工业催化复习资料

工业催化复习要点一、论述题1、试说明催化剂的稳定性与寿命的区别和联系。

①催化剂的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的条件下，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。

②区别：催化剂的稳定性指的是变化情况，而催化剂的寿命指的是时间的长短。

③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，稳定性不好的寿命短。

2、半导体ZnO在氧气吸附之后电导比未吸附前低，现用ZnO作为CO氧化催化剂，反应时催化剂的电导增加。

请问（1）若O2的吸附为控制步骤时，（2）若CO的吸附为控制步骤时，分别提出增加催化剂的活性的措施。

根据半导体能带理论，ZnO是N型半导体，（1）O2的吸附为控制步骤时，O2得电子过程，应添加施主杂质，如Al3+等。

（2）CO的吸附为失电子过程，应添加受主杂质如Li+。

3、说说催化剂为什么不能改变平衡的位置。

因为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，只决定于过程的始态和终态，而与过程无关，催化剂的存在不影响DG0值，它只能加速达到平衡所需要的时间，而不能移动平衡点。

二、简答题1、什么是d带空穴？它与金属催化剂的化学吸附和催化性能的关系，d带空穴是越多越好吗？d带空穴是指金属的d带中某些能级未被充满，可看做d带中的空穴。

关系：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带空穴越多，对反应分子的化学吸附也越强。

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，然而对于一定的反应，要求催化剂具有一定的d空穴，而不是越多越好。

因为并不是d带空穴越多，其催化活性就越大。

过多可能造成吸附太强，不利于催化反应。

2、催化剂的四个基本特征是什么？①催化剂只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只能改变化学反应的速度，而不能改变化学平衡的位置；③催化剂参与化学反应: 通过改变反应历程、降低活化能而改变反应速度；④催化剂对反应的类型、方向及产物的结构具有选择性。

-1 -第二章IUPAC 于1981年提出的定义：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。

涉及催化剂的反应为催化 反应特征：（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•对于可逆反应，能催 化正方向的催化剂，就能催化逆反应方向（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反应产物具有选择性的主要原因仍然是由于催化剂可以显著降低主反应的活 化能，而副反应活化能的降低则不明显.催化剂组成：1. 活性组分：化学活性2. 载体：高表面积，孔结构，机械强度等3. 助催化剂：对活性组分/载体改性活性组分：催化剂的主要成分，可由一种物质组成，也可由多种物质组成活性组分的分类：金属；过渡金属氧化物、硫化物；非过渡金属氧化物第四章固体酸：天然粘土物质，天然沸石，金属氧化物及硫化物，氧化物混合物，金属盐 等;固体碱：碱金属及碱土金属分散于氧化硅、氧化铝，金属氧化物，金属盐等液体酸：H2SO4,H3PO4,HCI 水溶液，醋酸等液体碱：NaOH 水溶液，KOH 水溶液杂化轨道中d 原子轨道所占的百分数称为 d 特性百分数（d%），金属的d%越大，相 应的d 能带中的电子填充越多，d 空穴就越少。

广为应用的金属加氢催化剂来说， d%在 40-50% 为宜。

d 带空穴的存在，使之有从外界接受电子和吸附物种并与之成键的能力。

但也不是 d 带空穴越多，其催化活性就越大。

因为过多可能造成吸附太强，不利于催化反应。

金属在载体上微细的程度用分散度 D （ Dispersion ）来表示，其定因为催化 反应都是在位于表面上的原子处进行，故分散度好的催化剂，一般其催化效果较好。

当 D = 1时，意味着金属原子全部暴露。

第五章环境友好加工要求：极高的转化率；接近100%的选择性；污染物的浓度必须降至10-6级或零排放。

1.催化剂的作用催化剂能加快化学反应速度，但它本身不因化学的结果而消耗，它也不会改变反应的最终热力学平衡位置。

2.载体的作用有哪些？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3.均相催化所有反应物和催化剂分子分散在一个相中，如均相酸碱催化、均相络合催化。

