工业催化试题
一、填空
1、催化剂只能改变而不改变反应得。
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得指标有___ ____、____ ___、__ __ __、____ _ __、___ ____等,在生产上常用 ___ _____,_____ ___来表示催化剂得活性。科研上常用____ ___来表示催化剂得活性。
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____ ___与____ __两类酸性中心;其强度大小主要与
____________有关、两者得转化条件就是___________ ______。
6、催化剂表面能量分布得类型有__ _ _ ___、___ __ __、____ _ __
三种形式。
7、Langmuir 吸附等温式用于____ ___,吸附量与压力得关系就是___ ____。
8、吸附热表征__ _____。催化活性与吸附热之间得关系____
___。
9、本征半导体得能带结构由___ ____、___ ____与____ ___组成,半导
体得附加能级有___ ____与___ ____两种,N 型半导体得附加能级就是
_____ __能级,它使半导体得Ef ___ ____,电导率___
____。
10、络合物催化剂由____ ___与____ ___两部分组成。
11、常用得工业催化剂制备方法有___ ____、____ ___、____ __
等。
12、造成催化剂失活得原因有___ ____、____ ___、_____ __等。
13、催化剂上得吸附有____ ___ 与_______ _____两种类型; H2 得吸
附常采用_____ __ ,烯烃得吸附常采用_____ ____。反应物在催化剂上
得吸附态决定了催化反应得_____ __。
14、按照助剂得功能,它可以分为____ ___、____ ___两类。
16、影响过渡金属得催化剂活性得因素有___ ____、_ _____两方面,组成合金可以调节过渡金属催化剂得_ ______因素。
17、分子筛催化剂得特点就是____ ___。常用得分子筛催化剂有_____ __、_____ __等。
18、均相催化得优点就是__ _____、____ ___;但其缺点就是__ _____、_____ __等。
19、选择性得定义就是____________ ____________,其计算公
式就是_______________________。
1、催化剂加速反应得作用就是通过____ _______ ,___ __ _______,_________ _____而实现得、在反应前后催化剂得___ ____不变、
2、选择性得含义就是不同反应要____ ____ ,相同得反应物用不同催化剂,其产物
____ ___。
4、化学吸附具有____ __性,及__ _层吸附得特点,因此用来测定催化剂
得________ ___、
5、化学吸附热表征_____ ___;吸附活化能随____ ____而变化;其原
因就是__ ____、火山型曲线得含义就是
_______________________________________、
10、催化剂得毒物因______ ______而异,还因______________________而
异、
13、络合物催化反应过程中得关键步骤有__ _____,_ ______,____
___、
16、催化剂按导电性分可分为___ ____,____ __,____
___、
17、分子筛催化剂具有_______性能
1、催化剂得两个基本特征就是__________、_________;其实际意义就是
__________________。
9、沉淀法制备工业催化剂选择原料应考虑___ ___、____ ___、____ ___等。
二、简答
1、载体得作用有哪些？
2、代表催化剂性能得重要指标就是什么？
催化剂得反应性能就是评价催化剂好坏得主要指标,主要包括催化剂得活性、选择性与稳定性。
2、助催化剂得作用
①结构型助催化剂得作用
②电子型助催化剂得作用
2、分别画出ZnO与NiO得能带结构图
3、吸附就是如何定义得？
吸附就是指气体在固体表面富集得现象。
5、金属化学键得理论方法有三种:能带理论、价键理论与配位场理论。
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)形成得沉淀物必须便于过滤与洗涤、晶形沉淀带入得杂质少,便于过滤与洗涤。(3)沉淀剂得溶解度要大。(4)形成得沉淀物溶解度要小。
(5)沉淀剂必须无毒,不应造成环境污染
4、沉淀过程中控制得条件有哪些？
5、沉淀法得影响因素？
(1)浓度得影响(2)温度得影响(3)pH得影响(4)加料顺序得影响
6、催化剂就是如何加速反应速率得？
