Pt-Al2O3催化剂用于丙烯选择性还原NO
烷基苯
烷基苯洗涤剂用表面活性剂原料之一。
其中的烷基平均碳数为C12，由烷基化剂（如卤代烷、烯烃等）和苯缩合而成。
烷基苯最早由煤油馏分和苯化合而成，称为煤油苯。
1950年开始出现四聚丙烯苯(TPB),其中的烷基来自四聚丙烯，由四个丙烯聚合而成，由于带有支链，不易被微生物分解（降解），被称为硬性烷基苯，制成的洗涤剂为硬性洗涤剂。
由于使用后排入水域，污染环境，现已较少使用。
基本信息分子式: C18H30分子量: 246.43中文名称: 十二烷基苯；烷基苯性质无色透明液体，有芳香味。
由于苯环上的十二烷基是长链烷基，所以有正构体和不同的异构体，可以得到直链十二烷基苯和各种支链十二烷基苯。
正十二烷基苯熔点3℃，沸点331℃。
密度0.8551g/cm3。
折射率1.4824。
可发生磺化反应、酰化反应和热裂解反应。
工业上主要采用苯与长链烯烃在酸性催化剂存在下缩合生成十二烷基苯，所用烯烃包括α-烯烃、正构内烯烃和异构烯烃。
工业化的方法有烷烃脱氢法，以正构烷烃为原料，在Pt-Al2O3催化剂上脱氢得到烯烃，再与苯烷基化制得正十二烷基等成品。
丙烯四聚法以丙烯-丙烷馏分为原料，在磷酸-硅藻土催化剂作用下，生成丙烯四聚体，再与苯在三氯化铝催化剂作用下生成带支链烷基苯，经精馏后得成品。
此外尚可由石蜡裂解法，氯代烷与苯缩合法生产烷基苯。
市售的十二烷基苯多为混合物，其烷基链的范围大多在C11至C13。
主要用作表面活性剂的原料，用于生产洗涤剂、乳化剂、分散剂、工业清洗剂等。
制备方法应用烷基苯最早由煤油馏分和苯化合而成，称为煤油苯。
1950年开始出现四聚丙烯苯(TPB),其中的烷基来自四聚丙烯，由四个丙烯聚合而成，由于带有支链，不易被微生物分解（降解），被称为硬性烷基苯，制成的洗涤剂为硬性洗涤剂。
由于使用后排入水域，污染环境，现已较少使用。
1965年前后，开始生产直链烷基苯(LAB),由于易被降解，称为软性烷基苯，制得的洗涤剂为软性洗涤剂。
Pt系催化剂在丙烷脱氢反应中的研究进展_刘杰
收稿日期：２０１４－０７－２２第一作者：刘杰，女，博士研究生，从事丙烷脱氢催化剂的研究；Ｔｅｌ：０１０－８２３６８９１１通讯联系人：达志坚，男，教授级高级工程师；从事催化新材料与反应工程的集成研究；Ｔｅｌ：０１０－８２３６８３９０；Ｅ－ｍａｉｌ：ｄａｚｈｉｊｉａｎ．ｒｉｐｐ＠ｓｉｎｏｐｅｃ．ｃｏｍ文章编号：１００１－８７１９（２０１５）０５－１２１８－１４Ｐｔ系催化剂在丙烷脱氢反应中的研究进展刘 杰，刘昌呈，马爱增，荣峻峰，达志坚（中国石化石油化工科学研究院，北京１０００８３）摘要：丙烯是重要的有机化工原料和石油化工中间体。
近年来，受丙烯下游产业的拉动，国内外对丙烯的需求持续增长。
丙烷直接脱氢技术是只以丙烷为原料生产丙烯的工艺，具有收率高、技术成熟、投资成本低的特点，受到广泛重视。
综述了针对丙烷直接脱氢技术的Ｐｔ系催化剂的作用机理、制备方法、动力学及失活行为，初步讨论了新型纳米碳材料催化剂在该技术中的应用研究，总结了目前催化剂研究中存在的一些问题，并提出了相应的改进方法。
关 键 词：丙烷脱氢；Ｐｔ系催化剂；纳米碳材料；有序介孔碳；纳米金刚石中图分类号：ＴＱ０６ 文献标识码：Ａ ｄｏｉ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１００１－８７１９．２０１５．０５．