4.多相催化催化剂与反应物处于不同的相，催化剂和反应物有相界面将其隔开。

如气液、液液、液固、气固、气液固。

5.简述多相催化反应过程包括的五个过程。

反应物向催化剂表面扩散反应物向催化剂表面吸附被吸附的反应物在表面上迁移、化学重排和反应产物由催化剂表面上脱附产物离开催化剂周围的介质扩散6.烧结粉状或粒状物料经加热至一定温度范围而固结的过程7.选择性转化为目的的产物所消耗的某反应物量/某反应转化的总量8.在估量一个催化剂的工业价值时，哪三个因素最重要？考虑的顺序是什么？他们分别是活性、选择性和寿命。

考虑的顺序：9.简述化学吸附的单层与物理吸附的单层的不同之处化学吸附的单层吸附量，即为占领吸附剂的所有吸附部分所需的吸附质的量，而吸附质的吸附部位则是由吸附剂的结构和吸附物的化学性质所决定的。

物理吸附的单层吸附量，则是分子式以密集排列的形式，以完全的单层分子遮盖表面所需的吸附质的量10.如何确定半导体氧化物为n型或p型？N型氧化物的电导由导带中的电子数决定，而p型氧化物的电导则由价带中的正穴数决定。

基于这个原理，可以用下述方法确定非计量氧化物是n型还是p型。

将氧化物基于一定压力的氧气氛中，并测量氧化物的电导随氧气压的变化，如果电导随氧气压力增加而增加，则此氧化物为p型，相反则为n型。

11.在n型和p型半导体催化剂中加入施主杂质，其电导率和逸出功有何变化？N型半导体催化剂加入施主杂质后，它的导电率提高，逸出功降低。

因为n型半导体靠自由电子导电，加入施主杂质后，使得导带自由电子增加，所以导电率提高，Ef提高逸出功降低；而p型半导体催化剂加入施主杂质后，它的导电率降低，逸出功也降低。

1.催化剂的定义是:催化剂是一种能够改变一个化学反应的反应速度，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地消耗的化学物质。

2.催化作用是指催化剂对化学反应所产生的效应。

3.催化剂的基本特征：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，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。

4.工业催化剂一般有哪些组分组成?各组分具有什么功能？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：提供高的比表面积、孔结构、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，用于活性组分或载体改性。

5.载体的功能主要体现在哪几个方面？（分散作用、稳定作用、支撑作用，传热和稀释作用、助催化作用）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6.催化剂的反应性能是评价催化剂好坏的主要指标，它包括催化剂的活性、选择性和稳定。

7.多相催化反应过程中，从反应物到产物一般经历哪些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。

8.当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称为吸附现象。

9.几种等温吸附等温吸附平衡过程用数学模型方法来描述可得到等温方程，其中包括:Langmuir（朗格缪尔)等温方程，Freundlich(弗郎得力希)等温方程，T}MKI}IH(焦姆金)等温方程及BET(Brunauer, Emmett 及Teller)等温方程等。

第一章:催化剂催化剂: 一类能够改变化学反应的速度，不改变热力学平衡，并不被明显消耗的物质。

正催化剂：能加快反应速度的Cat.负催化剂：能减慢反应速度的Cat.催化作用：是一种化学作用，是靠用量极少而本身不被明显消耗的一种叫催化剂的外加物质来加速或减慢化学反应速度的现象。

催化剂的基本特性：（1）只加速热力学可行的反应；（2）催化剂不影响平衡常数；(3)k 正与k 逆相同倍数增加（4）改变反应历程；（5）降低了反应活化能。

Arrhenius 方程: 催化剂好差的评价（价值）：重要性顺序：选择性＞寿命＞活性(1) 催化剂的活性（activity ）(2) 催化剂的选择性（selectivity ） (3) 催化剂的寿命（lifetime ），可以分为三个部分，成熟期，稳定期和衰老期。

(4) 催化剂的价格（cost ）(5) 催化剂的稳定性（stability ） 补偿效应:在用不同方法制备的催化剂上，研究一个给定的催化反应时，用Arrhenius 方程表示反应速率常数时，不同催化剂的指前因子A 和活化能E 是以彼此补偿的方式变化的，导致不同的催化剂在相同的温度和压力下的反应速率常数（或反应速率）为恒值。

