1什么是催化剂？催化剂作用的特征是什么？
催化剂定义：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。 特征①不能改变化学平衡②通过改变化学反应历程而改变反应速度③对加速化学反应具有选 择性
2工业催化剂的基本指标是什么？工业催化剂的性能要求有哪些？ 基本指标：活性、选择性、寿命、经济性。
性能要求： 活性、选择性、生产能力、稳定性、寿命、机械强度、导热性能、形貌和粒度、 再生性。 3什么是催化剂的稳定性？什么是催化剂的寿命？
催化剂的稳定性是指催化剂在使用条件下具有稳定活性的时间。 催化剂的寿命是指从开始使用到活性下降到生产不能再用时所经历的时间。
4什么是催化剂失活？导致催化剂失活的主要原因有哪些？
定义：在恒定反应条件下进行的催化反应的转化率随时间增长而下降的的现象叫催化剂失活。 原因：中毒、生焦、烧结、活性组分流失
5如何计算催化剂的活性（转化率 X 、转换数TON 转换频率TOF ？ （ P 12） 反应速率表示法、反应速率常数表示法、转化率表示法。
转化率X:反应物A 的总量/流经催化床层进料中反应物 A 的总量
转换数TON 催化剂上每个活性位通过催化循环使总反应发生的次数 转换频率TOF 每个活性位每秒时间内完成的催化循环的次数
6固体催化剂的组成有几部分？说明合成氨催化剂各部分的作用？说明 各部分的作用？ 组成：活性组分（主催化剂和共催化剂）、载体、助催化剂。 各部分作用：Fe
为活性组分；AI2O3为载体；K20为助催化剂。
Pt 活性组分，Sn 助催化剂，AI2O3酸功能性载体。
7. 固体催化剂载体的作用是什么？常用的载体有哪几种？ 作用：分散作用、稳定化作用、支撑作用、传热和稀释作用、助催化作用。 常用载体：低比表面（刚玉、碳化硅、浮石、硅藻土、石棉、耐火砖）；高比表面（氧化铝、 SiO2/Al2O3、铁矶土、白土、氧化镁、硅胶、活性炭）。
8. 多相催化反应的步骤有哪些？（课本 P 14）
外扩散-内扩散-化学吸附-表面反应-脱附-内扩散-外扩散
I
物理过程 9、什么是扩散控制、动力学控制？提高宏观反应速率措施？ 扩散控制：最慢步骤是物理过程--扩散 动力学控制：最慢步骤是化学过程--吸附、脱附、表面反应 措施：外扩散控制：提高气流速率。
内扩散控制：扩大孔径，减少颗粒直径。 动力学控制：则提高温度，改变催化剂活性组份。
如何消除内、外扩散的影响？
外扩散：按比例同时改变空速及床层填充高度；控制合适的反应温度。 内扩散：选择的催化剂的颗粒及颗粒孔径要大小合适。
Pt-Sn/AI 2Q 催化剂 7 化学过程
物理过程
扩散控制是指反应速度由反应体系的扩散速率决定, 动力学控制是指反应速度由该反应的速率决定。 确定过程控制步骤---针对性地采取措施，提高过程宏观速率。
扩散控制措施：改变操作条件或改善催化剂的颗粒大小和微孔构造。
动力学控制：改善催化剂组成和微观结构，改善反应操作条件(特别是反应温度和压力)。
控制步骤不是一成不变，可以通过改变操作条件，使系统从一种控制过程过渡到另一种控制
11. 多孔催化剂的效率因子=?物理意义是什么？
多孔催化剂的效率因子n = 观测反应速度/本征反应速率 < 1 多孔催化剂的效率因子n =K 多孔/K 消除内扩散二内表面利用率<1 物理意义：定量表达了催化剂内表面利用程度。
12. 各类反应常用催化剂有哪些？
加氢：Ni 、Pd Pt 、Cu
脱氢：Cr2O3 ZnO Fe2O3 Pd Ni
氧化：V2O5 MoO3 CuO Co3O4 Ag
羰基化或 OXO 反应：Co2(CO)8 Ni(CO)4、Rh2(CO)8
聚合：TiCI4-AI(C2H5)3
卤化：FeCI3、AICI3、CuCI2
裂解：SiO2-AI2O3、SiO-MgO
烷基化：AICI3、BF3 H2SO4 异构化： 重整：丨
水合：H3PO4 H2SO4
AI2O3、H-离子交换树脂 脱水：r- AI2O3
1.什么是物理吸附？什么是化学吸附？区别？ 物理吸附：靠分子间作用力吸附。
化学吸附：吸附质与吸附剂表面形成化学键。
:Pt/ AI2O3、AICI3、H2SO4 H2SO4/ZnO2 Pt 、
Pt-Re 、Pt-Ir/ AI2O3
2.什么是定位吸附，非定位吸附？
定位吸附：ETVE P分隔吸附位的势垒高度EP大于吸附质分子热运动能ET,分子不能逸出“势能阱”；非定位吸附：ET >EP，吸附质在表面自由转换。