０２９Ｎｅｗ Ｐｒｏｇｒｅｓｓ ｉｎ Ｐｔ－ｂａｓｅｄ Ｃａｔａｌｙｓｔｓ ｆｏｒ Ｐｒｏｐａｎｅ ＤｅｈｙｄｒｏｇｅｎａｔｉｏｎＬＩＵ Ｊｉｅ，ＬＩＵ Ｃｈａｎｇｃｈｅｎｇ，ＭＡ Ａｉｚｅｎｇ，ＲＯＮＧ Ｊｕｎｆｅｎｇ，ＤＡ Ｚｈｉｊｉａｎ（Ｒｅｓｅａｒｃｈ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ ｏｆ Ｐｅｔｒｏｌｅｕｍ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ，ＳＩＮＯＰＥＣ，Ｂｅｉｊｉｎｇ１０００８３，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｐｒｏｐｙｌｅｎｅ ｉｓ ｏｎｅ ｏｆ ｔｈｅ ｍｏｓｔ ｉｍｐｏｒｔａｎｔ ｃｈｅｍｉｃａｌｓ ｕｓｅｄ ａｓ ｆｅｅｄｓｔｏｃｋ ｆｏｒ ａ ｖａｒｉｅｔｙ ｏｆｐｏｌｙｍｅｒｓ ａｎｄ ｉｎｔｅｒｍｅｄｉａｔｅｓ ｉｎ ｏｒｇａｎｉｃ ｃｈｅｍｉｃａｌ ａｎｄ ｐｅｔｒｏｃｈｅｍｉｃａｌ ｉｎｄｕｓｔｒｙ．Ｌａｔｅｌｙ，ｐｏｗｅｒｅｄ ｂｙ ｔｈｅｄｏｗｎｓｔｒｅａｍ ｐａｒｔ ｏｆ ｔｈｅ ｐｒｏｐｙｌｅｎｅ ｂｕｓｉｎｅｓｓ，ｔｈｅ ｄｅｍａｎｄ ｏｆ ｐｒｏｐｙｌｅｎｅ ｋｅｅｐｓ ｉｎｃｒｅａｓｉｎｇ ａｔ ｈｏｍｅ ａｎｄａｂｒｏａｄ．Ｔｈｅｒｅ ｉｓ ａ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｏｆ ｐｒｏｐａｎｅ ｄｅｈｙｄｒｏｇｅｎａｔｉｏｎ ｗｉｔｈ ｐｒｏｐａｎｅ ａｓ ｔｈｅ ｏｎｌｙ ｒａｗ ｍａｔｅｒｉａｌ ｔｏｐｒｏｄｕｃｅ ｔｈｅ ｓｉｎｇｌｅ ｐｒｏｄｕｃｔ ｏｆ ｐｒｏｐｙｌｅｎｅ，ｂｙ ｗｈｉｃｈ ｏｆ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｃａｌ ｍａｔｕｒｉｔｙ ｔｈｅ ｈｉｇｈ ｙｉｅｌｄ ｗａｓｏｂｔａｉｎｅｄ，ｗｈｉｌｅ ｔｈｅ ｉｎｖｅｓｔｍｅｎｔ ｃｏｓｔｓ ｗａｓ ｌｏｗ．Ｔｈｅ ｍｅｃｈａｎｉｓｍｓ，ｐｒｅｐａｒａｔｉｏｎ ｍｅｔｈｏｄｓ，ｄｙｎａｍｉｃｓａｎｄ ｄｅａｃｔｉｖａｔｉｏｎ ａｂｏｕｔ ｔｈｅ Ｐｔ ｃａｔａｌｙｓｔｓ ｗｅｒｅ ｒｅｖｉｅｗｅｄ，ａｎｄ ｔｈｅ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｏｆ ｎａｎｏ－ｃａｒｂｏｎｓ ｉｎ ｔｈｅｐｒｏｐａｎｅ ｄｅｈｙｄｒｏｇｅｎａｔｉｏｎ ｗａｓ ｄｉｓｃｕｓｓｅｄ．Ａｔ ｌａｓｔ，ｓｏｍｅ ｋｅｙ ｐｒｏｂｌｅｍｓ ｔｏ ｂｅ ｓｏｌｖｅｄ ｗｅｒｅ ｓｕｍｍａｒｉｚｅｄａｎｄ ｃｏｒｒｅｓｐｏｎｄｉｎｇ ｓｕｇｇｅｓｔｉｏｎｓ ｆｏｒ ｉｍｐｒｏｖｅｍｅｎｔ ｗｅｒｅ ｐｒｏｐｏｓｅｄ．Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｐｒｏｐａｎｅ ｄｅｈｙｄｒｏｇｅｎａｔｉｏｎ；Ｐｔ ｃａｔａｌｙｓｔｓ；ｎａｎｏｃａｒｂｏｎｓ；ｏｒｄｅｒｅｄ ｍｅｓｏｐｏｒｏｕｓ ｃａｒｂｏｎｓ；ｎａｎｏｄｉａｍｏｎｄ 丙烯主要用以生产聚丙烯、环氧丙烷、丙烯腈、丙烯酸等，是仅次于乙烯的重要的有机化工原料和石油化工中间体。
2025年华师大版选修4化学下册月考试卷含答案
第1页，总20页 2025年华师大版选修4化学下册月考试卷含答案 考试试卷 考试范围：全部知识点；考试时间：120分钟
学校：______ 姓名：______ 班级：______ 考号：______ 总分栏 题号 一 二 三 四 五 六 总分 得分
评卷人 得 分 一、选择题(共6题，共12分)
1、N2O和CO是环境污染性气体，可在Pt2O+表面转化为无害气体，其反应为:N2O(g)+CO(g)CO2(g)+N2(g) ΔH；
有关化学反应的物质变化过程如图1，能量变化过程如图2。下列说法正确的是。
A. 由图1可知:ΔH1=ΔH+ΔH2 B. 由图2 可知:ΔH=-226 kJ/mol C. 由图2可知:反应①的反应速率比反应②快 D. 为了实现转化需不断向反应器中补充Pt2O+和Pt2O2+
