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一．选择题1．（2018•襄阳）下列关于催化剂的说法正确的是（）A．化学反应前后催化剂的质量不变B．化学反应前后催化剂的性质不变C．催化剂只能加快化学反应速率D．没有催化剂化学反应不能发生【答案】A。
2．（2018秋•东安县校级期末）如图图象正确的是（）A．加热氯酸钾和二氧化锰混合物制氧气：二氧化锰的质量随反应时间的变化情况B．加热高锰酸钾制氧气：二氧化锰的质量随反应时间的变化情况C．双氧水和二氧化锰混合制氧气：水的质量随反应时间的变化情况D．燃烧法测量空气中氧气的含量：集气瓶中氧气的质量随反应时间的变化情况【解析】A、二氧化锰是氯酸钾分解的催化剂，催化剂的质量在化学反应前后其质量不变，故图象错误；B、加热高锰酸钾生成锰酸钾、二氧化锰和氧气，因此随着反应的发生，二氧化锰的质量不断增加，直至反应结束二氧化锰的质量不再改变，错误；C、双氧水和二氧化锰混合生成水和氧气，随着反应的发生，生成水的质量不断增加，直至反应结束，但一开始溶液中就有水，故图象错误；D、燃烧法测量空气中氧气的含量时，集气瓶中的氧气不断的被消耗掉，当氧气浓度较低的时候，燃烧就结束了，因此氧气不能完全消耗掉，正确；【答案】D。
3．（2018秋•新吴区校级月考）在化学反应中，催化剂（）A．能改变化学反应速率B．在反应后化学性质发生了变化C．质量减少D．质量增加【答案】A。
4．（2018秋•小店区校级月考）a是混有少量二氧化锰的氯酸钾，b是纯净的氯酸钾，其中氯酸钾的质量相等。
将药品分别加热，则收集到氧气的质量随加热时间变化的图象如下，其中正确的是（）A．B．C．D．【解析】因a为混有少量二氧化锰的固体氯酸钾，b为固体氯酸钾，由于二氧化锰作催化剂则可以加快其分解速度，则a反应快，时间短；a中混有二氧化锰，且氯酸钾的质量相等，则生成的氧气的质量相等，显然只有D符合【答案】D。
5．（2018秋•荣昌区校级月考）如图为制氧气的装置，二氧化锰在该反应中做催化剂，下列有关它的说法正确的是（）A．使用催化剂能加快或者减慢化学反应的速率B．不使用催化剂该化学反应就不能发生C．使用催化剂可以增加生成物的量D．加入催化剂能使化学反应的速率加快【答案】A。
催化剂的作用的特征有哪些？催化剂能否改变化学平衡？（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。
催化剂能改变化学反应的速率，其自身并不进入反应的产物，在理想的情况下不为反应所改变。
但在实际过程中不能无限制的使用，催化剂经过多次使用后会失活。
催化剂如何加快化学反应速度？催化剂加快反应速率的原因与温度对反应速率的影响是根本不同的。
催化剂可以改变反应的路线，降低反应的活化能，使反应物分子中活化分子的百分数增大，反应速率加快。
催化作用可分为均相催化和非均相催化两种。
如果催化剂和反应物同处于气态或液态，即为均相催化。
若催化剂为固态物质，反应物是气态或液态时，即称为非均相催化。
在均相催化中，催化剂跟反应物分子或离子通常结合形成不稳定的中间物即活化络合物。
这一过程的活化能通常比较低，因此反应速率快，然后中间物又跟另一反应物迅速作用(活化能也较低)生成最终产物，并再生出催化剂。
该过程可表示为：A＋B=AB(慢)A＋C=AC(快)AC＋B=AB＋C(快)式中A、B为反应物，AB为产物，C为催化剂。
由于反应的途径发生了改变，将一步进行的反应分为两步进行，两步反应的活化能之和也远比一步反应的低。
该理论被称为“中间产物理论”。
在非均相催化过程中，催化剂是固体物质，固体催化剂的表面存在一些能吸附反应物分子的特别活跃中心，称为活化中心。
