【VIP专享】工业催化复习题

工业催化复习题

1、按照催化反应系统物相的均一性进行分类，可将催化反应分为____

_________、______________、_______________。

1、按照催化反应机理进行分类，可将催化反应分为

______________、_______________两种类型。

1、根据催化剂各组分的作用可分为主、、和。

1、根据助催化剂的功能可分为以下、、和催化剂。

1、载体是催化剂中主催化剂和助催化剂的分散剂，其作用可以归纳为、

、、和。

1、催化剂各组元的、、和等存在状态直接影响催化剂

的催化性能。

1、根据催化反应机理和催化剂与反应物化学吸附状态，可将催化循环为

和。

2、根据分子在固体表面吸附时的结合力不同，吸附可分为_________和________。

2、根据分子化学吸附时化学键断裂情况，吸附可分为________和___________。

2、化学吸附按其所需活化能的大小可分为__ _和__ _____。

2、催化剂的孔结构参数主要包括_ _、_ _、_ _、_ _和。

2、吸附质分子在催化剂孔内存在的几种扩散形式有__ 、_ _、__

__和。

3、固体酸性质包括三个方面：即、__ __和_ __。

3、沸石分子筛可视为由结构单元逐级堆砌而成，一级结构单元为_ ___四面体，

二级结构单元是由四面体通过氧桥形成的__ _，二级结构单元还可以通过氧桥进

一步连接成。

3、根据酸碱质子理论，凡是能够提供质子的物质称为；凡是能接受质子的称

为。

3、根据酸碱电子理论，凡是能够接受电子对的物质称为；凡是能提供电子的

称为_ __。

3、固体酸表面酸性质的测定方法有和。

3、沸石分子筛的择形催化根据Csicsery的观点可分为三种：__、_ _、_ _。

3、多相酸碱催化剂对烃类的催化多按进行。

4、金属催化剂的电子逸出功φ和反应物分子的电离势I的大小，反应物分子在催化

剂表面上进行化学吸附时，电子转移情况：当φ＞I时，电子从向金

转移；当φ＜I时，电子从向转移；当φ≈I时，电子难

以在反应物分子与催化剂之间转移，两者各提供一个电子形成。

4、如右图所示的简单立方晶胞，

请指出晶面指标：A：( )

B：( )