2、下列关于强、弱电解质的叙述中正确的是( ) A. 强电解质都是离子化合物，弱电解质都是共价化合物 B. 强电解质都是可溶性化合物，弱电解质都是难溶性化合物 C. 强电解质熔化时都完全电离，弱电解质在水溶液中部分电离 D. 强电解质不一定能导电，弱电解质溶液的导电能力不一定比强电解质弱
3、已知HF是一种弱酸，则等体积等浓度的KOH溶液和HF溶液混合后，混合液中有关离子的浓度应满足的关
系是 A. c(K+)> c(OH-) > c(F-)> c(H+) B. c(K+)> c(F-)> c(H+) > c(OH-) C. c(K+)> c(F-)> c(OH-) > c(H+) D. c(K+)> c(H+) = c(OH-) > c(F-)
4、25 ℃时，下列说法正确的是（ ） A. 0.1 mol·L－1 （NH4）2SO4溶液中c（）） B. 0.02 mol·L－1氨水和0.01 mol·L－1氨水中的c（OH－）之比是2∶1 第2页，总20页
C. 向醋酸钠溶液中加入醋酸使溶液的pH＝7，此时混合液中c（Na＋）>c（CH3COO－） D. 向0.1 mol·L－1 NaNO3溶液中滴加盐酸使溶液的pH＝5，此时混合液中c（Na＋）＝c（）（不考虑酸的挥发
纳米过渡金属催化的有机合成反应
第1章纳米过渡金属催化有机反应的进展纳米金属粒子一般是指1~50nm尺寸的粒子，在这个尺度内，其形状以及大小对该金属的性能有显著的影响。
其颗粒越小，分布于表面的原子越多。
有报道表明，当纳米粒子的直径为10nm时，有大约10%的原子在粒子表面，而当纳米粒子的直径小于1nm时，则100%的原子都在粒子的表面，这使其成为一种高活性的金属形态。
[1]因而，过渡金属纳米粒子用于催化有机反应近年来在国际上引起了极大的兴趣。
[2-6]近年来，各种形状或尺寸的纳米材料相继被制备出来，它们所具有的特殊性质，为催化剂的发展提供了新的思路。
纳米催化剂可通过化学、物理等方法进行制备。
无论采用何种方法，制备的纳米粒子都必须达到如下要求: 1)粒子形状、粒径及粒度分布可控；2)粒子不易团聚；3)易于收集；4)产率高。
纳米粒子由于其大小位于纳米级尺度，因此表现出了宏观物质不具备或在宏观物质中可被忽略的一些物理效应，例如：表面效应、量子尺寸效应、体积效应以及宏观量子隧道效应等。
纳米催化剂的表面原子的排列方式以及纳米粒子的晶态结构和形状对其催化作用有显著影响。
由于表面效应使得纳米催化材料的比表面积大、表面能高、晶内扩散通道短、表面催化活性位多，同时由于反应条件温和、催化性能优异而且易于与反应产物分离，具有高活性和高选择性，因此相对于常规催化剂而言，纳米催化剂在催化领域有着更为广阔的应用前景[7]。
加之反应结束后纳米粒子可以回收而且依然保持催化活性，所以可以重复使用，且其制作过程不污染环境，是一种环境友好的催化剂，从而具有常规催化剂所无法比拟的优点。
国际上已把纳米催化剂称为第四代催化剂[7]。
1.1纳米过渡金属催化剂的一般制备和稳定方法1.1.1 纳米过渡金属催化剂的一般制备方法过渡金属纳米粒子一般可由如下方法制备[8,9]：溶胶-凝胶法、浸渍法、微乳液法、离子交换法、水解法、等离子体法、微波合成法；金属盐的化学还原；零价金属配合物的热、光以及超声化学分解；有机金属化合物配体还原；气相沉积；以及高价金属的电化学还原等。
名词解释(1)
可逆性:物理吸附是可逆的，通常很快建立平衡。化学吸附既能是可逆的，也可能是不可逆的。吸附质脱附后发生了化学变化，是化学吸附的证据。
例如,将少量Pt/SiO2催化剂混入WO3粉末中,再通入氢气,则黄色的WO3瞬间被还原为兰色HxWO3.在WO3中通入氢则不会发生这种现象.这种现象是因为Pt上解离吸附的H原子在硅胶及WO3表面移动,在WO3表面适当的活性中心上再结合，从而把WO3还原.
