流动与混合状态，反应器可分为哪些类型。 理想流反应器和非理想流反应器；完全混合流（全混流）反应器和推流反应器。 (8) 反应器设计的基本内容包括哪几个方面？它通常用到哪几类基本方程？ 基本内容： 选择合适的反应器型式；确定最佳的操作条件；计算达到规定的目标所需要
(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）
环境工程原理第二版课后答案
第I 篇 习题解答 第一章 绪论 简要概述环境学科的发展历史及其学科体系。 解：环境学科是随着环境问题的日趋突出而产生的一门新兴的综合性边缘学科。它经历了20世纪60年代的酝酿阶段，到20世纪70年代初期从零星的环境保护的研究工作与实践逐渐发展成为一门独立的新兴学科。 环境学科是一门正在蓬勃发展的科学，其研究范围和内涵不断扩展，所涉及的学科非常广泛，而且各个学科间又互相交叉和渗透，因此目前有关环境学科的分支学科还没有形成统一的划分方法。图1-1是环境学科的分科体系。 图1-1 环境学科体系 简要阐述环境工程学的主要任务及其学科体系。 解：环境工程学作为环境学科的一个重要分支，主要任务是利用环境学科以及工程学的方法，研究环境污染控制理论、技术、措施和政策，以改善环境质量，保证人类的身体健康和生存以及社会的可持续发展。 图1-2是环境工程学的学科体系。 图1-2 环境工程学的学科体系 环境工程学 环境净化与污染控制技术及原理 生态修复与构建技术及原理 清洁生产理论及技术原理 环境规划管理与环境系统工程 环境工程监测与环境质量评价 水质净化与水污染控制工程 空气净化与大气污染控制工程 固体废弃物处理处置与管理 物理性污染控制工程 土壤净化与污染控制技术 废物资源化技术 环境学科体系环境科学 环境工程学 环境生态学 环境规划与管理
去除水中的悬浮物，有哪些可能的方法，它们的技术原理是什么 解：去除水中悬浮物的方法主要有：沉淀、离心分离、气浮、过滤（砂滤等）、过滤（筛网过滤）、反渗透、膜分离、蒸发浓缩等。 上述方法对应的技术原理分别为：重力沉降作用、离心沉降作用、浮力作用、物理阻截作用、物理阻截作用、渗透压、物理截留等、水与污染物的蒸发性差异。 空气中挥发性有机物（VOCs）的去除有哪些可能的技术，它们的技术原理是什么 解：去除空气中挥发性有机物（VOCs）的主要技术有：物理吸收法、化学吸收法、吸附法、催化氧化法、生物法、燃烧法等。 上述方法对应的技术原理分别为：物理吸收、化学吸收、界面吸附作用、氧化还原反应、生物降解作用、燃烧反应。 简述土壤污染可能带来的危害及其作用途径。 解：土壤污染的危害及其作用途径主要有以下几个方面：①通过雨水淋溶作用,可能导致地下水和周围地表水体的污染;②污染土壤通过土壤颗粒物等形式能直接或间接地为人或动物所吸入;③通过植物吸收而进入食物链,对食物链上的生物产生毒害作用等。 环境净化与污染控制技术原理可以分为哪几类它们的主要作用原理是什么解：从技术原理上看，环境净化与污染控制技术原理可以分为“隔离技术”、“分离技术”和“转化技术”三大类。隔离技术是将污染物或者污染介质隔离从而切断污染物向周围环境的扩散，防止污染近一步扩大。分离技术是利用污染物与污染介质或其它污染物在物理性质或化学性质上的差异使其与介质分离，从而达到污染物去除或回收利用的目的。转化技术是利用化学或生物反应，使污染物转化成无害物质或易于分离的物质，从而使污染介质得到净化与处理。 《环境工程原理》课程的任务是什么
20XX环工原理思考题!答案
十^一早 第一节 (1) 快速去除污染物的关键是什么？ (2) 反应器的一般特性主要指哪几个方面？ 指反应器内物料的流动状态、混合状态以及质量和能量传递性能等，它们取决于反应器的结构形式、操作方式等。 (3) 反应器研究开发的主要任务是什么？ (4) 什么是间歇操作、连续操作和半连续操作？它们一般各有哪些主 要特点？ 间歇操作：将反应原料一次加入反应器，反应一段时间或达到一定的 反应程度后一次取出全部的反应物料，然后进入下一轮操作。 间歇操作的主要特点： (1)操作特点：反应过程中既没有物料的输入，也没有物料的输出，不存在物料的进与出。 基本特征：间歇反应过程是一个非稳态的过程，反应器内组成随时间变化而变化。 主要优点：操作灵活，设备费低，适用于小批量生产或小规模废水的 处理。 主要缺点：设备利用率低，劳动强度大，每批的操作条件不易相同， 不便自动控制。
