工业催化复习资料问答题

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工业催化复习要点

工业催化复习要点

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。

工业催化考试复习题

工业催化考试复习题

1.绿色化学:利用一系列原理来降低和消除在化工产品的设计、生产及应用中有害物质的使用和产生。

2.零排放:指无限的减少污染物和能源排放直至为零的活动。

3.手性催化:手性就是物质的分子和镜像不重合性4.手性化合物:指分子量、分子结构相同,但左右排列相反的化合物,如实与其镜中的映体。

5.择形催化:沸石具有规则的孔道和孔笼结构,宽敞的通道和孔道靠可限制及区分进出的分子,使其具有形状及大小选择性,故称这种催化为择形催化。

6.催化剂:在化学反应中能改变其他物质的反应速率而自身质量和化学性能不发生改变的物质,又称工业味精。

7.催化剂中毒:原料中的杂质,反应中形成的副产物等是催化剂的活性,选性明显降低或丧失的现象8.溢流:固体表面吸附物(离子或自由基)迁移到次级活性中心的现象。

9.载体:是活性组分的分散剂、黏合物或支撑体,是负载活性组分的骨架。

可划分为低比表面积和高比表面积两类。

10.助催化剂:加入到催化剂的少量物质,是催化剂的副主成分,其本身没有活性或者活性很小,但把它加入到催化剂中后,可以改变催化剂的化学组成、化学结构、离子价态、酸碱性、晶格结构、表面构造、分散状态、机械强度等。

11.环境友好:主要包括预防污染的少废或无废的工艺技术和产品技术,同时也包括治理污染的末端技术。

12.强相互作用:作用于强子之间的力。

(时空产率单位:mol/(l*h))13.时空产率:单位体积或单位面积的设备在单位时间内得到目的产物的数量。

14.超强酸:固体酸的强度若超过100%硫酸的酸强度,称为超强酸。

15.超强碱:强度较中性物质高出19个单位的碱性物质,称为超强碱。

16.杂多酸:由杂原子和配位原子按一定的结构通过氧原子配位桥联组成的一类含氧多酸,或为多氧族金属配合物。

17.分子筛:分子筛是结晶型的硅铝盐酸,具有均匀的孔隙结构。

18.络合催化:指催化剂在反应过程中对反应物起络合作用,并且使之在配位空间进行催化的过程。

19.三效催化:把一氧化碳,碳氢化合物,氮氧化合物分别氧化还原为对人体无害的二氧化碳,氮气,水蒸气时进行催化的过程。

工业催化复习题

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。

工业催化考试复习

工业催化考试复习

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。

工业催化复习题及答案

工业催化复习题及答案

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。

工业催化习题

工业催化习题

一、基本概念
1. 催化循环
2.催化剂
3. 助催化剂
4. 载体
5. 负载型催化剂
6. 均相配位催化剂
二、问答题
1、为什么说催化剂是化学工业的基石?
2、催化剂在人类社会中的作用主要表现在那些方面?
3、合成氨过程中共用到那些催化剂?
4、催化剂作用的基本特征有那些?
5、为什么催化剂能够加快化学反应的速度?
6、为什么催化剂不能改变化学平衡的位置?
7、举例说明催化剂具有选择性?
8、根据催化剂与反应物的聚集状态,催化反应可以分为那几类?
9、举出氧化、加氢、脱氢、异构化、聚合、裂化、烷基化反应各一例,并写出各反应所用的催化剂?
10、举例说明催化剂的组成?
11、载体的作用有那些?
12、多相、均相、酶催化剂各有什么优缺点?
13、说出下列典型工业固体催化剂的化学组成?
①合成氨②乙烯氧化制环氧乙烷③油脂加氢④二氧化硫氧化⑤一氧化碳加氢合成甲醇⑥轻油蒸气转化⑦乙醇脱水⑧乙烯均相氧化制乙醛⑨乙烯氧氯化反应⑩苯乙烯制乙苯
14、物理吸附与化学吸附(物理意义及其应用)
15、沸石分子筛催化剂的酸性能和择形选择性
16、简述酶催化的作用基理
17、双分子反应遵守Langmuir-Hinshelwood机理,试建立其反应速
率方程
18、试述绿色化学中的催化作用。

工业催化复习资料-问答题

工业催化复习资料-问答题

1。

什么是催化剂?根据IUPAC于1981年提出的定义,催化剂)是一种物质,它能够改变反应的速率而不改变该反应的标准Gibbs自由焓变化2。

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催化剂由正常运转到更换所延续时间(寿命)。

3。

什么是助催化剂?分为哪几种?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,从而使催化剂的活性、选择性、抗毒性或稳定性得以改善。