又如，在氢气中使Ni与硅胶粉末物理接触后,隔离掉Ni然后在硅胶上加入乙烯,就能得到乙烷,显示了在Ni上解离的氢移动到了SiO2上的效应.
ZSM-5沸石孔道尺寸(6 Å) 制止了C10 以上芳烃烃类的增长, 因此产物分布得到了控制。这种孔道体系也减少了结炭前期物多核芳烃的生成。这是因为其结构不易与沸石的通道体系相匹配。
9.举例说明金属催化剂的溢出效应。
吸附物种从一种活性中心溢出扩散到其他中心的性质称作溢出效应或溢流效应.可以发生溢流的反应基质有H2, CO, O2等.
-Fe-Al2O3-K2O-CaO
加氢
苯加氢制环己烷
苯酚加氢制环己醇
Ni-Al2O3
Raney镍(Ni-Al alloy)
油脂加氢
长链烯烃加氢制长链烷烃
Raney镍, Ni-Cu-硅藻土
加氢
己二腈加氢制己二胺
Raney Ni-Cr
蒸汽转化制氢
CmHn + mH2O →mCO + (m+n/2)H2
汽车尾气中NO_x选择催化还原技术的研究
氢 化 合 物 （ ＨＣ） 作 为 还 原 剂 ， 选 择 性 还 原ＮＯ的 反 应 。 常 用 的 催 化剂可分为四类： 金属氧化物、 贵金属、分子筛、双功能催化 剂。
Ａｇ－ Ａ１２Ｏ３ 的 最 佳 负 载 量 为 ２％ ， 由其沉淀法制备的Ｃｕ－ Ａ１２Ｏ３催化 剂 ， 当 最 佳 负 载 量 在 ０．４％ 左 右 时能获得最大活性。物理混合两 种催化剂能产生协同效应， 例如
的关系， 该类催化剂的缺点是催 高的催化活性， 是铂族金属中性 毒的能力很强， 但仍然存在着活
化活性相对较低。Ｈｏｏｓｔ等［５］报道 能最好的。Ｐｔ催化剂对碳氢化合 性 温 度 范 围 太 窄 以 及 有 明 显Ｎ２Ｏ
ＣＣＯＯＭＭＭＭＵＵＮＮＩＣＩＣＡＡＴＴＩＯＩＯＮＮＳＳＳＳＴＴＡＡＮＮＤＤＡＡＲＲＤＤＩＺＩＺＡＡＴＴＩＯＩＯＮＮ． ．ＮＮｏｏ．１．６４１， ２００７（ ＩＳＳＵＥ Ｎｏ．１６７６４１）
钙钛矿型复合氧化物及铜铁框结 性 之 和 要 高 。Ｍａｕｎｕｌａ还 报 道 用 Ｃｅ、 Ｂａ、 Ｃｓ 等 均 能 使 其 活 性 温
构（ ＡＢＯ２） 型复合氧化物。常用作 载 体 的 氮 金 属 氧 化 物 有 Ａｌ２Ｏ３、 Ａ１２Ｏ３ － ＳｉＯ２、 ＴｉＯ２、 ＺｒＯ２。 作 为
溶胶－ 凝胶γ－ Ａ１２Ｏ３制备的催化剂 有更好的催化活性， 比Ｃｕ－ ＺＳＭ有 更强 的 抗 水 蒸 气 能 力 。Ｋｅｎｉｃｈｉ［７］
４ＮＯ＋４ＮＨ３＋Ｏ２→４Ｎ２＋６Ｈ２Ｏ （ １） 这 一 化 学 反 应 可 在 ３００℃～
４００℃较低温度下进行。将ＮＨ３作
为还原剂的优势是在富氧条件 下， ＮＨ３与ＮＯ反应具有较高的选 择 性 ， 且 发 现Ｏ２能 促 进ＮＯ－ ＮＨ３ 反应。该方法还可用于柴油机的 ＮＯｘ排放控制， 引入尿素等 作 为 催化剂， 其反应式为［２］：
丙烷脱氢催化剂的制备与表征
丙烷脱氢催化剂的制备与表征目前，丙烷脱氢制丙烯催化剂主要分为丙烷直接催化脱氢催化剂和丙烷氧化脱氢催化剂两大类，直接催化脱氢催化剂主要有Cr系催化剂和Pt系催化剂。
Pt系催化剂的制备方法浸渍法浸渍法是将贵金属负载到载体上的最常用的方法，以Pt系催化剂为例：制备单Pt催化剂时，先将Pt的前驱物如(NH4)2PtCl6，H2PtCl6或Pt(acac)2等用去离子水或有机溶剂制备成溶液，采用初湿浸渍法浸渍到载体上，然后再在适当的温度下进行烘干、焙烧和还原；制备Pt-Sn催化剂，可以采用顺序浸渍法，也可采用共浸渍法。
顺序浸渍法是分别将Pt、Sn的前驱物制备成溶液，先浸渍一种，烘干后再浸渍另一种。
共浸渍法则是将两种前驱物先制备成一种溶液再进行浸渍。
浸渍法虽然简单，但不能控制金属颗粒的大小，负载双金属或多金属时不能控制金属颗粒的组成。
金属颗粒的大小和组成，与金属前驱体的组成、载体性质以及浸渍方法等都有关。
此外采用有机溶剂溶解金属前驱物，在工业生产中还要考虑溶剂的回收问题。