反应物在催化剂表面的活性中心形成不稳定的中间化合物，从而降低了原反应的活化能，使反应能迅速进行。
催化剂表面积越大，其催化活性越高。
因此催化剂通常被做成细颗粒状或将其附载在多孔载体上。
许多工业生产中都使用了这种非均相催化剂，如石油裂化，合成氨等，使用大量的金属氧化物固体催化剂。
该理论称为“活化中心理论”。
催化剂可以同样程度地加快正、逆反应的速率，不能使化学平衡移动，不能改变反应物的转化率。
第二章 催化作用与催化剂§2.1 催化作用及其特征一、催化剂与催化作用的定义 能够加速某化学反应的速率而不改变该反应的标准Gibbs自由焓变的物质，称为催化剂； 催化剂的这种作用称为催化作用；有催化剂参加的反应称为催化反应。
由于催化剂在反应前后性质保持不变，故反应终了时不改变反应体系的初终状态，不改变 反应的平衡位置。
催化剂能够加速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 较易进行的反应途径。
无催化剂时，氮分子与氢分子经碰撞直接化合，500℃、常压时活化能为 334.6 KJ/mol。
用 熔铁作催化剂，反应活化能为 70.0 KJ/mol。
催化反应途径为以下几步： H2 → 2Hads N2 → 2Nads(控制) Hads+ Nads→ (NH)ads (NH)ads + Hads → (NH2)ads (NH2)ads + Hads → (NH3)ads (NH3)ads → NH3 (a) (b) (c) (d) (e) (f)由于E均与E催相差较大，故速率相差很大。
但反应的初态和始态相同，所以平衡转化率相同。
二、催化作用的特征 催化作用具有四个基本特征: ⑴ 催化剂只能加速热力学上可以进行的反应； ⑵ 催化剂只能加速反应的进行，而不能改变平衡的位置（Kf 不变） ； ⑶ 催化剂对反应具有选择性； ⑷ 催化剂有一定的寿命：催化剂虽然不进入产物，反应后又恢复自身性质,但在使用过程中 长期经受循环催化作用、受热等因素的影响，会发生一些不可逆的物理和化学变化（如晶相和 分散度变化、易挥发份流失、熔融等） ，从而使活性下降，最终失活。
§2.2 催化剂的组成与功能一、催化剂的组成 工业催化剂通常是由多种物质组成的，但一般有三类可区分的组分，即活性组分、载体、 助催化剂。
1. 催化剂组分与功能的关系⑴. 活性组分 对某反应具有催化的化学活性，为主要成分。
目前，其选择虽然有一些理论的指导，但仍然 是经验性的。
中考化学知识点：催化剂和催化作用
催化剂是指在化学反应中能改变其他物质的反应速率，而本身的质量和化学性质在化学反应前后都没有改变的物质。
催化剂在化学反应中所起的作用叫催化作用。
注意
①催化剂改变其他物质的反应速率，这里的”改变包括加快或减慢的含义
②催化剂的化学性质在化学反应前后没有改变，但物理性质可能改变
③催化剂是针对具体的反应而言的，如二氧化锰在过氧化氢分解制取氧气时，能够起催化作用，是催化剂;但二氧化锰不是所有化学反应的催化剂
④在某个化学反应中，可以选择不同的物质作为催化剂，如双氧水分解制取氧气时，既可以选择二氧化锰做催化剂，也可以选择氧化剂做催化剂。
催化剂与催化作用总复习催化剂是指在化学反应中可以降低反应活化能，加速反应速率，但本身在反应过程中不发生永久性变化的物质。
催化剂通过吸附反应物分子并调整它们的构象，使得反应物分子更易于发生键的断裂和形成，从而降低反应的能量阈值，促进反应的进行。
首先，催化剂的种类很多，常见的有质子催化剂、酸催化剂、碱催化剂、金属催化剂等。
质子催化剂是指通过质子的转移来促进反应的进行，酸催化剂是指通过提供H+离子来促使反应的发生，碱催化剂则是提供了OH-离子。
