催化化学复习题

催化化学复习题

选择题

1．一般用于填充床的球形催化剂的颗粒直径为（A）

A．1~20 mm B．2~ 10mm C．20~40mm D．8~14目

2．关于催化剂描述不正确的是(C)

，

A．催化剂量与化学计量方程式无关B．反应速度通常与催化剂量成正比C．加速反应但不参加反应者也是催化剂D．参加反应后催化剂会有变化但很微小3.-Al2O3是(A)

A．酸性载体B．两性载体C．中性载体D．碱性载体

4.一般来讲反应器直径与催化剂颗粒的直径比应控制在(B)

^

A．1-5 B．5-10 C．10-15 D．15-20

5.浓硫酸催化甲酸与甲醇的酯化反应是(D)

A．液-液多相催化反应B．酶催化反应

C．液固多相催化反应D．均相催化反应

6.正丁烯异构为异丁烯选用的催化剂是(C)

<

A．过渡金属催化剂B．过渡金属氧化物催化剂

C．酸性催化剂D．碱性氧化物催化剂

7.工业上用于空气氧化乙烯制环氧乙烷的Ag/-Al2O3催化剂中Ag和-Al2O3分别作为(B)

A．主催化剂和助催化剂B．主催化剂和载体

C．载体和主催化剂D．助催化剂和主催化剂

\

8.合成氨催化剂Fe-K2O-Al2O3中对各组分作用描述正确的是(A )

A．Fe是主催化剂，K2O是电子助催化剂，Al2O3是结构助催化剂

B．Fe与K2O是主催化剂，Al2O3是结构助催化剂

C．Fe是主催化剂，K2O是结构助催化剂，Al2O3是电子助催化剂

D．K2O是主催化剂，Fe是电子助催化剂，Al2O3是结构助催化剂

…

9. Pt/Al2O3重整催化剂中各组分所起的催化作用是(A)

A．Pt起脱氢催化作用，Al2O3起酸催化与载体作用

B．Pt起氧化催化作用，Al2O3起酸催化与载体作用

C．Pt起脱氢催化作用，Al2O3只作为载体而没有催化作用

D．Pt起脱氢催化作用，Al2O3只起酸催化作用

[

10.苯加氢变环己烷反应所使用的催化剂是(C )

A．Al2O3B．V2O5C．Ni/Al2O3D．CuO

11.乙醇在-Al2O3催化下脱水生成乙烯的反应属于(B)

A．气液多相催化反应B．气固多相催化反应

C．液固多相催化反应D．均相催化反应

、

载体是(D)

A．酸性载体B．两性载体C．中性载体D．碱性载体

13.下列选项中关于物理吸附的描述正确的是：（C）

A．物理吸附前后分子结构发生变化 B. 物理吸附涉及的是价键力

C. 物理吸附热一般较小

D. 物理吸附总是吸热的。

！

14.载体不可用于( D)

A．改进催化剂的机械强度B．改变由于温度变化引起的各种应力的能力C．改变由于温度相变引起的各种应力的能力D．改变催化剂的活性组分

15.关于吸附描述不正确的是(B)

A．在不同温度下，可能不同的化学吸附机理占优势

—

B．尽管温度不同，吸附层的活动性相同

C．吸附根据吸附剂与吸附质的作用力不同可分为化学吸附和物理吸附

D．催化与化学吸附直接相关

16.对氮气有化学吸附作用的金属是(D)

A．Ag B．Na C．Mn D．Fe

(

17.下列哪个选项不属于吸附热的测定方法：（B）

A 量热法B从转化率计算

C测不同温度下的脱附速率 D 从不同温度的吸附等温线计算

18. 原子轨道通过线性组合成分子轨道时，（C）

A 轨道数目改变

B 轨道能级改变

【

C能级低于原子轨道的称为成键轨道 D 能级高于原子轨道的称为成键轨道

19.关于化学吸附描述不正确的是(B)

A．化学吸附在比吸附物沸点高得多的温度也可以发生

B．化学吸附的吸附量总是随着温度的升高而单调地减少

C．化学吸附与吸附活化能有关

(

D．化学吸附可有较大的温度范围变动

20.下列氧化物属于绝缘体的是(C)

A．ZnO B．Cu2O C．Al2O3D．NiO

21.在过渡金属中，下列哪种物质的化学吸附最弱(A)

A．乙烷B．乙烯C．乙炔D．苯

—

22. 下列选项中不属于影响CO不同吸附态因素的是（D）

A 金属的类别B遮盖率 C 温度和压力 D 浓度

23. 累积性化学吸附使(A)