结构型和电子型两类4。

请说明理想的催化剂载体应具备的条件。

⑴具有能适合反应过程的形状和大小; ⑵有足够的机械强度,能经受反应过程中机械或热的冲击;有足够的抗拉强度,以抵抗催化剂使用过程中逐渐沉积在细孔里的副反应产物(如积碳)或污物而引起的破裂作用; ⑶有足够的比表面,合适的孔结构和吸水率,以便在其表面能均匀地负载活性组分和助催化剂,满足催化反应的需要;⑷有足够的稳定性以抵抗活性组分、反应物及产物的化学侵蚀,并能经受催化剂的再生处理; ⑸能耐热,并具有合适的导热系数;⑹不含可使催化剂中毒或副反应增加的物质;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的化学作用;⑼能阻止催化剂失活5多相催化反应的一般步骤?物理过程和化学过程分别是哪几步?⑴反应物分子从气流中向催化剂表面和孔内扩散。

⑵反应物分子在催化剂内表面上吸附。

⑶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。

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的特点?物理吸附是借助分子间力,吸附力弱,吸附热小(8~20kJ/mol),接近于气体的液化热,且是可逆的,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。

工业催化原理考试题

工业催化原理考试题

1.什么是催化剂? 根据IUPAC 于1981年提出的定义,催化剂)是一种物质,它能够改变反应的速率而不改变该反应的标准Gibbs 自由焓变化2.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催化剂由正常运转到更换所延续时间(寿命)。

3.什么是助催化剂?分为哪几种? 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,从而使催化剂的活性、选择性、抗毒性或稳定性得以改善。

结构型和电子型两类4.请说明理想的催化剂载体应具备的条件。

⑴具有能适合反应过程的形状和大小; ⑵有足够的机械强度,能经受反应过程中机械或热的冲击;有足够的抗拉强度,以抵抗催化剂使用过程中逐渐沉积在细孔里的副反应产物(如积碳)或污物而引起的破裂作用; ⑶有足够的比表面,合适的孔结构和吸水率,以便在其表面能均匀地负载活性组分和助催化剂,满足催化反应的需要; ⑷有足够的稳定性以抵抗活性组分、反应物及产物的化学侵蚀,并能经受催化剂的再生处理; ⑸能耐热,并具有合适的导热系数; ⑹不含可使催化剂中毒或副反应增加的物质; 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的化学作用;⑼能阻止催化剂失活5多相催化反应的一般步骤?物理过程和化学过程分别是哪几步?⑴反应物分子从气流中向催化剂表面和孔内扩散。

⑵反应物分子在催化剂内表面上吸附。

⑶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。

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的特点?物理吸附是借助分子间力,吸附力弱,吸附热小(8~20kJ/mol),接近于气体的液化热,且是可逆的,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。

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1.什么是催化剂?根据IUPAC于1981年提出的定义,催化剂)是一种物质,它能够改变反应的速率而不改变该反应的标准Gibbs自由焓变化2.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催化剂由正常运转到更换所延续时间(寿命)。

3.什么是助催化剂?分为哪几种?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,从而使催化剂的活性、选择性、抗毒性或稳定性得以改善。

结构型和电子型两类4.请说明理想的催化剂载体应具备的条件。

⑴具有能适合反应过程的形状和大小;⑵有足够的机械强度,能经受反应过程中机械或热的冲击;有足够的抗拉强度,以抵抗催化剂使用过程中逐渐沉积在细孔里的副反应产物(如积碳)或污物而引起的破裂作用;⑶有足够的比表面,合适的孔结构和吸水率,以便在其表面能均匀地负载活性组分和助催化剂,满足催化反应的需要;⑷有足够的稳定性以抵抗活性组分、反应物及产物的化学侵蚀,并能经受催化剂的再生处理;⑸能耐热,并具有合适的导热系数;⑹不含可使催化剂中毒或副反应增加的物质;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的化学作用;⑼能阻止催化剂失活5多相催化反应的一般步骤?物理过程和化学过程分别是哪几步?⑴反应物分子从气流中向催化剂表面和孔内扩散。

⑵反应物分子在催化剂内表面上吸附。

⑶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。

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的特点?物理吸附是借助分子间力,吸附力弱,吸附热小(8~20kJ/mol),接近于气体的液化热,且是可逆的,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。

化学吸附与一般的化学反应相似,是借助于化学键力,遵从化学热力学和化学动力学的传统定律,具有选择性特征,吸附热大(40~800kJ/mol),吸附很稳定,一般是不可逆的,尤其是饱和烃分子的解离吸附更是如此,吸附是单分子层的,具有饱和性。