工业催化剂着重考虑的问题：（1）活性(包括选择性)（2）稳定性（3）流体流动性（4）机械性质多组分催化剂的成分：（1）活性组分（active components ）或称主催化剂（maincatalist ）；对催化剂的活性起着主要作用。

它是催化剂设计的第一步，没有它，催化反应几乎不发生。

其类别主要有三：即导体、半导体和绝缘体。

（2）载体 （support 或 carrier ）；① 最重要的功能是分散活性组分、作为活性组分的基底，使活性组分保持大的表面积。

② 降低对毒物的敏感性；③ 载体为Cat.提供一定的孔隙结构；④ 改进催化剂的机械强度，及抵抗条件的应力能力⑤ 有些载体具有双功能性。

（3）助催化剂（promoter ）：本身没有活性或活性很小，但在加入催化剂后（一般小于催化剂总量的10%）能使催化剂具有所期望的活性、选择性或稳定性。

工业催化1.什么是催化剂？催化剂是一种能够改变一个化学反应的反应速度，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地消耗的化学物质。

2.什么是催化反应？涉及催化剂的反应3.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）只能加速反应趋于平衡，不能改变平衡的位置，只能加速热力学上可以进行的反应3）对加速反应具有选择性 4）催化剂的寿命4.催化剂为什么不会改变化学平衡的位置？化学平衡是由热力学决定的，∆G0＝—RT1nKP ，其中KP为反应的平衡常数，∆G0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∆G0值，它只能加速达到平衡所需的时间，而不能移动平衡点。

5.催化剂为什么能加快反应速度？催化剂能降低反应的活化能6.按使用条件下的物态催化剂可分为几类，各是什么？酸碱催化剂，非纳米分子筛催化剂，金属催化剂，金属氧化物和硫化物催化剂，络合催化剂，7.催化剂的组成包括哪几部分？活性组分，助催化剂，载体8.吸附和催化有什么关系催化的前提是发生吸附，气—固相催化反应中，至少有一种反应物要吸附在催化剂的表面上。

吸附键的强度要适当，吸附的过强或过弱都不利于下一步化学反应的进行。

如果催化剂对反应物吸附过强，往往形成较稳定的表面络合物；吸附过弱，反应物分子活化不够，不利于反应。

9.物理吸附与化学吸附有什么区别。

物理吸附化学吸附吸附力范德华力化学键力吸附层单层或多层单层选择性无有热效应较小，近于液化热较大，近于化学反应热吸附速度较快，不受温度影响，不需活化能; 较慢，温度升高,速度加快，需要活化能a.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著变化。

b.化学吸附是在催化剂表面质点吸附分子间的化学作用力而引起的，如同化学反应一样，而两者之间发生电子转移并形成离子型，共价型，自由基型，络合型等新的化学键。

第一章催化剂与催化作用1.催化剂的定义与特征催化剂是一种物质，它能加速反应的速率而不改变该反应的标准Gibbs自由能变化改变反应途径，降低反应活化能，加快反应速度（催化剂的共性—活性），催化剂对反应具有选择性（催化剂的专用性），只能加速热力学上可行的反应，而不能加速热力学上不能进行的反应，只能加速反应趋于平衡，而不能改变平衡位置（平衡常数）2、催化反应分类催化反应机理分类反应：均相催化反应非均相（多相）催化反应酶催化反应机理：酸碱型催化反应氧化还原型催化反应2.催化剂的基本组成以及表示方法：主催化剂助催化剂载体4. 催化剂的反应性能：活性稳定性选择性 (转化率选择性产率) 活性：催化剂对反应加速的程度，用来衡量催化剂效能大小的指标稳定性是指催化剂活性和选择性随时间变化的情况热稳定性（活性组分挥发、流失；活性组分烧结或微晶长大，进而比表面、活性位减少）化学稳定性（稳定的催化剂化学组成和化合状态，活性组分和助催化剂不产生化学变化）抗污稳定性（催化剂表面积焦、积炭）抗毒稳定性（催化剂对有害物质毒化的抵抗能力）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S（选择性）= [转化为目的产物所消耗的该反应物量 / 某反应物转化总量] × 100%Y（产率） = 转化率×选择性第二章吸附作用与多相催化1.多相催化的反应过程 (外扩散内扩散阻力消除措施效率因子)外扩散：反应物分子从气流中向催化剂颗粒外表面扩散（孔）内扩散：反应物分子从颗粒外表面向颗粒内表面扩散吸附：反应物分子在催化剂内表面吸附表面反应：吸附的反应物分子在催化剂表面上反应脱附：产物分子自催化剂内表面脱附（孔）内扩散：产物分子从颗粒内表面向颗粒外表面扩散外扩散：产物分子从催化剂颗粒外表面向气流中扩散効率因子η = 观测的反应速度 / 本征反应速率 < 12.吸附作用 (类型强弱大小)物理吸附和化学吸附化学吸附大于物理吸附3.固体吸附剂的表面模型理想表面模型（Langmuir表面模型）——理想吸附固体表面能量分布均匀，吸附分子间无相互作用●真实表面模型——真实吸附➢原有不均匀表面模型（Surface heterogeneity）固体原有表面能量分布是不均匀的。