离子交换法该方法的原理是利用贵金属前驱物与载体表面的羟基相互作用，例如采用离子交换法制备Pt/SiO2催化剂，SiO2表面存在硅羟基，Pt的四铵络合物[Pt(NH3)4(OH)2]与硅羟基中的质子可以发生离子交换反应得到[Pt(NH3)4]2+，离子交换反应后先将催化剂烘干，然后在500℃下氧化，再用H2还原，制得Pt/SiO2催化剂，其中Pt颗粒的粒径集中分布在1~3 nm。
采用离子交换法，也可以将Pt负载到Al2O3载体上，可以选用氯铂酸、氯铂酸铵等化合物作为Pt的前驱物。
溶胶凝胶法溶胶凝胶法是制备催化剂的常用方法，一般用于制备金属氧化物催化剂和负载型非贵金属催化剂。
该方法制备贵金属催化剂可在一定程度防止贵金属颗粒的烧结。
采用溶胶凝胶法制备负载型贵金属催化剂，有以下2种方法：一种是将预先制备好的金属颗粒，直接加入到载体的溶胶凝胶中；另一种方法是将金属盐与制备载体的材料一起成胶或直接加入到制备载体的溶胶凝胶中，溶胶凝胶再进行成型、干燥、焙烧、还原等步骤，制得催化剂。
《工业催化》第2章催化剂与催化作用
13
催化剂只能催化热力学上可行的化学反应
化学反应在给定的条件下能否进行的热力学判 据是反应的Gibbs自由焓变数值的正负关系，即仅有 当 r G 0时，反应在该条件下才是热力学上可行的 [例] 石墨和金刚石都是由碳元素组成，但化学结构 不同，是两种性质相差很大的化学物质。一般条件 下石墨很难转化为金刚石 （什么条件下石墨可以转化为 金刚石？），所以不要期望通过寻找高效催化剂在一 般条件下实现石墨向金刚石的转变 更不要指望，通过使用催化剂来实现“水变油” 或“点石成金”等不切实际的想法
14
催化剂只能改变化学反应速率，而不能改变
化学平衡的位置
对于可逆反应，
k正 Kf k逆
根据微观可逆原理，假如一个催化反应是可逆 的，一种加速正反应速率的催化剂，则也应以相同 的比例加速逆反应速率，以保持Kf不变
对选择催化剂很有用。例如，由合成气合成甲醇，或 由氢、氮合气合成氨，直接研究正方向反应需要高压设 备，不方便也不经济，故早期研究中利用常压下甲醇分 解反应、氨分解反应，初步筛选相应的合成用催化剂。
常见的助催化剂
作用功能 减缓活性组分结焦，降低酸度 促进活性组分的酸度 间隔活性组分，减少烧结 促进活性组分对CO的氧化 促进载体的酸度和热稳定性 降低氢解和活性组分烧结，减少积炭 促进C-S和C-N氢解 促进MoO3的分散 促进脱焦 阻止Cu的烧结，提高活性
25
助催化剂 K2 O HCl MgO
SiO2、ZrO2、P 促进载体的热稳定性
11
催化作用改变反应历程意味着：
I. 催化剂参与反应物之间的化学反应； II.通过反应历程的改变使化学反应所需克服的 能垒(活化能)数值大为降低
丙烷催化制备丙烯的研究进展
2018 年 Tanaka 等 人 [34] 采 用 浸 渍 法 制 备 了
YC3H8/%
XC3H8/%80Fra bibliotek6040
20
0
0
5
50 (b) 40 30 20
Pt/MgAl2O4 Pt-Cu/MgAl2O4 Pt-Ag/MgAl2O4 Pt-Au/MgAl2O4
10
15
20
Time/h
80 60 40 20 0 25
中图分类号：TQ 211.21+2
文献标识码：A
文章编号：1671-9905(2019)07-0028-05
丙烯是极其重要的石油化工原料，对聚丙烯和 其他丙烯衍生物需求的增加，使得对丙烯的需求也 逐渐增大 [1-4]，但石油资源的紧张导致丙烯的生产 难以满足人们的需求，为此，迫切需要寻找新的技 术，以更少的能耗生产丙烯 。 [5-8] 丙烷直接氧化脱 氢（DDH）是最直接的生产丙烯的方法，但对温度 和压力有很高的要求，在高温下会有焦炭形成和烧 结 [9-11]。丙烷的催化氧化脱氢（ODH）是一个有潜力 的替代过程，可以缩小丙烯的需求和生产之间的差 距。ODH 反应的优点是：是放热反应；热力学不受 限制；可在更低的温度下运行；可最大限度地减少焦 炭沉积，确保催化剂的长期稳定性；运行成本低且环 境影响极小 [12-18]。丙烷氧化脱氢（ODHP）的整个反 应是放热的，且在热力学上不受限制，同时，添加分 子氧可以最大限度地减少焦炭的沉积，增强催化剂 的耐久性。最重要的是，据估计，转移到 ODHP 的 潜在节能量约占总能源消耗的 45％，但是，目标产 物丙烯的 ODHP 比反应物丙烷更活跃，因此容易发 生进一步氧化，生成二氧化碳和氧气等，导致丙烯的 选择性低 。 [19-24]