7.如何推导简单的Langmiur吸附等温式?以及重要的假设是什么?两个重要假设: (1) 吸附是单分子层的;(2) 固体表面是均匀的,被吸附分子之间无相互作用8.CO分子的化学吸附都有哪几种可能的吸附态?为什么会存在多种吸附态?吸附态:直线型、桥型、多重型、孪生型CO分子的化学吸附,既有π电子参加,又有孤对电子参加,所以它可以有多种吸附态;可以线形吸附在金属表面,也可以桥式与表面上的两个金属原子桥联,在足够高的温度下,还可以解离成碳原子和氧原子吸附。

9. ZnO和NiO在受热分别会变成什么类型的半导体?为什么?ZnO受热变成n-型半导体。

ZnO受热失去氧,阳离子氧化数降低,直至变成原子态。

导电是靠与Zn结合的带负电的电子。

NiO受热变成p-型半导体。

NiO受热获得氧,阳离子的氧化数升高,导致晶格中O2-增加,从而产生正离子的缺位,称作正空穴。

半导体依靠正空穴传递而导电。

10. 布朗斯特(Br?nsted)酸、碱和路易斯(Lewis)酸、碱的定义是什么?B酸:能够给出质子的都是酸。

B碱:能够接受质子的都是碱。

L酸:能够接受电子对的都是酸。

L碱:能够给出电子对的都是碱。

11. 什么是B酸强度和L酸强度?B酸强度,是指给出质子的能力;L酸强度是指接受电子对的能力。

12. 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?SiO2-TiO2复合氧化物中,TiO2为主要成分时,正电荷过剩时,为L酸;SiO2为主要成分时,负电荷过剩,为B酸。

13. 什么是超强酸?固体酸的强度若超过100%硫酸的强度,则称之为超强酸。

(因为100%硫酸的酸强度用Hammett酸强度函数表示时为H0 = -11.9,故固体酸强度H0 < -11.9者谓之固体超强酸或超酸。

)14. 什么是分子筛?其化学组如何表示?分子筛是结晶型的硅铝酸盐,具有均匀的孔隙结构。

分子筛中含有大量的结晶水,加热时可汽化除去,故又称沸石。

自然界存在的常称沸石,人工合成的称为分子筛。

它们的化学组成可表示为Mx/n[(AlO2)x?(SiO2)y] ?ZH2O15. 分子筛的结构构型三种层次是什么?⑴基本结构单元是硅氧四面体(SiO4)和铝氧四面体(AlO4)。

⑵硅氧四面体和铝氧四面体可通过氧原子(氧桥)联结起来形成环。

由四个四面体形成一个环就叫四元氧环。

以此类推有五元氧环、六元氧环,八元氧环,十元氧环和十二元氧环等。

窗口氧环的孔口对通过的分子起筛分作用。

⑶各种不同的环通过氧桥相互联接又可形成三维空间的多面体。

各种各样的多面体构成中空的笼,笼进一步相互联接形成分子筛。

16. 分子筛择形催化有哪几种形式?⑴反应物择形催化(当反应混合物中某些能反应的分子因太大而不能扩散进入催化剂孔腔内,只有那些直径小于内孔径的分子才能进入内孔,在催化活性部分进行反应。

)⑵产物的择形催化(当产物混合物中某些分子太大,难于从分子筛催化剂的内孔窗口扩散出来, 就形成了产物的择形选择性。

)⑶过渡态限制的选择性(有些反应,其反应物分子和产物分子都不受催化剂窗口孔径扩散的限制,只是由于需要内孔或笼腔有较大的空间,才能形成相应的过渡态,不然就受到限制使该反应无法进行;相反,有些反应只需要较小空间的过渡态就不受这种限制,这就构成了限制过渡态的择形催化。

)⑷分子交通控制的择形催化(在具有两种不同形状和大小和孔道分子筛中,反应物分子可以很容易地通过一种孔道进入到催化剂的活性部位,进行催化反应,而产物分子则从另一孔道扩散出去,尽可能地减少逆扩散,从而增加反应速率。

这种分子交通控制的催化反应,是一种特殊形式的择形选择性,称分子交通控制择形催化。

)17.金属催化剂包括哪几种类型?⑴块状催化剂(如电解银催化剂、融铁催化剂、铂网催化剂等)。

⑵分散或者负载型的金属催化剂(如Pt-Re/Al2O3重整催化剂, Ni/Al2O3加氢催化剂等)。

⑶金属互化物催化剂(如LaNi5可催化合成气转化为烃)。

⑷合金催化剂(如Cu-Ni合金加氢催化剂)。

⑸金属簇状物催化剂(如烯烃氢醛化制羰基化合物的多核Fe3(CO)12催化剂)18.什么是金属晶体的费米(Fermi)能级?电子占用的最高能级称为费米(Fermi)能级(金属的费米能级)19.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?杂化轨道中d原子轨道所占的百分数称为d特性百分数,用符号d%表示。