连续操作：连续地将原料输入反应器，反应产物也连续地流出反应器 特点: （1）操作特点：物料连续输入，产物连续输出，时刻伴随着物料的流动。 1 / 12 基本特征：连续反应过程是一个稳态过程，反应器内各处的组成不随时间变化。（反应组分、浓度可能随位置变化而变化。） 主要优点：便于自动化，劳动生产率高，反应程度与产品质量较稳定。规模大或要求严格控制反应条件的场合，多采用连续操作。 主要缺点：灵活性小，设备投资高。 半连续操作：原料与产物中的一种或一种以上为连续输入或输出，而其它成分分批加入或取出的操作。 特点：半间歇操作具有间歇操作和连续操作的某些特点。反应器内的组成随时间变化而变化。 什么是空间时间和空间速度？它们所表达的物理意义分别是什么？空间时间：反应器有效体积（V与物料体积流量（qv）之比值. 空间速度：单位反应器有效体积所能处理的物料的体积流量. （6）一般情况下，反应器内的流体流动状态会对反应结果产生影响，为什么？ （7）根据反应物料的流动与混合状态，反应器可分为哪些类型。
工业催化期末复习题完整版
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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。
环工原理思考题
4热量传递 1)什么是热传导？ (2)什么是对流传热？分别举出一个强制对流传热和自然对流传热的实例。 (3)简述辐射传热的过程及其特点。 (4)试分析在居室内人体所发生的传热过程，设室内空气处于流动状态。 (5)若冬季和夏季的室温均为18℃，人对冷暖的感觉是否相同？在哪种情况下觉得更暖和？为什么？ (1)简述影响对流传热的因素。 (2)简述对流传热的机理、传热阻力的分布及强化传热的措施。 (3)为什么流体层流流动时其传热过程较静止时增强？ (4) 传热边界层的范围如何确定？试分析传热边界层与流动边界层的关系。 (5)试分析影响对流传热系数的因素。 (6) 分析圆直管内湍流流动的对流传热系数与流量和管径的关系，若要提高对流传热系数，采取哪种措施最有效？ (7)流体由直管流入短管和弯管，其对流传热系数将如何变化？为什么？ (8)什么情况下保温层厚度增加反而会使热损失加大？保温层的临界直径由什么决定？ (9)间壁传热热阻包括哪几部分？若冷热流体分别为气体和液体，要强化换热过程，需在哪一侧采取措施？ (10)什么是传热效率和传热单元数？ 1)分析热辐射对固体、液体和气体的作用特点。 (2)比较黑体和灰体的特性及其辐射能力的差异。 (3) 温度对热辐射和辐射传热的影响。 (4)分析物体辐射能力和吸收能力的关系。 (5)简述气体发射和吸收辐射能的特征，分析温室效应产生的机理。 1)简述换热器的类型。 (2)什么是间壁式换热器，主要包括哪几种类型？ (3)列管式换热器式最常用的换热器，说明什么是管程、壳程，并分析当气体和液体换热时，气体宜通入哪一侧？ (4)简述增加传热面积的方法。 (5)试分析提高间壁式换热器传热系数的途径。 5质量传递 (1)什么是分子扩散和涡流扩散？ (2)简述费克定律的物理意义和适用条件。 (3)简述温度、压力对气体和液体分子扩散系数的影响。 (4)对于双组分气体物系，当总压和温度提高1倍时，分子扩散系数将如何变化？ (5)分析湍流流动中组分的传质机理。 (1)什么是总体流动？分析总体流动和分子扩散的关系。 (2)在双组分混合气体的单向分子扩散中，组分A的宏观运动速度和扩散速度的关系？ (3)单向扩散中扩散组分总扩散通量的构成及表达式。