A.半导体电导增加，吸附覆盖度可以达到1

B.半导体电导减少，吸附覆盖度可以达到1

C.半导体电导增加，化学吸附量只能很有限D半导体电导减少，化学吸附量只能很有限$

24. ZnO金属氧化物属于(A)

A．n型半导体B．p型半导体C．绝缘体D．本征半导体

25. 下述方法不是将氧化物分散于大表面积载体的方法：（B）

A 沉淀

B 干燥

C 离子交换D浸渍

26.下列不属于化学组成和结构表示的是（D）

《

A 元素组成、结构和含量

B 表面的组成

C可能呈现的表面功能基的性质和含量D物相间相互排列的方式

27. 孔半径范围在~15nm的孔现在称为（B）

A 微孔B中间孔C中大孔D大孔

28.关于晶体的表面结构说法不正确的是(D)

…

A．晶体表面的原子处于与体相中的原子不同的状态

B．它的配位数小于体相中原子的配位数

C．它的相邻原子没有完全补足

D．晶体表面质点的排列完全和晶体体相中平等于表面的任何平面中的排列一样29. N2O在n型的ZnO半导体上分解时会使ZnO半导体(B)

^

A．导电率上升，化学吸附量低B．导电率减少，化学吸附量低

C．导电率上升，化学吸附量高D．导电率减少，化学吸附量高

30.根椐吸附与催化的“火山形原理”，下列说法哪一种是正确的(C)

A．吸附越强，反应活性越好B．吸附越弱，反应活性越好

C．中等吸附强度，反应活性最好D．中等吸附强度，反应活性最差

@

31.下列哪一种物质最不易被过渡金属活化(A)

A．甲烷B．乙烯C．乙炔D．苯

32. 关于结焦描述正确的是（A）

A 结焦的催化剂要更换或再生

B 结焦的量不会高于20%

C 结焦后活性组分覆盖在碳上

D 结焦增加了可达的表面积

·

33.下列催化剂制备方法中，只能制备低含量金属负载型催化剂的是(C)

A．沉淀法B．机械混合法C．离子交换法D．浸渍法

34.用沉淀法制备窄分布的小颗粒催化剂时，应控制(A)

A．成核速率比长大速率快

B．成核速率比长大速率慢

)

C．成核速率与长大速率相当

D．与成核速率和长大速率无关

35. B．E．T．方程式的导出是基于(B)

A．化学吸附的多分子层理论，借用Langmuir的理想表面吸附模型推导出来的

B．物理吸附的多分子层理论，借用Langmuir的理想表面吸附模型推导出来的

~

C．物理吸附的单分子层理论，借用Langmuir的理想表面吸附模型推导出来的

D．物理吸附的多分子层理论，借用Freundlich的非理想表面吸附模型推导出来的36.在-Al2O3中加入少量SiO2或者ZrO2的目的是(C)

A．增加-Al2O3比表面

B．降低-Al2O3的比表面

C．增加-Al2O3的热稳定性

D．降低-Al2O3的热稳定性

37.乙烯氧化制环氧乙烷所用银催化剂的适宜载体是(D)

A．-Al2O3B．SiO2C．SiO2-Al2O3D．-Al2O3 38.催化剂在催化反应时能够(D)

-

A．加快正向反应速度，降低逆向反应速度;

B．缩短达到反应平衡所需要的时间，同时提高平衡转化率；

C．降低反应活化能，改变热力学平衡常数；

D．降低反应活化能，改变反应历程。

39.在Pt-Re/ -Al2O3重整催化剂中(B)

]

A．Pt为助催化剂，Re为主催化剂，-Al2O3作载体；

B．Pt为主催化剂，Re为助催化剂，-Al2O3作载体；

C．Pt和Re均为主催化剂，-Al2O3作载体；

D．Pt和Re均为主催化剂，-Al2O3作助催化剂

40.下列选项中关于物理吸附描述正确的是(C)

)

A．物理吸附前后分子结构发生变化

B．物理吸附涉及的是价键力

C．物理吸附热一般较小

D．物理吸附总是吸热的

41.下列哪种金属不与O2发生化学吸附(C)

—

A．Pt B．Ni C．Au D．Ag

41.两种反应物参加的多相催化反应中(B)

A．两种反应物都必须发生化学吸咐B．至少一种反应物发生化学吸附C．至少一种反应物发生物理吸附D．以上都可以

42.在大多数金属上最容易发生化学吸附的是(C)

(

A．氮气B．氢气C．氧气D．二氧化碳43.在催化剂的煅烧过程中，下列哪种说法不正确( B)

A．失去化学键合的水或二氧化碳B．不改变孔径分布

C．形成活性相D．稳定机械性质

44.消耗性化学吸附使(B)

—

A．半导体电导增加，化学吸附量很有限

B．半导体电导下降，化学吸附量很有限

C．半导体电导下降，化学吸附量很大

D．半导体电导增加，化学吸附量很大

45.对于润湿固体的液体来说，在发生毛细管凝聚现象时(C)