金属催化剂则是利用金属元素的特性来调节反应物分子的吸附及活化能，从而促进反应。
其次，催化作用是指催化剂所产生的效应，它可以通过多种途径发挥作用。
首先，催化剂可以通过提供适宜的反应场所，如金属表面的活性位点，来吸附反应物分子，并调整它们的构象。
在活化态下，反应物的键容易断裂和形成，从而加速反应的进行。
催化剂也可以通过与反应物分子发生物理或化学交互作用，调整反应物的电子结构，使其更易发生反应。
此外，催化剂还可以通过减小反应物分子之间的位能垒，降低反应的活化能，从而提高反应速率。
总结起来，催化剂与催化作用的关系非常密切。
催化剂的选择对于反应速率、选择性和产物分布有重要影响。
催化剂可以提供合适的反应场所、调整反应物的构象和电子结构，从而降低反应的能量阈值，促进反应的进行。
催化剂的应用广泛，涉及到化工、生物、环境等多个领域。
例如，金属催化剂在催化裂化和加氢反应中起到重要作用，酶催化剂在生物代谢过程中发挥关键作用。
催化剂的设计和研发是实现可持续化学反应和能源转化的重要途径，具有重要的理论和应用价值。
催化剂与催化作用总结第一章绪论1.催化剂定义任何物质，它不参加到反应的最终产物中去，只是改变这个反应的速度的，即称为催化剂。
2.催化剂活性、表示方法(1)活性定义：一般,指定条件下（压力、温度）一定量催化剂上的反应速率(来衡量)。
(2)表示方法:对于反应 ,其速率3.催化剂选择性、表示方法(1)定义: 当反应可以按照热力学上几个可能的方向进行时，催化剂可以选择性地加速其中的某一反应。
4.寿命:催化剂的最终可使用时间（hrs, 月，年）5.催化剂选择考虑因素（1）高活性：缓和的反应条件低压、低温、高空速、大处理量降低装置造价降低操作费用提高过程经济性（2）稳定性好：长寿命、使用时间长活性下降慢抗烧结、中毒、结焦、污染能力强降低催化剂费用提高过程经济性6.催化剂一般要求7.一般组成1）活性组份或称主催化剂 2)载体或基质 3)助催化剂 8.催化剂分类： 均相催化：所有反应物和催化剂分散在一个相中。
按物相均一性 多相催化：催化剂和反应物处于不同的相，有相界面隔开。
酶催化:极高的效率和专一选择性 氧化还原催化:催化剂使反应物分子中的键均裂出现未成对电子，并在催化剂的电子参与下与催化剂形成均裂键按作用机理 酸碱催化: 通过催化剂使反应物分子中的键非均裂出现自由电子，并与催化剂形成非均裂键。
离子型机理，生成正碳离子或负碳离子配位催化：催化剂与反应物分子发生配位作用而使反应物活化。
9.按反应类型分类加氢： VIII 族金属，I 副族金属，Re, NiS, MoS2, WS2等 脱氢：Cr2O3, Fe2O3, ZnO 等部分氧化：V2O5, CuO, Fe2O3-MoO3, Ag, 多组分氧化物，复合的钼酸盐等 完全氧化：Pd, Pt, Pt-Rh, V2O5, 多组分氧化物等 水煤气：高温，Fe3O4-Cr2O3 低温，Cu-ZnO-Al2O3 合成气：ZnO-Cr2O3, Cu-ZnO-Al2O3 , Ni/载体酸催化：SiO2-Al2O3 , 沸石，无机酸，离子交换树脂，H3PO4/白土，Pd/沸石，Pt-Re/Al2O3 -Cl 氯氧化：CuCl2-KCl/Al2O3羰基化：RhCl(CO)[P(C6H5)3]2 + CH3I 聚合：TiCl6, VOCl3, 烷基铝 10.按催化剂分类第二章 吸附与催化1.扩散步骤（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 2.催化剂的孔结构参数包括 --密度ρ=m/v V=V 隙+V 孔+V真1）堆密度 ： ρ堆=m/v 2）颗粒密度： ρP=m/(V-V 隙)=m/(V 孔+V真or 骨架)3) 真密度(骨架密度):ρ骨架=m/(V 堆-(V 孔+V 隙)) 4）视密度： ρ视=m/(V 堆-(V 孔+V 隙))--比孔容在体积为V的容器中装满重量为W的催化剂颗粒或粉末，抽真空后，充入氦气，测定出充入氦的体积V He，即：容器内除去催化剂骨架体积以外的所有空间体积。