(新高考)2020-2021学年下学期高三4月月考卷 化学(B卷)解析版
（新高考）2020-2021学年下学期高三4月月考卷化 学（B ）注意事项：1．答题前，先将自己的姓名、准考证号填写在试题卷和答题卡上，并将准考证号条形码粘贴在答题卡上的指定位置。
2．选择题的作答：每小题选出答案后，用2B 铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑，写在试题卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。
3．非选择题的作答：用签字笔直接答在答题卡上对应的答题区域内。
写在试题卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。
4．考试结束后，请将本试题卷和答题卡一并上交。
相对原子质量：H 1 C 12 N 14 O 16 Cl 35.5 Fe 56 Mn 55 Ba 137一、选择题（每小题2分，共20分，每小题只有一个选项符合题意）1．《大工开物——作咸篇》有如下记载：“潮波浅被地，不用灰压。
候潮一过，明日天晴，半日晒出盐箱，疾趋扫起煎炼。
”下列说法正确的是 A ．“煎炼”所得物质俗称“火碱” B ．“作咸”过程涉及“蒸馏”操作C ．“作咸”在实验室完成会用到蒸发皿、酒精灯D ．该记载过程中涉及氧化还原反应和复分解反应 2．图中实验装置能达到实验目的的是A ．图①除去Fe(OH)3胶体中的Na +、Cl −B ．图②滴加浓溴水，振荡过滤，除去苯酚C ．图③用石墨作电极电解饱和食盐水生产NaClOD ．图④测量生成氢气的体积3．《天工开物》记载：“凡火药以硝石、硫磺为主，草木灰为辅·····而后火药成声”，涉及的主要反应为：S+2KNO 3+3C=====点燃K 2S+N 2↑+3CO 2↑。
下列说法正确的是 A ．第一电离能：N>O>C B ．单质硫属于共价晶体 C ．电负性：N>O>SD ．KNO 3中的共价键只含有σ键4．下图是工业上以()()32RhH CO PPh 做催化剂获取直链醛和醇的催化循环示意图。
下列叙述错误的是A ．该催化循环中Rh 的成键数目发生变化B ．该反应方程式为：2催化2剂22RCH=CH +CO+H RCH CH CHO −−−−−→C ．工业上可以通过此法用丙烯制取丙醛或1－丙醇D ．D 的结构简式为5．下列离子方程式书写正确的是A ．用醋酸清洗水垢CaCO 3+2H +=Ca 2++H 2O+CO 2↑B ．惰性电极电解氯化镁溶液：2Cl −+2H 2O=====电解2OH −+H 2↑+Cl 2↑C ．同浓度同体积的NH 4HSO 4溶液与NaOH 溶液混合：NH +4+OH −=NH 3·H 2O D ．将过量SO 2气体通入NaClO 溶液中：SO 2+H 2O+ClO −=SO 2−4+Cl −+2H +6．已知：MnO 2+2NaBr+2H 2SO 4====△MnSO 4+Na 2SO 4+Br 2↑+2H 2O ，实验室利用如下图所示的装置制备溴苯。
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Pt/ 2O3催化剂用于丙烯选择性还原NO李俊华9郝吉明9傅立新9朱天乐9程玲琳9崔翔宇9刘志明(清华大学环境科学与工程系9北京1OOO84)