…

A．毛细管孔径越大，发生凝聚所需的蒸汽压越低

B．毛细管孔径越小，发生凝聚所需的蒸汽压越高

C．毛细管孔径越小，发生凝聚所需的蒸汽压越低

D．发生凝聚所需的蒸汽压与毛细管孔径关系不大

46.催化裂化过程中，造成分子筛催化剂失活的主要原因是(D)

|

A．活性组分的流失

B．催化剂晶相结构受到大的破坏

C．催化剂颗粒破裂

D．催化剂酸中心上发生严重积炭

47.合成氨反应混合气中，水蒸汽与硫化氢会使铁催化剂的中毒，其中(A)

(

A．水蒸汽是可逆中毒，硫化氢是不可逆中毒

B．水蒸汽是不可逆中毒，硫化氢是可逆中毒

C．两者皆为可逆中毒

D．两者皆为不可逆中毒

48. 关于流动床中催化剂颗粒描述错误的是（C）

)

A颗粒通常在20m~300m B若颗粒过细，催化剂粉带出旋风分离器

C 颗粒过细，流化性不好D颗粒过粗，单位质量催化剂的效率低。

49. NiO金属氧化物属于(D)

A．绝缘体B．本征半导体C．n型半导体D．p型半导体50.下列哪一种物质在过渡金属上的化学吸附最强(A)

《

A．炔烃B．直链烷烃C．烯烃D．环烷烃51.在沉淀法制备Al2O3时，如果焙烧温度达到1200 o C，将得到(C)

A．-Al2O3B．-Al2O3C．-Al2O3D．-Al2O3 52.助催化剂（B）

A本身对某一反应有很好的活性B加入的量一般小于催化剂总量的10%

`

C对载体没有帮助D对催化活性组分无影响

53. 下列不属于均相催化反应特点的是（C）

A 反应物与催化剂是分子——分子间接触。

B 一般情况下，质量传递过程在动力学上不占重要地位。

C 在许多场合，都要考虑传质过程阻力对动力学的影响。

。

D 均相配位催化反应机理涉及的是容易鉴别的物种。

54.下列哪种物质属于本征半导体(D)

A．MgO B．NiO C．Fe2O3D．单晶硅55.在沉淀法制备窄分布的大颗粒催化剂时，要控制(A)

A．长大速率比成核速率快B．长大速率比成核速率慢

/

C．长大速率与成核速率相当D．与成核速率和长大速率无关56.用浸渍法制备NiO/-Al2O3催化剂时，当焙烧温度为500-600o C，会发生(C)

A．-Al2O3的晶相转变B．-Al2O3孔结构破坏

C．NiO与-Al2O3固态反应生成NiAl2O4D．NiO的挥发损失

57.吸附质在毛细管内形成液面的凹凸与其平衡蒸汽压的关系是(A)

。

A．液面向上凸时，其平衡蒸汽压大于它的饱和蒸汽压

B．液面向上凸时，其平衡蒸汽压小于它的饱和蒸汽压

C．液面向下凹时，其平衡蒸汽压大于它的饱和蒸汽压

D．其平衡蒸汽压大小与液面的凹凸无关

58. 关于晶体的表面结构说法不正确的是（D）

<

A 晶体表面的原子处于与体相中的原子不同的状态。

B 它的相邻原子没有完全补足

C 它的配位数小于体相中原子的配位数

D 晶体表面质点的排列完全和晶体体相中平等于表面的任何平面中的排列一样。

59.下列哪种制备方法是控制均匀沉淀的有效方法(B)

A．在金属盐溶液中加NaOH作沉淀剂

B．在金属盐溶液中加尿素作沉淀剂并加热

C．在金属盐溶液中加Na2CO3作沉淀剂

D．在金属盐溶液中加醋酸作沉淀剂

60.在用压汞法测孔结构时(C)

<

A．样品孔半径越大，所需汞压越大

B．样品孔半径越小，所需汞压越小

C．样品孔半径越大，所需汞压越小

D．样品孔半径与所需汞压无关

61.在用BET方法测定固体比表面积时，为了提高测定准确度，要求测定时吸附质N2的压力P与其饱和蒸气压P0之比，即相对压力范围为(C)

;

A．~ B．~0.50 C．~ D．~

62.关于化学吸附描述不正确的是（B）

A 化学吸附发生在比吸附物沸点高得多的温度

B化学吸附的吸附量总是随着温度的升高而单调地减少

C化学吸附与吸附活化能有关

|

D化学吸附可有较大的温度范围变动

63.下列哪种物质属于本征半导体(D)

A．MgO B．NiO C．Fe2O3D．单晶硅

64.在沉淀法制备窄分布的大颗粒催化剂时，要控制(A)

A．长大速率比成核速率快B．长大速率比成核速率慢

:

C．长大速率与成核速率相当D．与成核速率和长大速率无关

65.用浸渍法制备NiO/-Al2O3催化剂时，当焙烧温度为500-600o C，会发生(C)

