工业催化试题

1. 催化剂只能改变 而不改变反应的 。

2. 多相催化剂通常由___ ____、____ ___、____ ___三部分组成。 其作用分别为___ ____、___ ____、___ ____。

3. 评价工业催化剂性能好坏的指标有___ ____、____ ___、__ __ __、____ _ __、___ ____等，在生产上常用 ___ _____,_____ ___来表示催化剂的活性。科研上常用____ ___来表示催化剂的活性。

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；其强度大小主要与____________有关.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. 本征半导体的能带结构由___ ____、___ ____和____ ___组成，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Ef ___ ____，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。

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_______________________。

1. 催化剂加速反应的作用是通过____ _______ ,___ __ _______,_________ _____而实现的. 在反应前后催化剂的___ ____不变.

2. 选择性的含义是不同反应要____ ____ ,相同的反应物用不同催化剂,其产物____ ___。

4. 化学吸附具有____ __性,及__ _层吸附的特点,因此用来测定催化剂的________ ___. 5. 化学吸附热表征_____ ___;吸附活化能随____ ____而变化;其原因是__ ____.火山型曲线的 含义是_______________________________________.

10. 催化剂的毒物因______ ______而异,还因______________________而异.

13. 络合物催化反应过程中的关键步骤有__ _____,_ ______,____ ___.

16. 催化剂按导电性分可分为___ ____,____ __,____ ___.

17. 分子筛催化剂具有_______性能

1. 催化剂的两个基本特征是__________、_________；其实际意义是__________________。

9. 沉淀法制备工业催化剂选择原料应考虑___ ___、____ ___、____ ___等。

二、简答

1.载体的作用有哪些？

2.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，主要包括催化剂的活性、选择性和稳定性。

2.助催化剂的作用

① 结构型助催化剂的作用

② 电子型助催化剂的作用

2.分别画出ZnO和NiO的能带结构图

3.吸附是如何定义的？

吸附是指气体在固体表面富集的现象。

5.金属化学键的理论方法有三种：能带理论、价键理论和配位场理论。

3.沉淀法制备催化剂应该如何选择原料？

沉淀剂选择(1)避免引入有害离子 2)形成的沉淀物必须便于过滤和洗涤. 晶形沉淀带入的杂质少,便于过滤和洗涤。(3)沉淀剂的溶解度要大 。(4)形成的沉淀物溶解度要小。(5)沉淀剂必须无毒，不应造成环境污染

4.沉淀过程中控制的条件有哪些？

5.沉淀法的影响因素？

(1)浓度的影响 (2)温度的影响(3)pH的影响(4)加料顺序的影响

6.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。

7. 催化作用有哪些基本特征？

9. 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。

10.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 ，且是可逆的。化学吸附是借助于化学键力，具有选择性特征， 化学吸附热大，一般是不可逆的。

11.如何判断一个催化反应是存在内、外扩散的控制？

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。

12. A型、Y型和 、 ZSMA型、YZSM 型和ZSM-5型沸石的骨架结构中最大窗孔分别是由几元环组成的，其孔径大小分别为多少？

它们的孔径大小与相应多元环的临界直径有差异 ZSMA型：八元环 0.41nm；Y型：十二元环 0.74nm；ZSM-5型：十元环 0.55-0.6nm。 YZSM 型由于多元环上的原子并不都是位于同一平面上，有扭曲和褶皱。

13.3A、4A和5A分子筛都是 型分子筛吗？它们的孔径大小分别为多少？其结构中的阳离子分别是什么？

是。3A：0.3nm 钾离子；4A：0.4nm 钠离子；5A：0.5nm 钙离子。

14.X型和 型分子筛的结构一样吗？它们的区别在哪里？其硅铝比分别是多少？

不一样。区别在于硅铝比不同。X型Si/Al为1-1.5；Y型Si/Al为1.5-3.0。

15.金属催化剂主要催化哪些类型的反应？

（1）加氢反应； （2）重整（异构）反应； （3）氧化反应； （4）汽车尾气处理

16.简述分子筛的主要四种催化作用 。

（1）酸催化； （2）择形催化； （3）双功能催化； （4）催化氧化

17.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。

17.分子筛择形催化有哪四种不同形式 。

（1）反应物的择形催化； （2）产物的择形催化； （3）过渡状态限制的择形催化； （4）分子交通控制的择形催化

18.什么类型的分子筛具有催化氧化性能 ？

TS-1 分子筛；ZSM-5 分子筛

19.请以甲醇与苯反应生产对二甲苯为例说明分子筛催化剂的择形催化原理

甲醇与苯反应可生成三种产物，分别为邻二甲苯、间二甲苯和对二甲苯，其中邻二甲苯与间二甲苯体 积较大，不能通过分子筛通道，而对二甲苯可通过分子筛通道，这即为分子筛的产物择形催化 。