催化剂的组成：活性组分；载体：催化剂活性组分的分散剂、粘合物和支撑体；活性随其比表面积增加助催化剂：本身没有活性或活性很小，加入使催化剂活性、选择性、寿命和稳定性提高。

稳定性（活性和选择性随时间的变化）：热稳定性、化学稳定性、机械稳定性。

0.3Tm（Huttig 温度）时，晶格表面质点的迁移；0.5Tm(Tammann温度)时，晶格体相内的质点迁移。

寿命：工业生产条件下，催化剂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。

晶体结构=点阵+结构单元金属催化剂：立方结构（bcc、fcc）六方密堆结构（hcp）填充分数Xi=原子体积/晶胞体积Fcc的配位数为12 Bcc为8 hcp为12X立方=0.52 Xbcc=0.68 Xfcc=0.74 Xhcp=0.74体相和表相结构的不完整性：Schottky型点缺陷：阴离子或阳离子的空缺；Frankel型缺陷：晶格点到隙缝位置产生晶格缺陷；线缺陷（位错）：邻边位错、螺旋位错；面缺陷：堆砌层错、颗粒边界。

Langmuir吸附等温式：θ=Kp/(1+Kp) p很低时θ=Kp分子吸附在催化剂表面的形式：1、某些分子在吸附前必须解离；2、具有孤对电子或π电子的分子，可以非解离的化学吸附；金属表面上化学吸附的应用：推算金属表面原子数目和金属表面积。

金属表面面积的测定：化学吸附法、吸附-滴定法金属负载型催化剂和多组分金属催化剂：用气体化学吸附的方法测量金属表面积。

氧化物表面积的测定：单一组分（BET法）、多组分（选择性吸附）N型半导体：受热半导体失去氧，阳离子氧化数降低；导电是靠电子；P型半导体：受热半导体获得氧，阳离子氧化数升高；导电靠正空穴的传递；B酸L酸酸中心的区分：研究NH3和吡啶在固体酸表面上吸附的红外光谱。

L酸特征峰：1450、1490、1610，B酸：1540碱土金属氧化物表面的碱活性位：羟基，活性位Ⅰ、Ⅱ、ⅢSⅠ催化异构化反应，SⅡ催化异构化和H-D同位素交换反应，SⅢ催化加氢功能。

1.什么是催化作用？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.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，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.催化剂有三种重要的催化指标：活性、选择性和稳定性。

4.催化剂的组成活性组分、载体、助催化剂。

5.什么是负载型催化剂将活性组分、助催化剂组分负载于载体上所制得的催化剂，称为负载型催化剂。

6.载体的种类载体的种类很多，可以是天然的，也可以是人工合成的。

可将载体划分为低比表面积和高比表面积两大类。

7.助催化剂按作用机理的不同一般区分为结构型和电子型两类。

8.载体的功能载体的功能主要有：（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，使催化剂具有一定的形状（3）改进催化剂的传导性（4）减少活性组分的含量（5）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9.一种良好的工业实用催化剂，应该具有三方面的基本要求：即活性、选择性和稳定性或者说寿命。