A．-Al2O3的晶相转变B．-Al2O3孔结构破坏

C．NiO与-Al2O3固态反应生成NiAl2O4D．NiO的挥发损失

66.吸附质在毛细管内形成液面的凹凸与其平衡蒸汽压的关系是(A)

*

A．液面向上凸时，其平衡蒸汽压大于它的饱和蒸汽压

B．液面向上凸时，其平衡蒸汽压小于它的饱和蒸汽压

C．液面向下凹时，其平衡蒸汽压大于它的饱和蒸汽压

D．其平衡蒸汽压大小与液面的凹凸无关

67.在物理吸附法测孔结构时，下列所给出相对压力P/P0（即吸附质压力P与其饱和蒸气压P0之比）值中，哪一个会在固体中孔内发生毛细管凝聚现象(D)

！

A．B．0.20 C．D．

68.下列关于结污描述不正确的是(B)

A．结污是指物理的封闭

B．结污是指催化剂表面上的含碳沉积物

C．结污是指反应器中的各种碎屑在催化剂颗粒上的沉积

!

D．结污遮盖了催化剂表面，封锁了活泼表面

69,下列催化过程中，因活性组分挥发流失造成催化剂失活的是(C)

A．用于催化重整反应的Pt-Re/-Al2O3催化剂

B．用于催化酯化反应的固体酸催化剂

C．用于催化醋酸和乙炔合成醋酸乙烯的醋酸锌/活性炭催化剂

"

D．用于催化加氢反应的骨架镍催化剂

70.催化剂因烧结而发生的变化有(D)

A．催化剂微晶长大B．催化剂孔径分布发生变化

C．催化剂活性位减少D．以上变化都有可能发生

71.下列催化剂中哪一个对毒物最敏感(A)

^

A．用还原法制得的金属催化剂B．金属氧化物催化剂

C．金属硫化物催化剂D．分子筛催化剂

72. 关于金属化学吸附活性描述不正确的是（D）

A 化学吸附热包括金属的升华热

B 化学吸附热包括电负性校正

！

C 随着金属在周期表中的位置从左到右，化学吸附热逐渐减少

D 化学吸附热与金属原子气相反应热不一致。

73.下列哪一个因素与毒物分子在催化剂表面上的覆盖程度即覆盖因子关系不大(D)

A．毒物分子的性质B．毒物分子的结构

C．毒物分子在空间运动占有的有效体积D．毒物分子的物理吸附能力

|

74.关于能带描述不正确的是（C）

A 满带指能带已经充满电子

B禁带是指电子不能存在的区域

C能带的电子充填情况等同于原子能级

D能带中能级的密度随能量增加而增加

`

75.在沉淀法制备Al2O3时，如果焙烧温度控制在450 o C时，将得到(B)

A．-Al2O3B．-Al2O3C．-Al2O3D．-Al2O3

76.对于不能润湿固体的液体来说，在发生毛细管凝聚现象时(D)

A．液体与固体接触角小于90o，在固体孔内形成的液面是向上凸的

B．液体与固体接触角小于90o，在固体孔内形成的液面是向下凹的

￥

C．液体与固体接触角大于90o，在固体孔内形成的液面是向下凹的

D．液体与固体接触角大于90o，在固体孔内形成的液面是向上凸的

填空题

1. 在评价一个催化剂时，通常认为有四个最重要的因素，它们分别是：活性，选择性，寿命与价格。

2. 流体流动涉及到流动的分布、压力降和扩散效应。

"

3．在多组分固体催化剂中，各种组分起作不同的作用，大体分为三类，它们是活性组分、载体和助催化剂。

4. 按照催化应体系物相的均一性分类，包括均相催化，多相催化和酶催化。

5.一个工业上有成效的催化剂一般需综合考虑其活性、选择性、稳定性和良好的流体流动性。

6. 活性组分按其导电性可分为：金属，半导体和绝缘体三类。

7.化学吸附是指分子或原子化学吸附时的化学状态、电子结构，几何构型。

|

8. 金属元素的单质结构形式有立方面心，立方体心，六方堆积。

9. 表征催化剂可提供三种不同的但又互相联系的信息，即化学组成和结构，纹理组织及机械性质，催化活性。

10. 按照与催化剂在装置中的性能相关的性质，可将它粗分为本体的，颗粒的，表面的的性质。

11. 催化剂表面的形态是指它的几何形态，地貌。

12测量暴露百分的方法：化学吸附等温线法，反应滴定，毒物滴定。

|

13 根据活性测试的目的，可将实验测定的活性分为两类动力学的，实用的。

14 实验室反应器按操作方法可分为两大类，一类是间歇式，一类是连续式。15催化剂的寿命曲线一般可分三个部分：成熟期，稳定期，衰老期。16. 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所决定。