3.说明叙述吸附与催化的关系。
①催化活性与催化剂对反应物化学吸附能力有关。
②许多催化反应在远远高于物理吸附能够发生的温度下进行。
③物理吸附力远远小于化学键合涉及的力。
4.说明火山型曲线原理。
在单分子反应中，如果吸附质吸附较弱，则催化活性与反应物吸附强度成正相关关系；如果吸附质吸附足够强，达到了很高的表面覆盖率，则催化活性与反应物吸附强度成反相关关系。
1.B酸、碱，L酸、碱的概念。
B酸：给出质子；L酸：接受电子。
B碱：接受质子；L碱：给出电子。
2.固体酸强度H0概念。
给出质子或接受电子的能力。
3.固体酸性质包括几个方面？
酸中心的类型、酸中心的强度、酸中心的浓度。（酸类型、酸强度、酸（度）量）
4.如何用红外光谱法区分测定B酸（1540cm1）、L酸（1610cm1）？
NH3做探针考察（g—AI2O3）。
5.列举测定固体酸度与酸强度的方法。
Hammett指示剂的胺滴定法、气相碱性物质吸附法（碱吸附量热法、碱脱附-TPD法、吸附碱的红外光谱（IR）法）。
6. 什么是超强酸？
超强酸：H0小于-11.9
7. 什么是分子筛的一级结构，二级结构，三级结构？分子筛的孔道是如何形成的？ 一级结构：以 Si 或 Al 原子为中心的正四面体结构单元逐级堆砌而成； 二级结构：硅氧四面体或铝氧四面体通过氧桥形成的多元环； 三级结构：二级结构通过氧桥相互联结，形成三维空间的多面体结构。 分子筛的孔道由空间元环组成
8. A 型分子筛、八面沸石、丝光沸石、ZSM 分子筛、 A 型分子筛：八个P 笼围成8元环，主孔道直径约为 八面沸石： 1 2元环，主孔道直径约为 8-9?。 丝光沸石：
主孔道为一维的 12 元环孔道，平均直径 ZSM 分子筛：10元环组成，直通孔道和Z 形孔道立体交叉
相通，孔道直径 5.1-5.6 ?。
BETA 分子筛：具有三维12元环孔道结构、孔道直径8-9 ?。
9. 分子筛催化理论有哪些？（固体酸，静电场，择形催化） 反应物择型催化 ： 反应物分子直径小于孔径的分子进入晶孔反应 。
产物择型催化 ：产物中分子临界直径小于孔口的可以从孔中扩散出来 。 过渡状态限制择形催化剂： 产物、反应物不受催化剂窗口的孔径限制， 需内孔和孔腔有适宜的 空间，便于过渡态生成 . 。
分子交通控制的择形催化： 催化剂有大小不同的孔道， 反应物通过一种孔道进入活性部位， 产 物从另一通道扩散出来 。
1 .过渡金属能带理论的基本内容是什么？ 金属能带理论 --- 分子轨道理论
N 个原子形成分子，其分子轨道是：N/2成键轨道，N/2反键轨道。 对金属而言，N 个金属原 子形成的分子就是整块金属，故金属分子（即整块金属）其原子数N 非常大成键轨道间能级差 非常小，以至构成能带-满带； 反键轨道间能级差也非常小-空带。 能带间的能级差为禁 带。
金属形成晶格时， 原子按一定的规律紧密排列， 金属原子核对外层价电子束缚较弱， 其电子在 整个晶体内自由运动——离域共价键（金属键）
2. d 空穴概念？为什么过渡金属 d 空穴值与原子价电子结构不一致？
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”。
价电子是指原子核外电子中能与其他原子相互作用形成化学键的电子。 空穴是由能带重叠产生 的，能带与价电子结构不一致，从而空穴值与价电子结构不一致。
3. 过渡金属价键理论的基本内容是什么？ d 百分概念？
基本内容： Pauling 价键理论： 金属晶体是由原子通过价电子形成共价键 （金属键） 结合而成。 共价键是由nd 、（n+1）s 、和（n+1）p 轨道参与的杂化轨道。金属的电子分成两类：成键电子： 填充杂化轨道、形成金属键；原子电子：未结合电子，在原子轨道中。
d%： d 轨道在成键轨道中的分数。
4. 什么是电子逸出功？什么是电离势？
金属催化剂的电子逸出功?:金属表面电子移到外界所需的最小功（最低能量）； 反应物粒子的电离势 I ：反应物电子移到外界所需的最小功（难易程度）。
5. 金属催化剂组分选择应关注的因素有哪些？ d 空穴，电子逸出功、晶体结构。
6. 金属组分的分散度D ?什么是结构敏感反应？ 分散度 ：表面原子数 /总原子数