名词解释（10~15分，4~6题）填空（10~15分，5~10题）简要回答问题（45~55分，6~8题）论述题（25~35，2~3题）第1、2章复习思考题1、催化剂是如何定义的？催化剂是一种能够改变化学反应速度而不能改变反应的热力学平衡位置，且自身不被明显消耗的物质。
2、催化剂在工业上的作用功能或者效果有哪些？1）使得原来难以在工业上实现的过程得以实现。
2）由过去常常使用的一种原料，可以改变为多种原料。
3）原来无法生产的过程，可以实现生产。
4）原来需要多步完成的，变为一步完成。
5）由原来产品质量低，能耗大，变为生产成本低，质量高6）由原来转化率低，副产物多，污染严重，变为转化率高，产物单一，污染减少3、载体具有哪些功能和作用？8①分散作用，增大表面积，分散活性组分；②稳定化作用，防止活性组分熔化或者再结晶；③支撑作用，使催化剂具备一定机械强度，不易破损；④传热和稀释作用，能及时移走热量，提高热稳定性；⑤助催化作用，某些载体能对活性组分发生诱导作用，协助活性组分发生催化作用。
4、代表催化剂性能的重要指标是什么？催化剂的反应性能是评价催化剂好坏的主要指标，它主要包括催化剂的活性、选择性和稳定性。
（1）催化剂的活性：指催化剂能加快化学反应的反应速度的程度（2）催化剂的选择性：使反应向生成某一特定产物的方向进行。
（3）催化剂的稳定性：是指在使用条件下，催化剂具有稳定活性的周期5、多相催化反应的过程步骤可分为哪几步？实质上可分为几步？（1）外扩散—内扩散—化学吸附—表面反应—脱附—内扩散—外扩散（2）物理过程—化学过程—物理过程6、吸附是如何定义的？气体与固体表面接触时，固体表面上气体的浓度高于气相主体浓度的现象。
7、物理吸附与化学吸附的本质不同是什么？本质：二者不同在于其作用力不同，前者为范德华力，后者为化学键力，因此吸附形成的吸附物种也不同，而且吸附过程也不同等诸多不同。
不同的表现形式为：（后面）8、为何说Langmuir吸附为理想吸附？基本假设是什么？模型假设：①吸附表面均匀，各吸附中心能量相同；②吸附分子间无相互作用；③单分子层吸附，吸附分子与吸附中心碰撞进行吸附，一个分子只占据一个吸附中心；④在一定条件下，吸附与脱附可建立动态平衡。
9、催化剂的比表面测定有哪些实验方法？（1）BET法测比表面积1）测定原理和计算方法依据BET提出的多层吸附理论以及BET吸附等温曲线进行测定和计算的。
利用BET方程进行作图，采用试验采集数据并利用图解法进行计算。
2）实验方法测定表面积的实验方法通常有，低温氮吸附容量法、重量法和色谱法等，当表面积比较小时，采用氮吸附法。
（2）色谱法测定比表面积色谱法测定比表面积时载气一般采用He或H2,用N2做吸附质，吸附在液氮温度下进行。
10、何为扩散？催化剂颗粒内部存在几种扩散形式？（1）扩散：分子通过随机运动，从高浓度向低浓度进行传播的现象。
（2）1）普通扩散（分子扩散）：分子扩散的阻力来自分子间的碰撞，通常在大孔（孔径大于100nm）或者压力较高的条件下发生的扩散多为分子扩散。
2）微孔扩散（努森扩散Kundsen）：微孔扩散的阻力重要来自分子与孔壁的碰撞3）过渡区扩散：指介于分子扩散与微孔扩散之间的过渡区。
4）构型扩散：在同一孔隙中扩散，由于分子构型不同，而扩散系数相差很大的扩散，称为构型扩散。