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。
工业催化原理——知识要点
第四章金属催化剂及其催化作用 1、金属催化剂的应用及其特性 1）金属催化剂的应用 金属催化剂：指催化剂的活性组分是纯金属或者合金 纯金属催化剂：指活性组分只由一种金属原子组成，这种催化剂可单独使用，也可负载在载体上 合金催化剂：指活性组分由两种或两种以上金属原子组成 2）金属催化剂的特性 常用的金属催化剂的元素是d区元素，即过渡元素（ⅠB、ⅥB、ⅦB、Ⅷ族元素） 金属催化剂可提供的各种各样的高密度吸附反应中心 2、金属催化剂的化学吸附 1）金属的电子组态与气体吸附能力间的关系 （1）金属催化剂化学吸附能力取决于金属和气体分子的化学性质，结构及吸附条件 （2）具有未结合d电子的金属催化剂容易产生化学吸附 （3）价键理论：不同过渡金属元素的未结合d电子数不同，他们产生化学吸附的能力不同，其催化性能也不同（4）配位场理论：金属表面原子核体相原子不同，裸露的表面原子与周围配位的原子数比体相中少，表面原子处于配位价键不饱和状态，他可以利用配位不饱和的杂化轨道与被吸附分子产生化学吸附。（5）吸附条件对进水催化剂的吸附的影响： 低温有利于物理吸附，高温有利于化学吸附 高压有利于物理吸附，也有利于化学吸附 2）金属催化剂的化学吸附与催化性能的关系 （1）金属催化剂的电子逸出功（脱出功） 定义：将电子从金属催化剂汇中移到外界（通常是真空环境中）所需做的最小功，或者说电子脱离金属表面所需要的最低能量 符号：Φ，在金属能带图中表现为最高空能级与能带中最高填充电子能级的能量差 意义：其大小代表金属失去电子的难易程度或说电子脱离金属表面的难易 （2）反应物分子的电离势 定义：指反应物分子将电子从反应物中移到外界所需的最小功，用I表示。 意义：其大小代表反应物分子失去电子的难易程度。 电离能：激发时所需的最小能量 （3）化学吸附键和吸附状态 ①当Φ>I时，电子将从反应物分子向金属催化剂表面专业，反应物分子变成吸附在金属催化剂表面上的正离子。反应物分子与催化剂活性中心吸附形成离子键，它的强弱程度决定于Φ与I的相对值，两者相差越大，离子键越强。这种正离子吸附层可以降低催化剂表面的电子逸出功。随着吸附量的增加，Φ逐渐降低。 ②当Φ 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 催化原理总结 《催化作用基础》总结,2010 级,第一章绪论,催化剂的重要性质：活性：转化率选择性：分数选择性，相对选择性，工业选择性，产率寿命：寿命曲线（成熟，稳定，衰老）价格：选择催化剂应考虑的因素:选择性,寿命,活性,价格固体催化剂的一般组成:载体,主催化剂（活性组份）,助催化剂（载体的:提高稳定性,抑制副反应,提供双功能；活性组份的:促进活性结构的形成,调变活性组份的电子云密度）载体的作用:1）分散活性组分；2）稳定化作用（抑制活性组份的烧结）；3）助催化作用（如，提供酸性，对金属组分的调节作用）；4）支撑作用；5）传热与稀释作用负载型催化剂的组成：载体、活性组分、助剂,催化剂的分类 1.按催化反应体系物相的均一性分类:均相,非均相（多相）,酶催化 2.按催化剂的作用机理分类:1）氧化还原：加氢、脱氢、氧化、脱硫等2）酸碱催化：水合、脱水、裂化、烷基化、异构化、歧化、聚合等3）配位催化：烯烃氧化、烯烃氢甲酰化、烯烃聚合、烯烃加氢、烯烃加成、甲醇羰基化、烷烃氧化、酯交换等 3.按催化反 应类型分类1）加氢2）脱氢3）部分氧化4）完全氧化5）水煤气变换6）合成气7）酸催化的裂化、歧化、异构化、烷基化、聚合、水合、脱水等反应8）氧氯化反应9）羰基化10）聚合, 第一章绪论,4.按催化剂分类1）酸、碱催化剂均相酸、碱催化剂多相酸、碱催化剂（固体酸、碱催化剂）2）金属催化剂3）半 第一,络合催化剂） 4 导体催化剂过渡金属氧化物过渡金属硫化物．章绪论,第二章吸附作用与多相催化,多相催化的反应步骤与扩散固体表面分子在固体表面的吸附金属表面上的化学吸附氧化物表面上的化学吸附吸附等温线,1.