10.活性的表达(1)给定温度下完成原料的转化率;(2)温度(3)空速(4)时空收率11.工业催化剂的稳定性，包括热稳定性、化学稳定性和机械稳定性三方面。

12.均相催化是指催化剂与反应介质不可区分，与介质中的其他组分形成均匀物相的催化反应体系。

均相催化常用于液相反应。

13.多相催化的反应步骤(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。

从气流层经过滞流层向催化剂颗粒表面的扩散或其反方向的扩散，称为外扩散。

一、简答题1、加氢催化剂属于哪种机理？加氢催化剂对脱氢反应也有活性，说明其原因。

催化加氢的机理(改变反应途径，降低活化能)：吸附在催化剂上的氢分子生成活泼的氢原子与被催化剂削弱了键的烯、炔加成。

因为催化剂可以加速正反应速率，也可以加速逆反应速率。

2、合成氨为什么要选择多组元催化剂？其主催化剂和助催化剂是什么？助催化剂的作用是什么？固体催化剂的组成从成分上可分为单组元催化剂和多组元催化剂，单组元催化剂有一组物质组成的，单组元催化剂在工业中用的较少，因为单一物质难以满足工业生产对催化剂性能的多方面要求。

然而，目前,合成氨工业中普遍使用的主要是以铁为主体的多成分催化剂，因此合成氨选择多组元催化剂。

工业合成氨铁催化剂，其主催化剂是Fe3O4，助催化剂为Al2O3。

作用：大大地减缓微晶增长速度，延长了催化剂的寿命。

3、合成氨反应Ea为230~930KJ/mol，Ea为179.2KJ/mol时，计算α-Fe催化剂后反应速率常数k提高值。

4、试证明：Langmuir吸附情况下，A、B混合吸附达到平衡时二、选做题：1、Na型分子筛用做固体酸催化剂时，为什么要进行离子交换？用不同价数的阳离子交换对催化活性会有什么影响？沸石催化剂属于固体酸催化剂，它的酸性来源于交换态铵离子的分解、氢离子交换或者是所包含的多价阳离子在脱水时的水解。

由于合成的基本型是Na型分子筛，它不显酸性。

必须将多价阳离子或氢质子引入晶格中，才会使其显现固体酸性。

所以制备沸石催化剂往往要进行离子交换，将NaY型分子筛转换成HY 型。

同时通过这种交换，还可以改进分子筛的催化性能，从而获得更广泛的应用。

2、化学吸附在催化研究中有什么意义和作用？试描述物理吸附和化学吸附的差别，它们如何进行鉴别？吸附过程与催化作用在国民经济和环境保护方面具有重要意义。

他们是化学工业，石油炼制以及国民经济其他领域最活跃的研究课题之一。

这两个领域涉及到的都是表面现象，使用的都是多孔固体。

2.1催化剂和催化作用催化剂是一种能够与反应物相互作用，加速反应速率而不改变化学反应的标准 Gibbs 自由焓变化，且反应终结时本身保持不变的化学物质 2.1.2催化作用的基本特征1催化剂只能催化热力学上可行的化学反应 2催化剂只能改变化学反应速率，而 不能改变化学平衡的位置3催化剂对反应具有选择性4催化剂具有寿命 催化剂并不能无限期地使用。

哪怕只是化学反应的短暂参与者，在长期受热和化学作用下，也会经受不可逆的 物理的或化学的变化，如：晶相变化、晶粒分散度的变化、易挥发组分的流失、 易熔物的熔融等等，这些过程导致催化剂活性下降，当反应进行时催化剂经受亿 万次这种作用的侵袭，最后导致催化剂失活。

3'催化剂的性能指标 活性' 选择性 稳定性2.2催化剂的组成与载体的功能 2.2.1催化剂的组成2.2.2载体的功能（1）提供有效的表面和适宜的孔结构，维持活性组分高度分散;（2）增强催化剂的机械强度，使催化剂具有一定的形状；⑶改善催化剂的热传导性 能，以满足反应过程的传热要求；⑷减少活性组分的用量，特别是贵金属的用量;⑸ 提供附加的活性中心；⑹活性组分与载体之间的溢流现象和强相互作用，影 响催化活性。