17．根据吸附剂与吸附质的作用力不同，将吸附分为物理吸附和化学吸附两类，化学吸附按活化能大小又可分为活化吸附和非活化吸附。

#

18．物理吸附可以达到多层吸附；而化学吸附只能为单层吸附。

19. 金属表面的吸附部位的主要区别在于其最邻近的配位数和二维的对称性。20．金属盐的沉淀过程分三阶段进行，即过饱和、成核和长大。

21 粉状或粒状物料经加热到一定定范围而固结的过程称为烧结。

22.相转变和相分离的结果引起催化剂失活主要表现在：活性和选择性改变，以及催化剂强度下降。

—

23 催化剂经过一定处理又恢复了活性，这一过程称为催化剂的再生。

24 不饱和烃的不离解吸附的吸附状态分为σ型，σ-π型。

25 CO的几种吸附状态：一位、二位、孪生和离解吸附状态。

26 d带中较密的能级间允许电子保持不成对，饱和磁矩在数值上等于d能带中的未配对电子数。

27 反应前后，键能和由大变小则吸热，由小变大则放热。

：

28根据吸附质与吸附剂之间的电子云分配不同，吸附键可分为共价键，离子键和，极性键。

29 离解化学吸附时，视吸附物单键断开的形式可分为均裂，非均裂。

30.活性组分按基导电性可分为：金属，半导体，绝缘体。

31. 催化研究中用得较多的两种连续式反应器：连续流动搅拌釜式反应器，活塞式流动反应器。

，

31.影响不同晶面暴露的比例的因素有二：一是动力学，另一是热力学

32. 分散度也称暴露百分，它显然和微晶的大小直接相关。

33.物理吸附的作用力是范德华力，化学吸附作用力是价键力；物理吸附是非选择性的，化学吸附是有选择性的。

34.影响吸附质与吸附剂之间化学作用力主要因素有电子因素和几何因素。

35.在半导体氧化物上进行的化学吸附中，造成载流子数目减少的吸附为消耗性化学吸附，使半导体的电导下降；造成载流子数目增加的吸附为累积化学吸附，使半导体的电导增加。

/

36. 在催化剂制备中，将氧化物分散于大表面积载体的方法有沉淀、吸附、离子交换和浸渍。

37. 原子轨道组合成分子轨道的三个条件能级高低相近，轨道最大重迭，对称性匹配。

38. 溶胶的表面能大，它有通过粒子长大和凝聚使表面能减少的趋势。有三种类型的聚结物：水凝胶、絮凝体和块状沉淀物。

39. 在用于固定床的较大颗粒催化剂的机械性能测试中，通常需要测定它的压碎强度和磨损率。

40. 催化剂失活的化学原因主要有结焦、金属污染和毒物吸附。

（

是非题

1. 催化剂能够影响平衡常数（非）

2. 催化剂存在下，k正的增加倍数大于k逆。（非）

3. 加速反应但不参加反应者非催化剂。（是）

4. 凡是多相催化过程，至少有一个反应物在催化剂表面吸附。（是）

,

5. 物理吸附部是放热的，化学吸附总是吸热的。（非）

6. 载体使催化剂增大了活泼表面，降低了它对毒物的敏感性。（是）

7. 物理吸附热通常比化学吸附热大。（非）

8. 化学吸附具有选择性。（是）

9. 反应前后，键能和由大变小则吸热，由小变大则放热。（是）

|

10. 氧总是以负离子的形式化学吸附。（是）

11. 化学吸附是单层吸附。（是）

12. 表征一个催化剂的活性是指在给定的条件下，定量地测定一个催化剂促进某种化学转化的能力。（是）

13. 载体的最重要功能是分散活性组分，使活性组分保持大的表面积。（是）

14. 碱金属（K，Na）是常用的电子受主型助催化剂。（非）

%

15. 结晶是短程和长程都有序，而无定形物质中只存在短程有序。（是）

16. 晶体的结构与它所处的气氛无关。（非）

17. 若晶体是在它结晶速度很快的条件下长大，则最终状态受动力学控制。（非）

18. 从热力学的观点看，只有在绝对零度才存在理想晶体。（是）

19. 电动电势决定胶凝过程的速率。（是）

、

20. 催化剂煅烧时会使平均孔径增大。（是）

21. 均相催化中，质量传递过程在动力学上占重要地位。（非）

22. BET方程是基于多分子层吸附理论模型。（是）

23. 离子交换法比沉淀法可制得更高含量的金属负载型催化剂。（非）

24. 吸附等温线是在恒定温度下饱和吸附量与被吸附气体压力的关系曲线。（非）

/

25. 氮吸附法适用于半径为~20nm的孔径测定。（是）

26. 在沉淀法制备催化剂时以尿素代替常用的碱是为了得到颗粒大小宽分布的催化剂。（非）

27. 合成氨反应中，硫化氢对铁催化剂的中毒是可逆中毒。（非）

28. 以有机物为原料以固体为催化剂的多相催化反应过程几乎都可能发生结焦。（是）

29. 氧化物催化剂比金属催化剂对毒物要敏感。（非）

-

名词解释或简答题

1. 催化剂作用

答: “催化剂能加快化学反应速度，但它本身并不因化学反应的结果而消耗，它也不会改变反应的最终热力学平衡位置。

2.活性位（active site）

!

