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工业催化复习题工业催化复习题1一、填空1. 催化剂只能而不改变反应的。
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[PtCl 3(CH 2=CH 2)] 的空间构型及电子结构图,并指出CH =CH 2活化的原因。
三、（二选一）1.写出CO+O 2→CO 2 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。
四、载体的作用有哪些？五、举例说明混合氧化物的表面酸性是如何形成的。
六、判断与改错1.催化剂加快化学反应速度，增大反应平衡常数。
2.催化剂吸附气体能力越强，其催化活性越高。
3.金属催化剂的 d%越大，催化活性越高。
4.半导体的能带结构都相同。
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，使反应物分子中活化能的百分数增大，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，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，只决定于过程的始终态，而与过程无关，催化剂的存在不影响DG0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=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。
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。
8、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。
第2章思考题1、催化剂为什么会加速反应速率？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。
2、实际工业上催化正反应、逆反应时为什么往往选用不同的催化剂？正反应催化剂活化反应，逆反应催化剂钝化反应3、催化剂是不是可以无限期的使用呢？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。
4、负载型或多组分催化剂常用的表达方法？5、催化剂载体的功能1提高表面和孔结构2增强机械强度3改善传导性能4减少活性组分5提供活性中心(较少情况)6溢流现象和强相互作用催化剂组成活性组分助催化剂载体第3章思考题1、如何从晶面中抽象出点阵点（石墨等）2、内、外扩散形成原因，如何判断内外扩散的存在？如何消除内、外扩散影响？（结合11.2.1内容）外扩散：催化剂周围形成层流层内扩散：催化剂外表面与内孔存在浓度梯度如果反应物流量的改变对反应物的转化率影响较大，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。
外扩散：使气流处于湍流条件内扩散：减小粒径，增大孔径多相催化步骤外扩散内扩散吸附脱附反应内扩散外扩散第4章思考题1、固体酸的强度和酸量如何确定（4.1.2.2，作业题）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的强度气态碱吸附法：当气态碱分子吸附在固体酸位中心时，强酸位吸附的碱比弱酸位吸附的更牢固，使其脱附也更苦难。
当升温排气脱附时，弱吸附的碱将首先排出，故依据不同温度下排出（脱附）的碱量，可以给出酸强度和酸量。
2、费米能级的意义？半导体与费米能级的关系？改变费米能级的办法？衡量固体中电子逸出的难易本征禁带中间N型施主能级与导带之间P型受主能级与满带之间分子筛的结构构型第一个结构构型硅氧四面体和铝氧四面体第二个结构构型相邻的四面体由氧桥联接成环第三个结构构型氧环通过氧桥联接成多面体分子筛择形催化类型反应物产物过渡状态限制分子交通控制金属催化剂类型块状金属催化剂分散或负载型金属催化剂合金催化剂金属簇状物催化剂利用同位素示踪证明，晶格氧为催化过程动力第9章思考题1、常用的工业催化剂的制备方法有哪些？沉淀法、浸渍法、机械混合法、离子交换法、熔融法2、采用不同制备方法的具体工艺步骤？沉淀法：用沉淀剂将可溶性催化剂组分转化为难溶化合物，再经分离、洗涤、干燥、焙烧、成型等工艺制得成品催化剂浸渍法：将载体浸泡在含有活性组分的可溶性化合物溶液中，接触一定时间后除去过剩的溶液，再经干燥、焙烧和活化3、如何控制浸渍条件以获得活性组分各种不同分布的催化剂？浸渍液中活性组分含量多于载体内外表面能吸附的活性组分的数量，以免出现孔外浸渍液的活性组分已耗尽的情况分离出过多的浸渍液后，不要马上干燥，要静置一段时间，使吸附、脱附、扩散达到平衡，使活性组分均匀分布在孔内的孔壁上4、如何根据催化反应的宏观动力学选择催化剂类型催化反应由外扩散控制时，蛋壳型：催化反应由动力学控制时，均匀型；介质中含有毒物，载体能吸附毒物时，蛋白型5、催化剂失活的原因有哪些，是催化剂再生的方法有哪些？中毒积碳烧结、挥发与剥落蒸气处理、空气处理、通入不含毒物还原性气体、酸碱液处理第11章思考题1、实验室有哪些类型的反应器？比较各种反应器的性能特点？。
思考题2
“酸碱催化剂”部分：
1、何为B酸、L酸？如何区分它们？
2、如何用TPD法表征固体酸催化剂表面的酸性质？
3、酸强度、酸量和催化活性关系如何？
4、田部浩三对复合氧化物所提出模型的原则是什么？举例说明。
5、固体超强酸和传统液体强酸相比，在反应体系中有何有点？
6、杂多酸催化剂的特点及其催化性能。
7、如何改变离子交换树脂催化剂表面积大小？
思考题3
“分子筛”部分：
1、分子筛的化学组成如何？分子筛中的不同对其耐热、耐酸、耐水性能的影响如何？
2、分子筛的酸性是如何形成的？
3、分子筛催化剂择形催化的形式有几类？请分别说明之。
4、分子筛择形催化剂性能的调变一般有几种方法？。
1.催化作用：催化剂对化学反应所产生的作用。
2.载体：载体是催化剂中主催化剂和助催化剂的分散剂、粘合剂和支撑体。
3.碳离子反应规律：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。
4.表面作用定律：理想吸附层中的表面基元反应，其速率与反应物在表面上的浓度成正比，而表面浓度的幂是化学计量方程的计量系数。
5.催化剂寿命：是指催化剂在一定反应条件下维持一定反应活性和选择性的使用时间。
6.酸强度：是指给出质子（B酸）或者接受电子对（L酸）能力的强弱。
7.老化：沉淀和凝胶在母液中放置时的再结晶过程。
8浸渍法：是指将固体粉末或一定形状及尺寸的已成型的固体浸泡在含有活性组分的可溶性化合物溶液中，接触一定时间后，分离残液，这样活性组分就以离子或化合物的形态附着在固体上，形成催化剂的方法。
9催化剂中毒：是指催化剂在微量毒物作用下丧失活性和选择性。