摘要分别采用浸渍法(IM)和溶胶-凝胶法(SG)制备了一系列不同铂负载量的催化剂9在固定床反应器上用C3H6作还原剂9测试了选择性还原NO:的活性9结果发现9在IM法和SG法制备的催化剂中9活性组分铂最佳负载质量分数分别为O.5%和2%.针对两种催化剂9分别考察了氧浓度~丙烯浓度及反应气流量对选择性催化还原NO:性能的影响9催化活性随丙烯浓度的增大而上升.2%Pt/Al2O3(SG)催化剂的抗SO
2
性能好于O.5%Pt/Al2O3(IM)催化剂9H2O的存在可明显拓宽活性温度范围9并向高温区间移动9在2OO~
4OO 范围内可有效净化NO:.关键词Pt/Al2O3催化剂 浸渍 溶胶-凝胶 NO: NO选择性还原中图分类号O643.3文献标识码A文章编号O251-O79O(2OO4)O1-O131-O5
收稿日期:2OO2-1O-15.
基金项目:国家N八六三 计划项目(批准号:2OO1AA643O3O)资助.
联系人简介:李俊华(197O年出生)9男9博士9副教授9从事环境催化与大气污染控制研究.E-mail:lijunhua@tsinghua.org.cn
稀薄燃烧汽油发动机的使用是提高燃油经济性和减少CO2等温室气体的一种重要手段.在氧气过量的条件下9三效催化剂(TWC)不能有效地还原NO:9难以满足愈来愈严格的尾气排放要求.
IWamoto[1]和Held等[2]分别报道了Cu-ZSM-5分子筛催化剂后9在富氧条件下碳氢化合物可选择性地还原NO9已成为国内外研究的一个热点[3~5].贵金属催化剂由于其低温下独特的活性及抗H2O和SO2
等优点一直吸引着许多专家学者的研究兴趣[6~1O]9但有关催化剂不同制备方法及工艺的报道较
少.我们曾研究了以7-Al2O3为载体负载Pt9Pd和Rh等贵金属催化剂对NO选择性催化还原的活性[11]9本文分别采用IM法和SG法制备Pt-Al2O3催化剂9考察Pt负载量~SO2~H2O及反应条件对选择性催化还原性能的影响9发现不同方法制备的催化剂都存在一个最佳的铂负载量9反应温度高于25O 时9水蒸气对选择性催化还原NO:具有显著的促进作用.
1实验部分
1.1催化剂的制备(1)溶胶-凝胶法(SG).在旋转蒸发仪中9将一定量的异丙醇铝加入到85 水中9水解1h后9加入少量硝酸9形成溶胶后9按照一定的化学计量比9直接加入氯铂酸乙醇溶液9经减压蒸发9室温下老化后9于11O 干燥12h9在H2气氛下9于5OO 还原8h9得到Pt-Al2O3催化剂.用:%Pt-Al2O
3
(SG)表示催化剂9其中:%为金属Pt的质量分数(下同)9即Pt负载量.
(2)浸渍法(IM).称取SG法制备的Al2O3载体9按照所需的化学计量比9浸入氯铂酸乙醇溶液中9经减压蒸发~干燥~还原9得到:%Pt-Al2O3(IM)催化剂.
1.2催化剂表征及其活性评价用GUANTASORB(GuantachromeCorporation)比表面分析仪测定催化剂比表面积9Pt分散度和晶粒粒径采用氢化学吸附法测定.选用D/MAX-RB型X射线衍射仪9在4OkV和12OmA条件下9
用CuKo射线分析催化剂的晶相.
催化反应器采用连续流动固定床反应器(c=8mm)9待评价的催化剂经研磨和过筛(粒径为
O.154~O.3mm)9装入反应器中9每次装载量为O.5g.反应气体的流量为3OOmL/min9催化剂质量
Vol.25高等学校化学学报No.12OO4年1月CHEMICALJOURNALOFCHINESEUNIVERSITIES131 ~135与气体流量比N0/N0
2
分析仪
剂活性用N0I.
转化率]>100%
2结果与讨论
2.1催化剂表征表1列出了分别用IM法和SG法制备的0.5%Pt-Al203积~孔结构参数及活性组分的物理参数.两种方法制备的催化剂比表面和孔容差别不大,比表面积大约为190m2/g,孔容为0.2cm3/g左右,这是因为IM法制备的催化剂载体也是采用SG法制得的,研究中曾选用商用的Al203载体,其物理结构参数差别较大.