答：在催化剂中真正起催化作用的那部分原子或原子集团。如质子、配位络合物、表面原子簇等。一般用“*”表示。

3. 转换频率（Turnover Frequency）

答：单位时间内单位活性位上转化反应分子(底物)的数目．

4. 选择性（Selectivity）

答：Selectivity (%) = （转化为目的产物所消耗的某反应物量/某反应转化的总量）′100％

…

5. 均相催化（homogeneous catalysis）

答: 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。

6. 多相催化（heterogeneous catalysis）

答: 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。

7. 酶催化（enzyme catalysis）/

答: 兼有均相催化和多相催化的一些特性。酶是胶体大小的蛋白质分子，它小到足以与所有反应物一起分散在一个相中，但又大到足以论及它表面上的许多活性部位。

8. 选择中毒

答: 一个催化剂中毒后，可能失去对某一反应的催化能力，但对别的催化反应仍有催化活性，这种现象称为选择中毒。

9．载体作用

.

答：载体有多种功能，如高表面积、多孔性、稳定性、双功能活性和活性组分的调变以及改进催化剂的机械强度等。最重要的功能是分散活性组分,作为活性组分的基底，使活性组分保持高的表面积。常用的载体材料主要为高熔点氧化物、粘土和活性炭等。

10. 多位催化理论

答：催化剂晶体晶格的空间结构（分布和间距）与反应分子将发生变化的那一部分结构呈几何对应关系，则被吸附的分子易被活化而参与化学反应，这就是多位催化理论，也称为几何对应原理。

11. 活性组分

答：活性组分对催化剂的活性起着主要作用，没有它，催化反应几乎不发生。构成活性组分的主要有：金属、半导体氧化物和硫化物、绝缘体氧化物和硫化物等。

）

12.催化裂化

答：催化裂化是指石油的高沸点馏份（重质油）在催化剂存在下裂化为汽油、柴油和裂化气的过程。

13. 催化重整

答：催化重整是指在催化剂存在下使原油蒸馏所得的轻质油馏份转变为富含芳烃的高辛烷值汽油并副产液化石油气和氢气的过程，这过程包括异构化、环化脱氢等反应。

14. 加氢处理

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答：加氢处理是加氢除去石油馏份中的S，N和O的过程，主要应用于催化重整和催化裂化的原料的脱硫和脱氢以利进一步加工。

15. 非定位吸附

答：一个分子一旦落在固体表面上，它在表面停留的部分时间内，可沿着表面移动或束缚在一个特定的部位上。如果分隔吸附部位的势垒低，或者与吸附质分子的平均热能相比可以忽略不计，在这种情况，没有势垒妨碍吸附质子沿着表面自由地转换，这种吸附称为非定位吸附。

16. 烧结

答：粉状或粒状物料经加热至一定温度范围而固结的过程称为烧结。

17. 简述多相催化反应过程包括的五个过程

答：（1）反应物向催化剂表面扩散；（2）反应物在催化剂表面上吸附；（3）被吸附的反应物在表面上迁移、化学重排和反应；（4）产物由催化剂表面上脱附；（5）产物离开催化剂表面向催化剂周围的介质扩散。

18. 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

答：它们分别是活性（activity）、选择性（selectivity）和寿命（lifetime）。考虑的顺序：第一位是选择性，第二位寿命，最后才是活性。

19. 催化剂成分主要由哪几个部分构成，它们各起什么作用是什么

答：催化剂成分主要由活性组分，载体和助催化剂三部分构成，它们所起作用分别描述如下：活性组分对催化剂的活性起着主要作用，没有它，催化反应几乎不发生。载体有多种功能，最重要的功能是分散活性组分，作为活性组分的基底，使活性组分保持高的表面积。助催化剂本身对某一反应没有活性或活性很小，但加入它后，能使催化剂具有所期望的活性、选择性或稳定性。

20. 简述活性组分在载体上的分布情况

答:（1）一定大小的活性组分的晶粒按不同均匀程度分散在载体上；（2）活性组分呈“积雪状”堆积在载体上；（3）活性组分以近于原子态呈簇状或筏状分散在载体上。

21. 简述化学吸附的单层与物理吸附的单层的不同之处

答：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。

22. 简述晶体结构的缺陷，并说明它们产生的原因

答：所有结构基元完整的周期排列的晶体不能存在，真实的晶体有各种各样的不完整性存在，称之为晶体结构的缺陷。它们产生的原因有多种，例如，正常占有晶格部位的原子被换到其它部位或者填隙的位置；存在某些空位；晶体的部分沿着晶面相对于别的部分位移等等。23. 简述边界层理论的成功之处。

答: （1）它提出了在氧化物上的化学吸附在许多情况下涉及到氧化物的缺陷，所以伴随着化学吸附，氧化物的半导性将按可以预言的方向变化（2）它说明消耗性化学吸附的吸附量是限的，而累积性化学吸附实际上能进行到形成一个单层。（3）作为上一点的延伸，人们可以预期，p弄氧化物和n型氧化物对特定的催化反应会表现出显著的差别.