20. 什么是溢流现象?其发生的条件是什么?所谓溢流现象,是指固体催化剂表面的活性中心(原有的活性中心)经吸附产生出一种离子或者自由基的活性物种,它们迁移到别的活性中心处(次级活性中心)的现象。

条件:⑴溢流物种发生的主源;⑵接受新物种的受体,它是次级活性中心。

21.造成催化反应结构非敏感性的原因有哪几种?⑴表面的细微结构掩盖了,造成结构非敏感。

这种原因称之为表面再构。

⑵活性组分晶粒分散度低的(扁平的面)较之高的(顶与棱)更活泼。

⑶活性部位不是位于表面上的金属原子,而是金属原子与基质相互作用形成的金属烷基物种。

22.双金属系中作为合金催化剂主要有哪几类?第一类为第VIII族和IB族元素所组成的双金属系,如Ni-Cu、Pd-Au等;第二类为两种第IB族元素所组成的,如Au-Ag、Cu-Au等;第三类为两种第VIII族元素所组成的,如Pt-Ir、Pt-Fe等。

23.半导体主要分为哪几类?本征半导体、n型半导体和p型半导体。

24.氧化物表面M=O键的成键方式有哪几种?⑴金属Co的eg轨道(即dx2-y2与dz2)与O2的孤对电子形成σ键;⑵金属Co的eg轨道与O2的π分子轨道形成σ键;⑶金属Co的t2g轨道(dxy,dxz,dyz)与O2的π*分子轨道形成π键。

25.请说明正常的尖晶石结构?正常的尖晶石结构,A原子占据正四面体位,B原子占据正八面体位。

26.什么是络合催化剂?络合催化的重要特征是什么?络合催化剂,是指催化剂在反应过程中对反应物起络合作用,并且使之在配位空间进行催化的过程。

重要特征:是在反应过程中催化剂活性中心与反应体系,始终保持着化学结合(配位络合)。

能够通过在配位空间内的空间效应和电子因素以及其他因素对其过程、速率和产物分布等,起选择性调变作用。

27.CO是如何配位活化的?通过σ-π键配位活化。

经σ-π键合相互作用后, 总的结果可以看成为配位体的孤对电子,σ,π电子(基态)通过金属向配位体自身空π*轨道跃迁(激发态),分子得到活化。

28.什么是三效催化剂?三效催化剂普遍采用Pt、Rh、Pd贵金属做活性组分,各组分间有相互协同作用,总体起催化促进作用。

在操作条件下可同时将尾气中的CO、HC、NOx净化处理,达到环保要求的限制标准,其构成主要由载体涂层和活性组分所组成,置于汽车尾气催化转化器中。

29.什么是燃料电池?燃料电池是一种能源转化系统,是将燃料的化学能连续不断的直接转化成电能的电化学装置,又称为电化学发电器。

30.酶催化有什么特点?⑴酶催化效率极高,是非酶催化的106 ~1019倍。

⑵生物酶催化具有高度的专一性:绝对专一性和相对专一性。

一种酶只能催化一种底物进行一种反应,称为绝对专一性;一种酶能够催化一类结构相似的底物进行某种相同类型的反应,称为相对专一性。

⑶酶催化的条件较温和,可在常温常压和酸碱度(pH值为5~8,一般在7左右)下进行,可以减少不必要的副反应,如分解、异构、消旋、重排等。

31.沉淀法制备催化剂的基本原理和一般步骤是什么?沉淀法的基本原理是在含金属盐类的水溶液中,加进沉淀剂,以便生成水合氧化物、碳酸盐的结晶或凝胶。

将生成的沉淀物分离、洗涤、干燥、焙烧、成型后,即得催化剂。

32.如何选择沉淀剂?⑴尽可能使用易分解并含易挥发成分的沉淀剂。

常用的有NH3、NH3?H2O、CO2、CO(NH2)2、(NH4)2CO3 ⑵形成的沉淀物必须便于过滤和洗涤。

盐类沉淀剂原则上可以形成晶形沉淀,而碱类沉淀剂都会生成非晶形沉淀;⑶沉淀剂的溶解度要大一些;⑷形成的沉淀的溶解度要小,沉淀较完全;⑸沉淀剂不应造成环境污染。

33.晶形沉淀的形成条件是什么?⑴开始沉淀时,沉淀剂在不断搅拌下均匀而缓慢的加入,以免发生局部过浓同时也能维持一定的过饱和度。

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