2.3对工业催化剂的要求具备的三方面基本要求：1）适宜的活性2）较高的选择性 3） 长寿命 工业催化剂的四个基本指标：选择性、稳定性、活性、成本活性：催化剂影响反应进程变化的程度。

选择性：所消耗的原料转化成目的产物的分率。

稳定性：催化剂的活性和选择性随时间变化的情况。

寿命：在工业生产条件下，催化剂的活性能达到装置产能力和原料消耗定额的允 许使用时间。

2.4均相催化剂的特征催化剂与反应介质不可区分，与介质中的其他组分形成均匀物相的催化反应体 用于液相反应，溶于反应介质中，以独立自由的分子形态存在。

用于 MNR/IR 等分析手段。

应液态酸碱催化剂，可溶性过渡金属化合物催化剂和碘、一氧化氮等气态分子催化剂的催化属于这一类。

1、什么就是催化剂？根据IUPAC于1981年提出得定义,催化剂)就是一种物质,它能够改变反应得速率而不改变该反应得标准Gibbs自由焓变化2、催化作用得四个基本特征就是什么？⑴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; ⑵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),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得方向时,催化剂仅加速其中得一种。

⑷催化剂由正常运转到更换所延续时间(寿命)。

3、什么就是助催化剂？分为哪几种？催化剂中加入得另一种或者多种物质,本身不具活性或活性很小得物质,但能改变催化剂得部分性质,如化学组成、离子价态、酸碱性、表面结构、晶粒大小等,从而使催化剂得活性、选择性、抗毒性或稳定性得以改善。

结构型与电子型两类4、请说明理想得催化剂载体应具备得条件。

⑴具有能适合反应过程得形状与大小; ⑵有足够得机械强度,能经受反应过程中机械或热得冲击;有足够得抗拉强度,以抵抗催化剂使用过程中逐渐沉积在细孔里得副反应产物(如积碳)或污物而引起得破裂作用; ⑶有足够得比表面,合适得孔结构与吸水率,以便在其表面能均匀地负载活性组分与助催化剂,满足催化反应得需要; ⑷有足够得稳定性以抵抗活性组分、反应物及产物得化学侵蚀,并能经受催化剂得再生处理; ⑸能耐热,并具有合适得导热系数; ⑹不含可使催化剂中毒或副反应增加得物质; 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得化学作用;⑼能阻止催化剂失活5多相催化反应得一般步骤？物理过程与化学过程分别就是哪几步？⑴反应物分子从气流中向催化剂表面与孔内扩散。

⑵反应物分子在催化剂内表面上吸附。

⑶吸附得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得特点？物理吸附就是借助分子间力,吸附力弱,吸附热小(8～20kJ/mol),接近于气体得液化热,且就是可逆得,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。

10.（记住这几个衅化率）=喂1111"〃。

％ s （选择1. 催化剂定义：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 自由嬉变化。

2. 催化剂特征：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）。

c.催化剂对 反应具有选择性。

d.催化剂具有一定寿命。

3. 催化剂组成：活性组分、载体、助催化剂。

4. 固体催化剂衡量标准：a.给定温度下完成原料的转化率（活性越高，原料转化率的百分数越 大）。

b.完成给定的转化率所需的温度（温度越低活性越高）。

c.完成给定的转化率所需的空速 （空速越高活性越高）。

d.给定条件下目的产物的时空收率。

5. 载体种类：可以是天然的也可以是人工合成的，可分为低比表面积与高比表面积。

6. 催化指标：活性、选择性、稳定性。

7. 工业催化剂稳定性：热稳定性、化学稳定性、机械稳定性。

8. 助催化剂种类：结构型、电子型。

9. （记住这句话）均相催化常用于液相反应。

转化成目的产物的指定反应物的量X100% 已转化的指定反应物的量v _转化成目的产物的指定反应物的量X100 % 丫（产率）一 指定反应物进料的址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）反应产物离开催化剂表面向催化剂周围的 介质扩散。