Table1PhysicalcharacteristicsofPt-Al2O3catalysts
CatalystSpecificarea//Averagepore
diameter/nmMetaldispersion<%DAveragemetalparticlesize/nm
0.5%Pt-
Al
203 2%Pt-Al203 主要分布在催化剂的表面.0.5%Pt-Al203 2.2 含量对催化剂活性的影响 为了考察不同制备工艺下Pt的负载量对催化剂活性的影响,实验分别用SG法和IM法制备了一 0.35%,0.5%和1%和SG法制备的Pt负载量分别为0.5%,1%,2%和3%的催化剂活性测试结果. 反应生成N2和CO2;但Pt含量增大到一定程度 催化剂对C3~6的氧化加剧 使得有限的C3~6未能 参与还原反应而直接被氧化成CO2和~2O 所以催化剂活性下降 Table2MaximumNOconVersionandthecorrespondingtemperatureandC3H6conVersionof CatalystPt Feedcomposition:0.075%NO 0.1%C3~6 8%O2 ~easbalance;z/f=0.1g-s/cm 由表2可见 最佳Pt负载量IM法为0.5%左右 而SG法约为2% 该结果与文献[10]所报道的 随着铂负载量的增大NOI转化率单调上升不同.我们认为 负载量低于或高于最佳负载量都会影响催 2.3 图2(AD给出了在0.5%Pt-Al2O3(IMD和2%Pt-Al2O3(SGD催化剂上 反应器入口丙烯浓度变化对 后 上升的趋势随着C3~6浓度增大逐渐趋于平缓.这可能是因为在一定范围内增加碳氢化合物浓度 I 转化率的增加趋于缓慢 不过 此时出口气体中~C的浓度也迅速增加
的催化剂活性组分Pt均匀地分布在Al203载体中,呈现体相分布,而IM法制备的催化剂贵金属
Pt
分Pt的平均粒径均小于10nm,进一步表明制备的催化剂活性组分分布均匀
.
Pt
系列不同Pt负载量的催化剂.图1中
从图1
到0.35%和0.5%时,催化剂最大活性与0.2%Pt的持平,只是活性温度区间略有拓宽.表2示出了
IM法和SG法制备的不同铂负载量的N0I最大转化率及其对应温度的关系.最高活性温度由0.1%Pt
时的250 下降到0.5%Pt时的210 ,当Pt含量增加到1%时,N0I最高转化率呈下降趋势
.
应用;而SG法制备的催化剂 由于在制备的过程中组分充分混合 使部分活性组分处于体相分布 不
能充分发挥贵金属效能.随着Pt负载量的增加 最佳活性温度呈单调下降的趋势 这可能是因为随着
Pt负载量的增加 催化剂的氧化活性增大 从而使NO在较低温度下即可被氧化成NO2 再与C3~
6
.
Pt-Al
2O3(IMDandPt-Al2O3
(SGD
withVariousPtloadings
-Al2O3(IMDPt-Al2O3(SGD
Ptloading
(%D0.10.20.350.51.00.51.02.03.0
MaximumNOIconversion
(%D546970706563657165
Correspondingtemperature
/C250215220210220235220210200
C3~6conversion
(%D959596989994959898
3
.
化剂的活性 这是由于Pt负载量过低时 活性组分Pt占据催化剂表面的活性位的数目太少 活性中
心少 从而影响催化剂的活性;而Pt负载量过高 则活性组分Pt会在催化剂的表面产生聚集 降低活
性组分的分散度 从而使催化剂的氧化性提高 还原活性下降.不同的制备方法对金属的分散度有很
大的影响 金属的分散度高 可以提供较多的活性表面 使催化剂获得高的活性
.
反应条件对活性的影响
针对不同制备方法中活性最好的0.5%Pt-Al2O3(IMD和2%Pt-Al2O3(SGD催化剂 测试了反应气
体流量及氧和丙烯浓度变化对催化剂活性的影响 反应的温度选取在其最佳活性温度附近的
225C.
催化剂NOI转化率的影响.可以看出 随着入口C3~6的质量分数由0.025%提高到0.3%时 NOI的
转化率由不足20%上升到80%以上 2%Pt-Al2O3(SGD催化剂的活性略比0.5%Pt-Al2O3(IMD的高
但变换趋势完全一样.起初随着C3~6的浓度提高NOI转化率迅速增大 但C3~6质量分数大于
0.1%
则有更多C3~6与NOI反应 从而导致催化剂活性提高.温度保持恒定 随着C3~6含量的增加
NO
.