24. 如何确定半导体氧化物为n型或p型

答：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型和p型。将氧化物置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。

25. 吸附热随遮盖率而下降的原因曾提出了三种解释, 请说明是哪三种解释。.

答: 为了说明吸附热随遮盖率增加而下降的现象，提出了三种解释，分别是（1）表面不均匀性；（2）吸附种之间的相互作用；（3）使用固体中不同的电子能级。

26. 化学吸附时，双方电子重新分配的结果可能有几种情况

答: （1）双方共享电子，组成共价键。

（2）双方电负性差别较大，组成离子键。

（3）双方电负性略有差别，形成极性键。

27. 什么是定位吸附

答：一个分子一旦落在固体表面上，它在表面停留的部分时间内，可沿着表面移动或束缚在一个特定的部位上。如果分隔吸附部分的势垒高度大于吸附质分子的相应的自由度的平均热能，则吸附质分子不能逸出“势能阱”，这样吸附就是定位的，称为定位吸附。

28. 简述为了说明吸附热随遮盖率而下降的原因曾经提出了三种解释

答:（1）表面不均匀性；（2）吸附种之间的相互作用；（3）使用固体中不同的电子能级。29. 简述干燥速度对活性组分在载体颗粒中分布的影响

答：如果干燥速度太慢，在弯液面上蒸发，弯液面后退到孔的内部，在此过程有些溶质沉积在孔壁，但大部分溶质浓集于孔的深部，最终盐的结晶局限在孔的底部或颗粒的中心。当干燥速度太快，则有一温度梯度，在孔中深部的蒸发迫使溶液向外部移动，大部分结晶沉积在那里。

30. 工业固体催化剂在使用前和使用中会受到的机械应力，它们大致有哪几种

答：（1）运输过程中的磨损，催化剂颗粒与容器壁接触磨擦所致。（2）催化剂装入反应器时的碰撞冲击，工业上往下倾倒催化剂可能使它破碎。（3）由于在活化和再生过程中发生相变而致的催化剂内应力。（4）由于流体流动，压力降，催化剂床重量和温度的循环变化而致的外应力。（5）移动床或流化床中，颗粒和颗粒之间，颗粒和反应器壁或内构件间的碰撞和摩擦。

31. 制备Pt/-Al2O3催化剂时，采用什么方法可使Pt更多地分散在载体的孔内，并简述其制备原理

答：采用竞争吸附的方法来制备，因为氯铂酸吸附很快，其扩散进载体孔内是速率控制步骤，通过将盐酸加入氯铂酸溶液中，利用盐酸与氯铂酸对载体吸附部位的竞争性吸附，从而驱使铂深入颗粒内部，从而达到制备目的催化剂。

32. 请简述Raney镍催化剂的制备方法其过程

答：制备采用浸取法，其制备过程为：将Ni 与Al制成Ni-Al合金并磨碎，再用碱液（20% NaOH）浸出其中的Al，接着用蒸馏水洗去碱液，最后得到的Raney 镍贮存在蒸馏水中备用。

33. 脉冲反应器适用的研究范围有哪些

答：（1）新鲜催化剂对一次脉冲的响应可给出有关活性、选择性以及反应物与洁净催化剂相互作用情况的信息。（2）毒物滴定。（3）用同位素示踪原子进行的机理性研究。（4）若用较长的催化剂床，可以利用“色谱柱反应器”的色谱分离作用。（5）暂态应答。

34. 延长催化剂寿命的方法主要有哪些

答：（1）解决催化剂组分的挥发、烧结等问题。（2）选择最适宜的载体，若选择导热性好的载体，可防止局部过热及机械损耗。（3）对负载金属催化剂，在制备过程中注意金属组分的分散度，若过分分散，则耐毒性差，且易失活。（4）反应器传热要好，用多段催化剂床使各段催化剂床负荷均匀，使温峰低。（5）燃料纯化。

35. 简述实用活性测试的目的

答：（1）筛选催化剂，评价其优劣；（2）制备参数的优化；（3）确定过程参数，以确定催化剂的最佳操作区域；（4）失活研究；（5）失效催化剂的诊断；（6）催化剂产品质量检验36. 在煅烧中发生哪几个过程