多相催化反应步骤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,第二章吸附作用与多相催化,扩散扩散方式:常规:孔径》100nm努森:孔径w 100nm构型:孔径v 1.5nm 扩散系数：,第二章吸附作用与多相催化,2.吸附物理吸附：分子间力，吸附力弱，吸附热小（8?20kJ/mol）,可逆吸附，无选择性，可发生多层吸附化学吸附：化学键力，吸附力强，吸附热大 （40~800kJ/mol），般不可逆，有选择性，单分子层吸附类似化学反应，遵循化学热力学和动力学规律,第二章吸附作用与多相催化,3.固体表面结晶、无定形物质、配位多面体1）晶体表面的 晶面暴露晶面的影响因素：影响不同晶面暴露比例的因素：热力学动力学稳定的晶面特点：（1）单位面积上未满足的键的数目小； （2）电中性。 ,第二章吸附作用与多相催化,晶体的缺陷分类：点，线，面，立体晶体表面的缺陷与催化作用原子水平的固体表面是不均匀的表面具有高浓度的位错和缺陷：,第二章吸附作用与多相催化, 分子在固体表面的吸附吸附过程的推动力：固体表面自由能的降力化学vanderWaals低 .. 环境工程原理思考题 第一章绪论 1.“环境工程学”的主要研究对象是什么？ 2. 去除水中的溶解性有机污染物有哪些可能的方法？它们的技术原理是什么？ 3. 简述土壤污染治理的技术体系。 4. 简述废物资源化的技术体系。 5. 阐述环境净化与污染控制技术原理体系。 6. 一般情况下，污染物处理工程的核心任务是：利用隔离、分离和（或）转化技术原理，通过工程手段（利用各类装置），实现污染物的高效、快速去除。试根据环境净化与污染防治技术的基本原理，阐述实现污染物高效、快速去除的基本技术路线。 第二章质量衡算与能量衡算 第一节常用物理量 1．什么是换算因数？英尺和米的换算因素是多少？ 2．什么是量纲和无量纲准数？单位和量纲的区别是什么？ 3．质量分数和质量比的区别和关系如何？试举出质量比的应用实例。 4．大气污染控制工程中经常用体积分数表示污染物的浓度，试说明该单位的优点，并阐述与质量浓度的关系。 5．平均速度的涵义是什么？用管道输送水和空气时，较为经济的流速范围为多专 业资料 .. 少？ 第二节质量衡算 1.进行质量衡算的三个要素是什么？ 2.简述稳态系统和非稳态系统的特征。 3.质量衡算的基本关系是什么？ 4.以全部组分为对象进行质量衡算时，衡算方程具有什么特征？ 5.对存在一级反应过程的系统进行质量衡算时，物质的转化速率如何表示？ 第三节能量衡算 1．物质的总能量由哪几部分组成？系统内部能量的变化与环境的关系如何？2．什么是封闭系统和开放系统？ 3．简述热量衡算方程的涵义。 4．对于不对外做功的封闭系统，其内部能量的变化如何表现？ 5．对于不对外做功的开放系统，系统能量能量变化率可如何表示？ 第三章流体流动 第一节管流系统的衡算方程 1．用圆管道输送水，流量增加1倍，若流速不变或管径不变，则管径或流速如何变化？ 催化作用原理总复习答案 催化作用原理基础一、单项选择题在下列每小题的四个备选答案中选出一个正确的答案，并将其字母标号填入题干的括号内。 1. 沉淀法制备催化剂过程中，晶粒的生长速度正比于( c ) A. 饱和度C* B. 沉淀物浓度C C. (C-C) 值 D. 溶剂量 2. 浸渍法制备催化剂时，等量浸渍是指( d ) A. 溶液的量与活性组分的量相等 B. 载体的量与活性组分的量相等 C. 溶液的量与载体的重量相等 D. 溶液的体积等于载体的空体积 3. 分子筛催化剂的基础结构是指( b ) A. 硅原子 B. 硅氧四面体或铝氧四面体 C. 铝原子 D. 笼状结构 4. 汽车尾气转化器中催化剂的载体是( d ) A. 贵金属Pt B. 贵金属Rh C. 金属Pd D. 多孔 陶瓷或合金 5. 内扩散是指( c ) A. 反应物在反应器内的流动 B. 反应物在反应器外管道内的流动 C. 反应物分子在催化剂孔道内的传质 D. 