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。可用 D 与TOF 的关系来表征。 7. 多位催化理论的基本内容是什么 ?（活性中心与反应物发生中等强度吸附，活性中心与反应 基团间有一定的结构对应性，使反应物分子适当扭曲而活化。）
1. 什么是本征半导体，n 型半导体，P 型半导体？ 本征半导体：通过电子激发，既有电子导电，又有空穴
导电，，在禁带中没有杂质能级。
BETA 分子筛的结构特征。
4?。
6.6 ?。
N型半导体：靠自由电子导电。
P 型半导体：靠空穴导电。
2.什么是杂质能级？什么是施主杂质、施主能级？什么是受主杂质、受主能级？
①半导体材料中的杂质使严格的周期性势场受到破坏，从而有可能产生能量在带隙中的局域化
电子态，称为杂质能级。在半导体禁带中出现。
②对于N型半导体来说，一个V族杂质原子（如磷P,砷As,锑Sb等）可以向半导体硅提供一个自由电子而本身成为带正电的离子，把这种杂质称为施主杂质。
被施主杂质束缚的电子的能量状态，叫做施主能级，靠近半导体导带下部。
③对于P型半导体来说，，一个III族杂质原子（如硼B,铝Al，镓Ga铟In等）可以向半导体提供一个空穴，而本身接受一个电子成为带负电的离子，把这种杂质称为受主杂质被受主杂质束缚的空穴的能量状态，叫做受主能级，靠近满带上部。
3.为什么n 型或P 型半导体比本征半导体更易导电？
因为杂质能级（施主能级和受主能级）处于禁带中间，电子跃迁所需的能量较本征半导体中电子跃迁需能小，故N型或P型半导体较本征半导体更易导电。
4.费米能级E f、电子逸出功?定义？
费米能级Ef :绝对零度下电子的最高能级。
电子逸出功?:金属表面电子移到外界所需的最小功（最低能量）。
5.杂质对半导体特性的影响是什么。助催化剂的作用原理是什么？
影响：施主杂质（给电子）：Ef ，导带电子T,从而N型导电性T, P型导电性J；
受主杂质（得电子）：Ef J,?T，导带电子J,从而N型导电性J, P型导电性T。
常用添加少量助催化剂（杂质）以调变主催化剂的Ef、?，从而达到改善催化剂活性和选择
性的目的。
对于P型催化剂：加入低价态离子，使空穴增加，催化活性T；对于N型催化剂：加入高价态的离子，使自由电子增加，催化活性T。
6.什么情况下宜用P-cat ，什么情况下宜用n-cat ？
P-cat ：气体化学吸附后所带电荷的性质只与气体的本性有关，与催化剂类型无关。
如丙烯在N或P型催化剂上吸附都带正电。
n-cat ：半导体类型不同，供给被吸附分子电子或空穴方式不同。
如丙烯在P型半导体上吸附时，丙烯电子转移到满带的空穴中；在N型半导体上吸附时，丙烯电子转移到导带中。
O的I大，总是负离子化；CO的I小，总是正离子化。O2在P型氧化物上（低价态）的吸附量远大于
在N 型氧化物（高价态）上的吸附量，所生成的O2- 常常是氧化反应的活性物
种。
对于烃类选择性氧化，为减少深度氧化，必须控制吸附O2- 的量，故常用n 型氧化物催化剂，如V2O5。对于烃类完全燃烧，则宜用P 型氧化物
7.过渡金属硫化物催化剂的特性和主要应用有哪些？特性：半导体性、酸碱性、氧化还原性、加氢活性，可作双功能及单功能催化剂。耐高温、抗毒性极强。CoMoS/Al2O3、NiWS/ Al2O3
主要应用：石油催化加氢处理：石油炼制工业中，催化加氢处理是在临氢条件下，把石油馏分 油原料催化转化，为下游工序准备原料或改进产品性质。 加氢处理可分为以下几类：加氢裂化、 加氢精制、HD —加氢脱硫、HD 加氢脱氮、HD —加氢脱氧
应用：主要用作氧化还原反应 女口：选择性氧化、氨氧化、氧化脱氢、脱氢、加氢脱硫、聚 合 特性：主要是W B ?毗B 、I B U B 多组分催化剂，与电子性质有关，这些氧化物具有半
导体性质。
1. 什么是配位络合催化？均相络合催化的特点？
配位络合催化：反应物与过渡金属络和物（催化剂）在液相发生配位而活化的催化过程 优点：活性中心均匀，选择性高；反应条件温和；反应机理研究深入 缺点：催化剂与反应产物分离困难；腐蚀设备；稳定性差；催化剂成本高
2. 什么是晶体场稳定化能？为什么会出现强场低自旋，旋弱场高自旋？
若d 轨道不是处在全满或全空时，d 电子分裂轨道后的总能量低于分裂前轨道的总能量。这个 总能量的降低值，称为晶体场稳定化能。（CFES
在强的配位场作用下，△较大＞P,则电子尽量充满低能轨道，成对排列，低自旋（强场低自旋）。 在弱的配位场中，△较小VP,则电子尽可能分占不同轨道，高自旋（弱场高自旋）。