5）表面扩散：由于表面上分子的运动而产生的传质过程11、Fick扩散定律描述的物理意义是什么？Fick扩散定律：dn/dt=-Dedc/dx答：描述：在扩散过程中，体系内部各处扩散质点的浓度不随时间变化，在x方向各处扩散流量相等。
定律含义：单位时间内通过垂直于扩散方向的单位面积上扩散的物质数量和浓度梯度成正比。
第3、4章复习思考题：1、固体酸酸性来源和酸中心的形成是怎样的？填（1）来源：电离、提供电子、接受电子。
（2）1）浸渍在载体上的无机酸中心的形成2）卤化物酸中心的形成3）金属盐酸中心的形成4）阳离子交换树脂酸中心的形成5）氧化物酸碱中心的形成6）杂多酸化合物酸中心的形成2、固体酸的性质包括哪几方面？1）酸中心的类型：通常与催化剂作用相关多为B酸和L酸。
2）酸中心的浓度（酸中心的数目）：指单位催化剂表面或单位催化剂质量所含酸中心的数目的多少。
3）酸中心强度：指给出质子（B酸）或者接受电子对（L酸）能力的强弱。
3、均相酸碱催化机理是怎样的？一般以离子型机理进行，即酸碱催化剂与反应物作用形成正碳离子或负碳离子中间物种，这些中间物种与另一反应物作用，生成产物并释放出催化剂，构成酸碱催化循环。
4、碳离子反应规律是什么？酸碱催化剂对许多烃类分子具有催化活性。
酸性催化剂可以提供质子或接受电子对，使烃类分子转变成带正电荷的正碳离子，循正碳离子反应机理进行催化转化；而碱性催化剂进攻烃类分子后，往往夺取质子或给烃类分子施放电子对，使反应按负碳离子反应机理进行。
5、分子筛催化剂的特点是什么？①具有较高活性；②具有较高选择性，可择形催化；③具有较灵活的调变性；④具有较好的稳定性。
6、试说明金属催化剂的特性？（1）金属催化剂通常是以金属晶体的形式存在，而且具有多种晶体结构，由此也为化学吸附提供多种吸附中心。
（2）由于这些中心相互靠近，有利于被吸附物种相互作用而进行反应。
（3）由于吸附中心的多样性，也就造成竞争反应的同时发生，降低了金属催化剂的选择性。
（4）对双原子分子，容易进行解离吸附，从而进行各类反应。
7、试说明金属与载体间的相互作用？相互作用为三种类型：一是金属颗粒和载体的接触位置处在界面部位处，则分散了的金属可保持阳离子的性质；二是分散了的金属原子熔于氧化物载体的晶格结构中或与载体形成混合氧化物；三是金属颗粒表面被来自载体氧化物涂释。
正是由于金属－载体的相互作用，结果使得电子流体在二者之间转移，出现电荷的位移。
金属与载体之间的相互作用，使得催化过程发生了变化。
8、试说明金属催化剂的哪些特性对其催化作用有较大的影响？（1）金属催化剂晶格缺陷及其对催化作用的影响点缺陷是指在晶格上缺少原子或者有多余的原子，造成缺陷的原因大致有三种：①机械点缺陷②电子缺陷③化学缺陷。
（2）金属催化剂不均一表面对催化作用的影响第5、7章复习思考题1、过渡金属氧化物的电子性质有哪些？①过渡金属氧化物中的金属阳离子的d电子层容易失去电子或夺取电子，具有较强的氧化还原性能。
②过渡金属氧化物具有半导体性质。
③过渡金属氧化物中金属离子的内层价轨道与外来轨道可以发生劈裂。
④过渡金属氧化物与过渡金属都可作为氧化还原反应催化剂，而前者由于其耐热性、抗毒性强，而且具有光敏、热敏、杂质敏感性，更有利于催化剂性能调变，因此应用更加广泛。
2、过渡金属氧化物的氧化还原机理是怎样的？答：过渡金属氧化物催化剂在催化氧化反应过程当中，特别是对烃类氧化反应中，反应产物中的氧往往不是直接来自气相中的氧，而是来自金属氧化物中的晶格氧，气相中的氧只是用来补充催化剂在反应中消耗的晶格氧。