反应物分子在催化剂孔道外的传质 6. 硅铝分子筛中硅是以什么形式存在的( b ) A. 零价硅原子的形式B. 硅氧四面体形式 C. 六配位的硅离子的形式 D. 硅-铝化学键的形式 7. 负载型催化剂制备过程中采用的分离出过多的浸渍液，并快速干燥，是为了( c ) A. 活性组分在孔道内均匀B. 活性组分在孔道外均匀 C. 活性组分分布在孔口和外表面 D. 活性组分在外表面均匀 8. 催化剂的载体决定催化剂的( c ) A. 支撑物B. 活性组分 C. 孔结构 D. 包装水平 9. 产品收率不但取决于反应物的转化率，还取决于产物的( b ) A. 催化剂制备程度中载体用的量 B. 选择性 C. 已转化的反应物质的多少 D. 反应物进料的量的多少 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 1.2简要阐述环境工程学的主要任务及其学科体系。 解：环境工程学作为环境学科的一个重要分支，主要任务是利用环境学科以及工程学的方法，研究环境污染控制理论、技术、措施和政策，以改善环境质量，保证人类的身体健康和生存以及社会的可持续发展。 图1-2是环境工程学的学科体系。 1.3去除水中的悬浮物，有哪些可能的方法，它们的技术原理是什么？ 解：去除水中悬浮物的方法主要有：沉淀、离心分离、气浮、过滤（砂滤等）、过滤（筛网过滤）、反渗透、膜分离、蒸发浓缩等。 上述方法对应的技术原理分别为：重力沉降作用、离心沉降作用、浮力作用、物理阻截作用、物理阻截作用、渗透压、物理截留等、水与污染物的蒸发性差异。 1.4空气中挥发性有机物（VOCs）的去除有哪些可能的技术，它们的技术原理是什么？ 解：去除空气中挥发性有机物（VOCs）的主要技术有：物理吸收法、化学吸收法、吸附法、催化氧化法、生物法、燃烧法等。 上述方法对应的技术原理分别为：物理吸收、化学吸收、界面吸附作用、氧化还原反应、生物降解作用、燃烧反应。 1.5简述土壤污染可能带来的危害及其作用途径。 解：土壤污染的危害及其作用途径主要有以下几个方面：①通过雨水淋溶作用,可能导致地下水和周围地表水体的污染;②污染土壤通过土壤颗粒物等形式能直接或间接地为人或动物所吸入;③通过植物吸收而进入食物链,对食物链上的生物产生毒害作用等。 1.6环境净化与污染控制技术原理可以分为哪几类？它们的主要作用原理是什么？ 解：从技术原理上看，环境净化与污染控制技术原理可以分为“隔离技术”、“分离技术”和“转化技术”三大类。隔离技术是将污染物或者污染介质隔离从而切断污染物向周围环境的扩散，防止污染近一步扩大。分离技术是利用污染物与污染介质或其它污染物在物理性质或化学性质上的差异使其与介质分离，从而达到污染物去除或回收利用的目的。转化技术是利用化学或生物反应，使污染物转化成无害物质或易于分离的物质，从而使污染介质得到净化与处理。 1.7《环境工程原理》课程的任务是什么？ 解：该课程的主要任务是系统、深入地阐述环境污染控制工程，即水质净化与水污染控制工程、大气（包括室内空气）污染控制工程、固体废物处理处置与管理和资源化工程、物理性污染（热污染、辐射污染、噪声、振动）控制工程、自然资源的合理利用与保护工程、生态修复与构建工程以及其它污染控制工程中涉及到的具有共性的工程学基础、基本过程和现象以及污染控制装置的基本原理，为相关的专业课程打下良好的理论基础。 第二章质量衡算与能量衡算 2.1某室内空气中O3的浓度是0.08×10-6（体积分数），求： （1）在1.013×105Pa、25℃下，用μg/m3表示该浓度； （2）在大气压力为0.83×105Pa和15℃下，O3的物质的量浓度为多少？ 解：理想气体的体积分数与摩尔分数值相等 由题，在所给条件下，1mol空气混合物的体积为V1＝V0·P0T1/P1T0＝22.4L×298K/273K＝24.45L工业催化期末复习题
催化原理总结
20XX环境工程原理思考题
催化作用原理总复习答案
专科《工业催化》_试卷_答案
环境工程原理第三版课后答案