2. 扩散过程：内扩散、外扩散。

4. 吸附平衡定义：当吸附与脱附速度相等时，固体表面上吸附的气体量维持不变，这种状态 即为吸附平衡。

5. 吸附等温线定义：对于给定的物系，在温度恒定和达到平衡的条件下，吸附质与压力的关 系称为吸附等温式或称吸附平衡式，绘制的曲线称为吸附等温线。

6. 吸附等温方程：, 一K 8= KpLangmuir简单吸附式：】°】K^>0= J_ "C —1 pBet等温方程：火例一力)E财伽7.解离吸附特点：解离吸附分子在表而上的覆盖度与分压的平方根成正比。

催化：题型：选择题（30分）、填空（20分）、判断（10分）、简答（20）、简单推导（20分）1、 催化剂IUPAC 的定义：催化剂是一类增加反应速率但不改变反应总标准吉布斯自由能的物质2、3、 催化反应种类：均相催化、非均相催化（多相催化）、酶催化4、 催化剂的种类均相、多相、酶催化剂5、 催化剂的化学组成：1固体催化剂：主催化剂，共催化剂，助催化剂，载体2配合物催化剂：主催化剂（中心原子），助催化剂（配体）或主催化剂和助催化剂均是配合物3酶催化剂：酶=酶蛋白+辅基（辅酶），相当于主催化剂和助催化剂，两者分别存在时，均无活性。

6、 催化剂的特点：1可改变反应路径：路径改变，相应的能垒发生改变 2可改变速率：速率可增大，也可降低，如果正反应速率增大（或减小），则逆反应的速率也增大（或减小） 3反应前后本身不发生质的改变 4总反应的θm r G ∆不变 5催化剂具有选择性 6催化剂具有一定的寿命 7催化剂具有一定的活化温度8催化剂具有专一性 9催化剂具有高效性（可能中毒）其中三个指标最重要：活性、选择性、稳定性（寿命）研究中，开发新工艺和催化剂时首先追求高活性，其次是高选择性，最后才是稳定性；对现行流程和催化剂改进时，首先追求选择性，其次是稳定性，最后才是活性。

7、 载体的功能：载体时催化活性组分的分散剂、粘合物或支撑体，是负载活性组分的骨架。

载体分为高比表面积和低比表面积两类。

载体不仅关系到催化剂的活性、选择性，还关系到他们的热稳定性和机械强度，关系到催化过程的传递特性。

8、 助催化剂分类：按作用机理不同分为：结构型和电子型。

结构型助催化剂的作用主要是提高活性组分的分散性和热稳定性。

电子型助催化剂的作用是改变主催化剂的电子结构，促进催化活性及选择性。

助催化剂除促进活性组分的功能外，也可以促进载体功能。

9、 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，使催化剂具有一定的形状；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可诱导出新的活性。

四章1简答1. 布朗斯特(Br?nsted)酸、碱和路易斯(Lewis)酸、碱的定义是什么？2. 什么是B酸强度和L酸强度？3. 为什么TiO2占主要组分的TiO2-SiO2和SiO2占主要组分的SiO2-TiO2都是酸性催化剂？4. 什么是超强酸?5. 什么是分子筛？分子筛的结构构型三种层次是什么？6. 分子筛择形催化有哪几种形式？7. 什么是金属晶体的费米(Fermi)能级？它与电子逸出功之间的关系。

8. 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？9. 什么溢流现象？其发生的条件是什么？10. 造成催化反应结构非敏感性的原因有哪几种？11. n型和p型半导体生成的因素分别有哪些？2选择1、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：硫化物加氢需外加能量较氧化物低。

2、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3、过渡金属离子可以L酸，其酸性与（）有很好的关联性。

A：电离能；B：生成焓；C：电负性4、X、Y型分子筛的区别在于（）A：分别由α、β笼构成；B：是否有八面沸石结构；C：硅铝比不同。

5、在催化氧化过程中经常用到钙钛矿催化剂，现在一般催化剂中所指的钙钛矿ABO3中（）A：A=Ca2+，B=Ti4+；B：A=稀土（特别是La3+）；B=过渡金属（M3+）；C：A=非金属（P5+），B=碱土金属（Mg2+）6、对于半导体催化剂ZnO引入少量的Al3+后，费米能级出现（）A：上升；B：下降；C：不发生变化。

7、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和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：Co8、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。