其氧化还原过程为：3、晶体场对过渡金属氧化物的影响结果如何？⑴第一个峰大多在电子构型为d3（Cr2O3，MnO2）处；⑵第二个峰大多出现在电子构型为d6～d7（Co3O4）处；⑶d0、d5和d10电子构型的氧化物（TiO2、Fe2O3、MnO、CuO）几乎在所有的反应中活性最低。
4、工业催化剂的设计开发包括哪些过程？（?）1）探索阶段根据反应特点，查阅有关文献分析、理论指导等，从技术上和济济上设计并初步进行研制。
经测定、筛选、改进，确定供进一步放大研究的催化剂。
该阶段通常在实验室中进行。
一般只进行合成方法与催化剂活性、选择性的评价试验。
实验室通常是在小型的能反映催化剂本征活性的装置上进行试验。
2 ）模拟放大阶段将第一阶段筛选的催化剂取一定数量，在工业生产条件下，进行活性、选择性、寿命、再生产性等性能方面的考察，经过改进与完善，获得催化剂的全面性能数据，提出可以在工业生产规模上应用以及进行工业生产的数据。
试验通常是在一定规模的工业装置上进行（按生产条件），可在放大实验室或工业装置侧线进行。
在这阶段还应对反应动力学规律进行研究，为工业放大提供数据与资料。
3 ）工业生产阶段设计与建立工业生产的反应装置和催化剂生产车间，经过试车正式进行工业化生产。
应当特别指出的是，在上述每一个阶段中，都应十分注意经济上的可行性，进行技术与经济的全面评价与分析，否则生产上全无意义。
5、选择催化剂的方法有哪些？1 、周期表模拟：利用活性组分在元素周期表中位置，进行参考模拟。
2 、活性样板：利用具备同种活性的物质作为活性组分。
3 、主体性质：根据活性组分应该具备的催化性质，如属于固体酸、氧化还原、络合配位性质等选择。
4 、几何构型：利用反应物分子的结构不同，选择活性组分。
5 、化学吸附：利用对反应物的吸附能力及其吸附中间物种来选择活性组分。
6、原料和配料的选择原则是什么？答：（1）原料的选择:1.符合产品的性能要求；2.所含的杂质容易去除，或限定在某个范围；3.容易获得，价格便宜，易于加工；4.对环境不存在污染或经处理能除去污染（2）配料的选择原则：1.当配制成溶液时，水溶性物质可用水作为配料，但也应注意其酸性。
2.当原料不溶于水时，采用其它溶剂作为配料时，应容易除去，或者它的存在不影响催化剂的催化性能。
3.原料的配比可用重量比或原子比，关键在于准确并且符合催化剂的要求7、沉淀法和凝胶法有什么特点与不同？(1)优点：①有利于杂质的去除；②可获得活性组分分散度较高的产品；③制备多组分催化剂时，有利于组分间的紧密结合，形成适宜的活性构造；④活性组分于载体的结合较紧密，不易流失。
(2)缺点：①沉淀过程机理复杂，不易掌握；②制备多组分催化剂时，均匀度不易保证；③制造工艺流程较长，而且复杂，生产费用大。
(3)区别：凝胶法于沉淀法相比较，它能制备较为均匀的多组分催化剂，但凝胶法的设备更加庞大，费用更高。
8、浸渍法有何特点？①它可以采用已经成型的外形与大小的载体，无需再进行以后的催化剂成型操作；②浸渍法能够将一种或几种活性组分负载在载体上，活性组分都分布在载体表面上，活性组分利用率较高，用量少，这对于贵重金属意义重大；③载体的结构基本决定了所制备的催化剂的孔结构与比表面大小。
则可选择具有合适的结构和比表面的载体，以提供适合催化剂所需的各种机械与物理性能。
9、催化剂失活的原因有哪些？1）催化剂相组成的变化2）烧结:高温下，粒子发生迁移，降低表面使得体系向稳定的方向进行，从而导致催化剂烧结。
3）流失:在高温下，由于某些组分被挥发、或是由于迁移而使得活性组分流失，导致催化剂失活。
4）中毒:由于毒物的存在而使得催化剂失活.5）积炭（结焦）:高温下，反应物料由于分解、聚合等反应生成的碳或焦炭沉积在催化剂表面，使得催化剂的活性表面减少，堵塞孔道，影响活性使得其下降。