答:（1）失去化学键合的水或二氧化碳；（2）改变孔径分布；（3）形成活性相；（4）调整固体表面，使达到所要求的状态；（5）稳定机械性质。

37. 简述催化剂使用过程中要测定的沉积物。

答:（1）灰秋其它碎屑。（2）从反应物料中来的毒物。（3）从反应物料来的金属污染。

（4）结焦。

38. 简述金属催化剂的毒物的种类

答：（1）第一类是V族和VI族元素的具有未共享电子对的非金属化合物，毒性的程度取决于空的价轨或未共享电子对的可利用性。（2）第二类是金属离子，这些金属离子具有已占用的d轨，并且d轨上有与金属催化剂的空轨键合的电子。（3）第三类是不饱和化合物，由于它分子中的不饱和键能提供电子与金属催化剂的d轨成键，使催化剂中毒。

39. 简述金属污染的危害

答: 有机金属化合物吸附于催化剂表面，接着分解成高度分散的金属，它封闭了催化剂的表面部位于孔，使其活性下降。更大的危害是这些高度分散的金属杂质自身的催化活性，它的脱氢活性导致结焦的加快生成，而在再生过程中这些金属氧化，它们的氧化物起氧化催化剂的作用，导致过分大的燃烧速率，造成催化剂烧结。

40. 简述解决金属污染的办法

答: 一是用化学或吸附处理，以除去加工用原料中的卟啉，保护催化剂。另一是在加工用原料中添加物，它沉积在催化剂表面，与金属杂质形成合金，从而使后者钝化。

综合题：

1. 在用的金属锰配合物催化25%双氧水氧化环己烯的环氧化反应中, 假设在反应3h后, 双氧水转化了90 %, 可生成环氧环己烷（C6H10O）、环己烯醇（C6H10O）和环己烯酮（C6H8O）三种氧化产物。在忽略环己烯聚合和挥发损失的情况下，试计算反应后残余的环己烯量、环己烯的摩尔转化率、催化剂基于环己烯的转化频率（单位h-1）、环氧环己烷的选择性和双氧水的有效利用率（设生成一分子环氧环己烷或环己烯醇均消耗一分子双氧水；而生成一分子环己烯酮消耗二分子双氧水）

答：(1) 环己烯剩余量=环己烯的加入量-环己烯的消耗量

= 82 –/ 98 - / 98 - / 96) = mol = mmol。

(2) 环己烯的摩尔转化率(%) = (环己烯加入量-环己烯剩余量) / 环己烯加入量100%

= [ / 82 –/ 82)]100% = %。

(3)转换频率=环己烯消耗量(mmol)/(催化剂锰含量(mmol)反应时间(h)

= /3)= h-1。

(4) 环氧环己烷的选择性(%) = 环氧环己烷的生成量(mmol) / 环己烯消耗量(mmol)

100% = [ / 98)/( / 98 + / 98+ / 96)]100%

= 100% =%

(5) 双氧水的有效利用率(%) = 双氧水有效消耗量/ 双氧水的实际消耗量100%

= (环氧环己烷+ 环己烯醇+ 2环己烯酮) /{[25%)/34] 90%}100%

= [( / 98 + / 98+ 2 / 96))/] 100%

=100%=%

2.用Hg-He法测某催化剂重量W = 4g时, 若已知容器容积V = ,, 测定充He和充汞体积分别为V He= 和V Hg= 59cm3。求该催化剂的骨架密度骨架、颗粒密度颗粒、孔容V孔、比孔容V p和孔隙率

解:: (1) 由骨架= W / (V-V He) = 4/ = 8 g / cm3

（2）颗粒= W / (V-V Hg) = 4/ = 4 g / cm3

(3) V孔= V He- V Hg = = cm3

(4) Vp = (V He- V Hg)/ W = =0.125 cm3 / g

(5) = (V He- V Hg) / (V-V Hg) = . 00)/ =

3.工业上生产环氧乙烷是用空气氧化乙烯来实现，通常使用的催化剂为Ag / -Al2O3。请你说明催化剂Ag / -Al2O3中各组分所起的作用，以及选择的理由。若此催化反应是在固定床上进行，在反应乙烯累积进样量为500 mol后，累计获得了325 mol 环氧乙烷，25 mol 二氧化碳，残余乙烯为60 mol. 请计算此反应乙烯的转化率, 环氧乙烷的选择性解: 催化剂中Ag 为催化活性组分，-Al2O3作载体。由于乙烯空气氧化制环氧乙烷反应中，存在中间氧化产物环氧乙烷进一步氧化生成二氧化碳的副反应.，如果选用氧化活性非常高活性金属,则易发生深度氧化副反应。因此，在此催化反应中，一般选用氧化活性比较弱的Ag作为活性组分；此外，选用比表面积很小的-Al2O3作载体, 通过降低Ag活性组分在载体上的分散度来进一步降低Ag的氧化活性，从而达到进一步抑制深度氧化副反应, 提高中间氧化产物环氧乙烷的选择性。

乙烯的转化率(%) = (500-60)/500100% = %

环氧乙烷的选择性(%) =325/ (500-60) 100% = %