20. 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）

酸中心的浓度又称酸量。是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

酸中心强度又称酸强度。是指给出质子（ B酸）或者接受电子对（ L酸）能力的强弱。

2.什么是沸石，它的催化作用特点有哪些？

沸石由SiO2，Al2O3和碱金属组成的硅酸盐矿物，常指： Na2O+Al2O3+SiO2的复合结晶氧化物（复盐）。它的催化作用特点有：择形作用，离子交换性，表面酸碱性和静电场效应。

3.沉淀一般分哪几个阶段进行，影响因素有哪些？

晶核的生成，晶核的长大。影响因素有浓度、温度，Ph值，加料方式和搅拌强度。

4.催化剂的成型方法有哪些？

压缩成型，挤出成型，油中成型，喷雾成型，转动成型

5. 沉淀法具体有哪些，控制因素有哪些？

具体有：单组份沉淀法，多组分沉淀法，均匀沉淀法和导晶沉淀法。

6. 浸渍法具体有哪些，控制因素有哪些？

（1）过量浸渍法（2）等体积浸渍法（3）多次浸渍法（4）浸渍沉淀法（5）蒸气浸渍法。影响因素：浸渍时间，浸渍浓度。

7.催化剂失活的原因有哪些？

1）烧结2）中毒3）积炭（结焦）

8.什么是催化剂再生，有何意义？

催化剂的再生：指催化剂经使用后活性和选择性下降到一定程度，通过适当的处理使其活性或选择性，甚至机械强度得到恢复的一种操作过程。它是延长催化剂的使用寿命，降低生产成本的一种重要手段。失活催化剂再生的意义：（1）经济效益（2）生产需要（3）

社会效益及环境效益。

9.焙烧三个作用？

通过物料的热分解，除去化学结合水和挥发性物质，使其转化成所需的化学成分和化学形态；借助固态反应、互溶和再结晶获得一定的晶型、微晶粒度、孔径和比表面积等；使微晶适当烧结，以提高催化剂的机械强度，还可以通过造孔作用使催化剂获得较大的空隙率。

三、论述

1.试解释P 型半导体催化剂利于氧化反应，N 型半导体催化剂利于加氢反应。

2.举例说明混合氧化物的表面酸性是如何形成的。

加热，-H2O

影响酸形成的因素：

催化剂的组成、制备方法和预处理温度等。

四、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。 F

不影响反应平衡的位置

2.催化剂吸附气体能力越强，其催化活性越高。 F

要求产物的吸附不能太牢固，使得脱附容易进行

3.F

金属催化剂的d%越大，催化活性越高。

金属的d，s，p轨道线性组合杂化形成金属键。S p d或dsp杂化。在该杂化轨道中电子在d轨道的比例，定义未d％数。 该数值与金属加氢活性密切相关， 一般40～50％的金属活性比较好。美国化学家pauling提出的。

4.F

半导体的能带结构都相同。

2.催化剂的性能取决于其化学组成,与其他因素无关. F

催化剂的结构，包物理的和化学的都明显地受到环境影响。

3.酸催化剂的酸强度越大,催化活性越高;酸度越大,催化活性也越高. F

酸强度越大酸量越小，活性一般也越低。不同的反应要求的算中心强度也会不同 。

例如：C-C断裂要求强度大的酸中心。 裂化、异构、烷基转移等 C-H断裂要求弱的酸中心

如： 丁烯的双键异构反应，ZrO2是比较好的催化剂

4.半导体的附加能级使其电子脱出功增大,电导率升高. F

4.半导体的附加能级使其电子脱出功减小，Ef 能级升高。 T

Ef——衡量固体中电子逸出功难易，它与电子的逸出功直接相关。是一个电子从固体内部拉到外部变成自由电子所需要的耍的能量，此能量用以克服电子的平均位能， Ef就是这种平均位能。从Ef到导带顶的能量差就是逸出功。

1.催化剂在反应前后其组成和数量都不变，故催化剂使用没有时间限制。 F

理论上：催化剂的寿命无限 实际上： 有一定寿命。