3. 配位络合催化剂中配体的作用有哪些？
（1） 提供络合空位：在催化过程中，配体解离造成络合空位，使反应物配位活化。
（2） 调变作用：配体的电子调变作用：强电子给予体（S 给予体）： PPh3 NH3
强电子受体（n 接受体）：CO 烯烃、炔烃
4. 配位络合催化循环。
配位活化反应、在配位体内生廣产物
* 〔催化过程〉
MLf ------- W P
5. 配位络合催化剂固载的方法有哪些？
（一）浸渍法（二）化学键合法（包括离子交换、配位络合）
1工业上固体催化剂的制备方法有哪些？
沉淀、浸渍、离子交换、共混
2催化剂常用的活化方法有哪些？.焙烧的作用有哪些？
方法高温：分解、加氢还原、硫化
作用：焙烧是对催化剂的热处理过程；也是催化剂的活化过程，晶粒分配或成长过程；增强机 械强度，造孔作用；脱出晶格中大量水（分子筛）
3. 沉淀法制备催化剂应如何选择原料？.沉淀过程中应控制哪些因素？
选择：沉淀物便于洗涤和过滤 、沉淀剂溶解度要大、形成的沉淀溶解度要小、沉淀剂必须 无毒、尽可能使用易于分解挥发的沉淀剂。
因素：浓度、pH 值、加料顺序。
Ml.n R\
---- MLn S 反应橱配位加戚疏IR 代交换
4. 浸渍法制备负载型催化剂的操作方法有哪些？ 过量浸渍法、等体积浸渍法、浸渍测定法、多次浸渍法、喷洒浸渍法、蒸气浸渍法。
5. 浸渍法制备负载型催化剂时活性组分分布有哪几种类型？ 蛋壳型、蛋白型、蛋黄型、均匀型 1、各类表征技术的用途，所给出的信息是什么？
① ② ③ ④ ⑤ ⑥ 例如：XRD M 定
平均晶粒度大小一镍催化剂晶粒大小的测定
SEM 测定晶粒大小－蜂窝陶瓷表面生长纳米碳纤维
TG-DTG 测定CU/AI2O3催化剂还原温度和Cu 含量
TPD 测定NO2在Pd 表面吸附
IR 表征催化剂酸类型、催化剂表面吸附物种
XRF 、AAS 、XRD
1.体相组成与结构：
2.孔结构： BET
3.表面组成： XPS 、TEM
4. 表面活性：H2-O2滴定；TPD TPSR
5. 酸碱性： Chemisorption; IR
6. 其他表征仪器： AES; DTA; EPR; LEED; NMR; SEM; TG; TPR
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，使反应物分子屮活化能的百分数增人，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，DGO=RTlnKP,其屮KP为反应的平衡常数，DGO是产物与反应物的标准自由焙之差，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DGO 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二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：催化剂的稳定性肓?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血上吸附；(3)吸附的反应物分子在催化剂表而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而脱附；(5)反应产物在孔内扩散并扩散到反应气流屮去。 8、试比较物理吸附与化学吸附。 物理吸附是借助分了间力，吸附力弱，吸附热小 (8-20kJ/mol),且是可逆的，无选择性，分子量越人物理吸附越容易发牛。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/moI), 一般是不可逆的，尤其是饱和怪分了的解离吸附。 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，是山于位于固体表血的原子具有自山价，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川力，将扩散到具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？ 因为分子红、坯分子在吸附之前先必须解离，因为很多这类分子不能肓接与金属的“表面白由价”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？ 如果反丿应物流量的改变对反应物的转化率影响较人，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、 以毗喘作吸附质的IR谱法(1)L酸的红外光谱特征W： 1450cm-1 J490cm-1和1610cm?1 (2) B酸的红外光谱特征峰：1540cm?l 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