简答1.酸碱催化作用与氧化还原催化作用的对比①酸碱型催化反应其反应机理是因为催化剂与反应物分子之间通过收受电子对而配位，或者发生极化，形成离子型活性中间物种所进行的催化反应。
②氧化还原型催化反应其反应机理是因为催化剂与反应物分子之间通过单个电子的转移，而形成活性中间物种进行的催化反应。
2.固体酸碱催化剂的酸碱性来源于调节（1）来源:①结构不同，在相同的配位数情况下，以不同的价态的原子取代，产生电荷不平衡而产生的；同样当价态相同而配位数不同，会使其结构不平衡，产生酸性。
②对于金属盐类，当含有少结构量水时，金属离子对H2O极化作用，会产生Ｂ酸中心。
（我的答案：电离、接受电子、提供电子）(2)调节：①合成具有不同硅铝比的沸石，或者将低硅沸石通过脱铝通过硅铝比；②通过调节交换阳离子类型、数量，来调节酸强度或酸浓度，改善活性和选择性；③通过高温焙烧、高温水热处理、预积碳或碱中毒，减少或减弱其强酸中心，从而改变活性和选择性；④通过改变反应气氛，从而改变活性。
工业催化复习题工业催化复习题工业催化是现代化工生产中不可或缺的重要环节，它涉及到催化剂的选择、反应机理的研究以及反应条件的控制等方面。
为了更好地复习工业催化相关知识，本文将从催化剂的种类、催化反应的机理以及工业催化中的应用等方面展开讨论。
一、催化剂的种类催化剂是催化反应中起到促进反应速率的物质，常见的催化剂种类包括金属催化剂、酸碱催化剂和酶催化剂等。
金属催化剂是指以金属元素为主要成分的催化剂，如铂、钯、铑等。
酸碱催化剂是指具有酸性或碱性的物质，如硫酸、氢氧化钠等。
酶催化剂是指生物体内具有催化活性的酶，如淀粉酶、蛋白酶等。
二、催化反应的机理催化反应的机理是指催化剂参与反应的具体过程。
常见的催化反应机理包括表面吸附、活化、反应和解离等步骤。
在表面吸附步骤中，反应物分子被吸附到催化剂表面上形成中间体。
在活化步骤中，催化剂通过与反应物发生相互作用，改变反应物的能量状态，使其更容易发生反应。
在反应步骤中，反应物分子在催化剂表面上发生化学反应，生成产物。
在解离步骤中，产物从催化剂表面解离，释放出来。
三、工业催化的应用工业催化广泛应用于化学工业、石油化工、环境保护等领域。
在化学工业中，工业催化被用于合成有机化合物、聚合物以及合成氨等反应。
例如，合成氨工艺中使用铁催化剂和铑催化剂，通过催化剂的作用，将氮气和氢气反应生成氨气。
在石油化工中，工业催化被用于裂化反应、加氢反应以及催化重整等过程。
例如，裂化反应中使用酸碱催化剂，将重质石油分子裂解成轻质石油产品。
在环境保护领域，工业催化被用于废气处理、废水处理以及催化转化等过程。
例如，废气处理中使用催化剂将有害气体转化为无害物质，达到净化空气的目的。
综上所述，工业催化是一门重要的学科，它涉及到催化剂的种类、催化反应的机理以及工业催化的应用等方面。
通过复习工业催化相关知识，我们可以更好地理解催化反应的原理和应用，为工业生产提供更高效、环保的解决方案。
希望本文的内容能够帮助读者更好地复习工业催化知识，为未来的学习和工作打下坚实的基础。
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，使反应物分子中活化能的百分数增大，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，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，只决定于过程的始终态，而与过程无关，催化剂的存在不影响DG0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=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。
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。
8、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。
二章复习思考题1催化剂在人类社会的作用主要表现在哪些方面？更新原料路线，采用更廉价的原料：革新工艺流程，促进工艺过程开发；缓和工艺操作条件，达到节能的目的；开发新产品，提高产品的效率，改善产品质量：消除环境污染或开发从原料到产品的整个化工过程。
2什么是催化剂、催化作用及催化反应的补偿效应催化剂是如何定义的？催化剂是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。
俳化作用：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。
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。
3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侏化剂山正常运转到更换所延续时间（寿命）。
4工业催化剂的组分：活性组分、载体、助催化剂。
（1）活性组分是催化剂的主要成分，它是彳崔化剂设计的第一步，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）载体是催化活性的分散剂、粘合剂或支撑体，是负载活性组分的骨架。
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是载体最重要的功能之一）；②增强催化剂的机械强度（是指抗磨损、抗冲击、抗重力、抗压、和适应温度、相变的能力），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；（3）助催化剂: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、表面构造、孔结构、分散状态、机械强度等）从而使催化剂的活性、选择性、抗毒性或稳定性得以改善。
⼯业催化复习题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）？（P12）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Pt-Sn/Al2O3催化剂各部分的作⽤？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；Al2O3为载体；K2O为助催化剂。
Pt活性组分，Sn助催化剂，Al2O3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、铁矾⼟、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P14）外扩散→内扩散→化学吸附→表⾯反应→脱附→内扩散→外扩散物理过程化学过程物理过程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。