4、见下图A和B，指出它们分别形成什么点缺陷：

A：（）B：（）

5、根据能带理论，满带与空带之间的宽度称为禁带。禁带宽度较宽（5-10eV），满带

电子难于激发到空带上的物质为___ __；禁带宽度在0.3-3eV，满带上具有一定能

量的电子可以激发到空带上的物质为_ __；禁带宽度很窄，满带上的电子很

容易激发到空带上的物质为___ ___。

5、根据半导体导电情况，可将其分为半导体、半导体、半导体。

6、络合物的配位场理论认为：中心离子（或原子）与配位体之间可形成某种程度的共

价键，一种是键；另一种是键。

6、在络合催化中，络合空位的形成主要通过三种方式：（1）

；（2）；（3）；

6、在络合催化加氢反应中，活化氢分子的活化途径有两种：（1）_ __、（2）_ ___。

7、催化剂的常见的制备方法（任填三种）有、、。

7、催化剂的中毒按照毒化作用的特性（即用无毒气体是否可除去毒物使催化剂恢复活性）可分为和。

7、导致催化剂的失活归纳起来有三种：___ ________、__ _________和__ 。

8、三效催化剂是指可以对汽油机的三种主要污染物__ _____、_ ____和__ _____能同时被高效地进行催化作用而净化的物质。

8、工业上处理电厂烟道气主要采用____ __________和___ __________。

二、判断题：（本大题共10小题，每题2分，共20分）

1、固体酸的酸中心浓度又可称为固体酸的酸中心强度。

2、当金属催化剂的电子逸出功大于反应物分子的电离势时，吸附在金属表面上的反应物分子的电子向金属表面转移，而变成正离子。

3、过渡金属氧化物中正离子缺位的非化学计量化合物可生成p型半导体。

4、因沉淀法制备的催化剂活性与选择性受很多因素影响，一般不采用沉淀法制备的催化剂。

5、负载型金属催化剂的烧结都是因为金属微晶迁移聚结引起的。

6、催化燃烧比火焰燃烧更完全，更能消除有害气体的产生。

7、氯氟烃性质稳定、无毒且不易燃烧，是一种对环境无害的物质。

8、Langmuir等温方程只适于单分子层吸附。

9、催化剂在催化反应中，不能改变化学反应热力学平衡位置。

10、超强酸是指酸强度超过100％硫酸的物质。

1、沸石分子筛对反应物和产物的形状的大小可表现出选择性催化作用。

2、金属催化剂表面是否均一对催化作用的影响不大。

3、过渡金属氧化物中晶体场稳定化能对其催化作用有影响。

4、工业催化剂的预处理是指由某些原始化合物变成活性相

或使原始相降低活性。

5、永久中毒的催化剂可以通过水蒸气吹扫再生。

6、三效催化剂是以贵金属Pt、Rh、Pd为活性组分。

7、氯氟烃性质稳定、无毒且不易燃烧，是一种对环境无害的物质。

8、催化剂的堆密度也称假密度

9、催化剂表面积一般根据BET法进行测定的。

10、催化剂在催化反应中，不能改变化学反应热力学平衡位置。

三、问答题：（本大题共2小题，1小题8分，2小题14分，共22分）

1、多相催化反应过程的主要步骤有哪些？

1、说明多相催化反应的化学过程。

2、下图为H 2在某种金属上吸附的位能曲线图，请回答下列问题：

（1）指出E d 、E a 、q c 、q p 、D HH 的物理意义。

（2）简要说明H 2

在该金属上由物理吸附转化为化学吸附的过程。

2、根据吸附位能图，指出吸附位能图所表示的吸附是何种吸附（活化吸附或非活化吸

附）？

2、试推导一种分子的不解离吸附、解离吸附和两种分子的竞争吸附的Langmuir 方程。

2、催化剂表面积一般是根据Brunauer-Emmett-Teller 提出的多层吸附理论及BET 方程

式进行测定和计算的，写出BET 方程式、测定原理及计算表面积的推到过程

3、固体酸的酸强度、酸度及酸分布的定义是什么？

3、二元氧化物酸中心的判断根据Tanabe 假说进行的，试判断TiO 2-SiO 2混合物（混合物

中TiO 2为主要成分）的酸中心类型。

3、根据分子筛晶体结构图形，指出A 、B 、C 、D 分别属于何种分子筛？

A

B

A B C D

3、举例说明沸石分子筛的反应物择型催化、产物择型催化和限制过渡态择型催化。

4、已知Pd、Rh、Co、Ta、Cu的d带空穴数分别为0.6、1.4、1.7、3.2和0，试用能带理论解释哪些金属可作为乙炔加氢催化剂？哪些可作为合成氨催化剂？若将少量铜加入上述催化剂中，对催化剂活性有何影响？为什么？

4、写出环氧乙烷用银催化剂的催化机理，并说明如何提高环氧乙烷的选择性？

5、什么本征半导体、n型半导体和p型半导体？

5、说明O2、H2在n型半导体和p型半导体上吸附时费米能级E F、逸出功φ和导电率的变化情况。

吸附气体半导体E Fφ导电率

n型

O2

p型

n型

H2

p型

5、试说明O2分别在n、p型半导体催化剂上的化学吸附。

5、请计算在八面体配合物中d6电子组态的强场低自旋和弱场高自旋的晶体场稳定化能（CFSE）

6、在均相络合催化中，烯烃、CO和H是如何被活化的？

6、提出一个在Wacker中用丙烯氧化制备丙酮的反应机理，并画出催化循环图。

7、如何避免催化剂中毒？如果是可逆中毒，如何消除？

7、如何避免催化剂积碳？积碳后如何再生？

8、什么是环境催化以及环境催化的特点？

8、简述TiO光催化处理污水的机理及脂肪烃光解反应步骤。

1、根据右图，回答成型催化剂的颗粒的构成、气体反应物在催化剂颗粒中的扩散以及催化过程中发生的主要步骤。（13分）

（3）简要说明多相催化反应的主要步骤：

2、简述受电子气体在n型半导体催化剂上的吸附。

2、现有三个催化剂均可用酸催化剂催化，问各反应所需酸催化剂强度应有何差别？（1）

（2）

（3）

四、催化机理

2、简要说明Ca2+交换后沸石分子筛的酸碱中心的形成机理。

2、说明过渡金属的催化活性与“d带空穴”的关系。

3、简述TiO2光催化降解脂肪烃的光解反应步骤

1、Al2O3表面经670K以上热处理，得到的γ-Al2O3和η-Al2O3均具有酸中心和碱中心，请说明其形成机理。

2、乙醛可是由氯化钯和氯化铜的溶液作催化剂催化氧化乙烯制得的，请写出在催化过程中发生的化学反应。并画出催化循环图

3、简述TiO2半导体表面在紫外光照射下产生大量氢氧游离基的机理。

5、详述以Bi2O3-MoO3-P2O5为催化剂，对丙烯进行部分氧化的机理。

5、详述以钼酸铋为催化剂，对丙烯进行氨氧化生成丙烯腈的反应机理。

6、什么是σ-π络合物？为什么烯烃在其中能被活化？

6、提出一个用Wacker法所使用的催化剂，以丙烯氧化制备丙酮的反应机理，并画出催化循环图。

五、计算题

3、从N2在Al2O3上的物理吸附数据，计算Al2O3的比表面积，吸附温度为-195℃，吸附样品1g，实验数据如下：

p/p0V/(cm3.g-1)(标准状况)p/p0V/(cm3.g-1)(标准状况)

000.15120

0.01750.30140

0.081000.45160