西北大学研究生考试命题专用纸(专业学位课) 2010-2011学年第二学期 考试科目：《催化原理》A卷考试时间：2011年6月23日一．填空（25分） 1．“催化作用”一词最早是由瑞典化学家Berzelius于___1836__年提出的。（1分） 2．气体在固体表面的吸附可分为两类：__物理吸附_____和___化学吸附______。化学吸附类似于化学反应，吸附后，反应物分子与催化剂表面原子之间形成_____化学键____，组成表面络合物。（3分） 3．高活性催化剂常易被外来分子污染而中毒，那些具有_孤电子对_的分子，如氨、磷化氢、一氧化碳、二氧化硫、硫化氢等分子能与催化剂表面形成共价键，因此这些分子是毒性很强的毒物。（2分） 4．分子筛的基本结构单元是硅氧四面体。硅原子在四面体的中心，氧原子占据四面体的顶点。四面体中的____硅____原子可被___铝__原子取代，便成为铝氧四面体。（2分） 5．催化剂的“三性”指的是活性；稳定性；选择性。（3分） 6．一个真实的晶体总有一种或多种结构上的缺陷。晶格缺陷主要有点缺陷；线缺陷；面缺陷。内部缺陷的存在将会引起晶格的畸变，还会引起附加能的出现。（4分） 7．美国人泰勒于1925年首先提出了活性中心理论，其出发点即催化剂失去活性这一实验事实。他认为催化剂的表面是不均匀的，位于催化剂表面微型晶体的棱和顶角处的原子具有不饱合的键，因而形成了活性中心，催化反应只发生在这一活性中心。（3分） 8．X射线衍射技术是揭示晶体内部原子排列状况最有力的工具，它在物质结构研究中具有特殊的作用。在催化剂研究中，它主要用于物相鉴定、物相分析及晶胞参数的测定，由它可以获得许多有用的结构信息。（2分） 9．研究金属化学键的理论方法有三：能带理论、价键理论和配位场理论，各自从不同的角度来说明金属化学键的特征，每一种理论都提供了一些有用的概念。三种理论，都可用特定的参量与金属的化学吸附和催化性能相关联，它们是相辅相成的。（3分） 10. 根据国际酶分类和命名法委员会的规定，酶的名称由底物和催化反应加“酶”字而成，这样，通过酶的名称就可以直观地知道，何种化合物承受何种反应。（2分） 二．名词解释（18分） 1. 催化剂的选择性 指所消耗的原料中转化成目的产物的分率。用来描述催化剂上两个以上相互竞争反应的相对速率。 2．d特性百分数 价键理论认为，过渡金属原子以杂化轨道相结合。杂化轨道通常为s、p、d等原子轨道的线性组合，称之为spd或dsp杂化。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。3．堆积密度 当用量筒测量催化剂的体积时，所得到的密度称为堆积密度或堆密度，这时测量的体积V中，包括三部分：即颗粒与颗粒之间的孔隙V隙，颗粒内部孔占的体积V孔和催化剂骨架所占的体积V真。即：V＝V隙＋V孔＋V真 由此得催化剂的密度为：ρ堆= m / V堆= m / (V隙+ V孔+ V真) 通常是将一定重量W的催化剂放在量筒中，使量筒振动至体积不变后，测出体积，然后用上式计算ρ堆。4．同工酶 同工酶的定义：指具有不同分子结构但催化相同反应的一组酶。 5．固体酸 是能够化学吸附碱的固体，能够使碱性指示剂在其上改变颜色的固体。遵循Brφnsted和Lewis 定义，能给出质子或接受电子的固体。 6．金属催化剂的电子逸出功φ 金属表面电子移到外界所需的最小功（最低能量）
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
1.1 A1(Fcc),A2(bcc),A3(hcp)堆积结构的填充分数Xi各是多少？ 0.74 0.68 0.74 1.2 什么是晶胞？若某晶面和晶胞的三条相邻边分别相交于a/2,b/3,2c/3,则该晶面的指标为？ 晶胞是晶体的最小重复单元，通过晶胞在空间平移无隙的堆砌而成晶体。该晶面的指标（463） 1.3 晶体的缺陷按几何形式划分为哪几种形式？ 点缺陷，线缺陷，面缺陷和体缺陷等 3.1 什么是催化剂？ 催化剂是一种能够加速反应速率而不改变该反应的标准Gibbs自由焓变化的物质 3.2 催化作用的四个基本特征是什么？催化剂为什么不能改变反应的平衡位置？催化指标有哪几个？基本特征a.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 b.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Kf） c.催化剂对反应具有选择性 d.催化剂的寿命 原因：催化剂通过参与改变反应历程、降低反应的活化能来提高化学反应速率。需要注意的是，催化剂不能改变化学反应的平衡常数，不能改变平衡转化率（对于给定的反应，在已知条件下，其催化和非催化过程的-△Gr值是相同的，即Kf值是相同的，所以平衡位置没有改变。） 催化指标：活性选择性稳定性 3.3什么是助催化剂？分为哪几种？ 助催化剂是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的物质，分为①结构型助催化剂②电子型(调变型)助催化剂 3.4请说明催化剂载体的功能？ 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，使催化剂具有一定的形状 ③改善催化剂的热传导性 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 3.5如何理解催化剂的活性和选择性？ 催化剂的活性：判断催化剂加速某化学反应能力高低的量度。工业上常用给定温度下原料的转化率来表达，催化反应动力学中常用反应速率表达 催化剂的选择性：催化剂有效地加速平行反应或串联反应中的某一个反应的性能。可以用已消耗的原料中转化为目的产物的分率表示。 3.6 时空产率如何计算？ 时空产率：一定条件下单位时间内单位体积或单位质量的催化剂所得产物的量，Y T.S.。 例题：苯加氢生产环己烷，年产15000t环己烷的反应器內装有Pt/Al2O3催化剂2.0m3，若催化剂的堆积密度为0.66g/cm3，计算其时空产率。 解：1年按300天生产计算，则以单位体积(1m3)催化剂计算的为Y T.S. 也可以用单位质量的催化剂来计算时空产率。 时空产率不能单独用来评价催化剂的活性。 3.7 布朗斯特（Bronsted）酸碱和路易斯（Lewis）酸碱的定义是什么？ J.N.Br?nsted对酸碱定义（B酸碱）(1)凡是能给出质子的物质称为酸;(2)凡是能接受质子的物质称为碱; G.N.Lewis定义（L酸碱）(1)所谓酸，乃是电子对的受体，如BF3(2)所谓碱，则是电子对的供体，如
、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。
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
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，
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
第一章催化剂基本知识 1、名词解释 （1）活性:催化剂使原料转化得速率,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得数量来表示,如每立方米催化剂在每小时内能使原料转化得千克数。 （2）选择性:目得产物在总产物中得比例,实质上就是反应系统中目得反应与副反应间反应速度竞争得表现。 （3）寿命:指催化剂得有效使用期限。 （4）均相催化反应:催化剂与反应物同处于一均匀物相中得催化作用。 （5）氧化还原型机理得催化反应:催化剂与反应物分子间发生单个电子得转移,从而形成活性物种。 （6）络合催化机理得反应: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)什么就是络合催化剂？答:一般就是过渡金属络合物、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得路径。 （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得循环过程后,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得得速率。 （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,就是否存在非催化反应。 （12）催化剂颗粒得等价直径:催化剂颗粒就是不规则得,如果把催化剂颗粒等效成球体,那么该球体得直径就就是等价直径。 （13）接触时间:在反应条件下得反应气体,通过催化剂层中得自由空间所需要得时间。 （14）初级离子:内部具有紧密结构得原始粒子。 （15）次级粒子:初级粒子以较弱得附着力聚集而成-----造成固体催化剂得细孔。 2.叙述催化作用得基本特征,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得反应,而不能加速热力学上无法进行得反应。 ②催化剂只能加速反应趋于平衡,而不能改变平衡得位置(平衡常数)。 ③催化剂对反应具有选择性。 ④催化剂得寿命。 催化剂之所以能够加速化学反应趋于热力学平衡点,就是由于它为反应物分子提供了一条轻易进行得反应途径。 3.从反应途径说明什么就是催化循环？ 催化剂就是一种化学物质,她借助于反应物间得相互作用而起催化作用,在完成催化得一次反应后,又恢复到原来得化学状态,因而能循环不断地起催化作用。催化剂暂时得介入反应,在反应物系得始态与终态间架起了新得通道,从
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
工业催化原理2012-2013-2 一、名词解释 1.积炭发动机长时间工作时机油、灰尘、杂物等留下的油泥。汽缸内的油泥一般称为“积炭”。 2.吸附等温线吸附等温曲线是指在一定温度下溶质分子在两相界面上进行的吸附过程达到平衡时它们在两相中浓度之间的关系曲线。 3.比孔容 4.固体超强酸100%硫酸的酸强度用Hammett酸强度函数表示时，其酸强度为H。=－11.9，我们把酸强度H。<－11.9的固体酸称为固体超强酸。 5.构型扩散 二、填空题 1.根据催化体系催化反应可分为和。 2.催化剂的密度有、和。 3.金属化学键的理论方法有、和。 4. 半导体的导电性介于道题和绝缘体之间，导体分为、 和。 5.根据反映程度氧化反应可分为和。 6.催化剂的活性变化可分为诱导期或成熟期、和 三个阶段。 7.P型半导体中含有易于接受电子的杂质，这种杂质称为。 8.助催化剂根据其所起作用不同分为和。 9.杂多酸之所以具有高活性，是因为极性分子进入其体相内形 成。 10.催化剂的孔体积与整个颗粒体积的比称为。 三、选择题 1.晶体内部具有之字形孔道的分子筛时（） A ZSM-5 B 丝光沸石 C 八面沸石 D NaA 2.碱催化剂的毒物是（） A H2SO4 B N2 C NaOH D NH4+ 3.半导体的禁带能量为（） A 0eV B 0.2-3eV C <3eV D >5eV 4.氧的吸附态最活泼的是（） A O2BO C O D O 5.大部分催化剂属于多孔物质，其中大孔是指的孔。 A <1nm B1-25nm C 25-50nm D >50nm 6.催化剂的制备方法属于湿法制备的是（） A 热熔法 B 凝胶法 C 喷涂法 D 混碾法 7.比表面积为18m2/g的硅藻土属于载体。 A 有孔高表面 B 有孔低表面 C 无孔高表面 D 无孔低表面 8.在各种金属催化剂上的化学吸附最弱 A O2 B CO C C2H2 D N2 9.结构敏感性反应是涉及等键的断裂和生成的反应。 A C-C B O-H C C-H D H-H
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。
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-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．0.4nm 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。 18．金属氧化物催化剂中直接承担氧化功能的是晶格氧。