催化剂可使化学反应物在不改变得情况下,经由只需较少活化能得路径来进行化学反
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得步骤？
(1) 反应物分子从气流中向催化剂表面与孔内扩散; (2) 反应物分子在催化剂内表面上吸附; (3) 吸附得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。
物理吸附就是借助分子间力,吸附力弱,吸附热小,且就是可逆得。化学吸附就是借助于化学键力,具有选择性特征, 化学吸附热大,一般就是不可逆得。
11、如何判断一个催化反应就是存在内、外扩散得控制？
如果反应物流量得改变对反应物得转化率影响较大,则存在外扩散控制;如果催化剂得粒径大小得改变对转化率得影响较大,则存在内扩散控制。
12、 A型、Y型与、ZSMA型、YZSM 型与ZSM-5型沸石得骨架结构中最大窗孔分别就是由几元环组成得,其孔径大小分别为多少？
它们得孔径大小与相应多元环得临界直径有差异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 型由于多元环上得原子并不都就是位于同一平面上,有扭曲与褶皱。
13、3A、4A与5A分子筛都就是型分子筛吗？它们得孔径大小分别为多少？其结构中得阳离子分别就是什么？
就是。3A:0、3nm 钾离子;4A:0、4nm 钠离子;5A:0、5nm 钙离子。
14、X型与型分子筛得结构一样吗？它们得区别在哪里？其硅铝比分别就是多少？
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得反应？
(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、简述分子筛得主要四种催化作用。
(1)酸催化; (2)择形催化; (3)双功能催化; (4)催化氧化
17、分子筛催化剂得特点就是什么？
①具有较高活性; ②具有较高选择性,可择形催化; ③具有较灵活得调变性; ④具有较好得稳定性。
17、分子筛择形催化有哪四种不同形式。
(1)反应物得择形催化; (2)产物得择形催化; (3)过渡状态限制得择形催化; (4)分子交通控制得择形催化
18、什么类型得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得择形催化原理
甲醇与苯反应可生成三种产物,分别为邻二甲苯、间二甲苯与对二甲苯,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,这即为分子筛得产物择形催化。
20、固体酸得性质包括哪几方面？
1)酸中心得类型
通常与催化剂作用相关多为B酸与L酸。
2)酸中心得浓度(酸中心得数目)
酸中心得浓度又称酸量。就是指单位催化剂表面或单位催化剂质量所含酸中心得数目得多少。
3)酸中心强度
酸中心强度又称酸强度。就是指给出质子( B酸)或者接受电子对( L酸)能力得强弱。
2、什么就是沸石,它得催化作用特点有哪些？
沸石由SiO2,Al2O3与碱金属组成得硅酸盐矿物,常指: Na2O+Al2O3+SiO2得复合结晶氧化物(复盐)。它得催化作用特点有:择形作用,离子交换性,表面酸碱性与静电场效应。
3、沉淀一般分哪几个阶段进行,影响因素有哪些？
晶核得生成,晶核得长大。影响因素有浓度、温度,Ph值,加料方式与搅拌强度。
4、催化剂得成型方法有哪些？
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,均匀沉淀法与导晶沉淀法。
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、催化剂失活得原因有哪些？
1)烧结2)中毒3)积炭(结焦)
8、什么就是催化剂再生,有何意义？
催化剂得再生:指催化剂经使用后活性与选择性下降到一定程度,通过适当得处理使其活性或选择性,甚至机械强度得到恢复得一种操作过程。它就是延长催化剂得使用寿命,降低生产成本得一种重要手段。失活催化剂再生得意义:(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？
通过物料得热分解,除去化学结合水与挥发性物质,使其转化成所需得化学成分与化学形态;借助固态反应、互溶与再结晶获得一定得晶型、微晶粒度、孔径与比表面积等;使微晶适当烧结,以提高催化剂得机械强度,还可以通过造孔作用使催化剂获得较大得空隙率。
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得表面酸性就是如何形成得。
加热,-H2O
影响酸形成得因素:
催化剂得组成、制备方法与预处理温度等。
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
不影响反应平衡得位置
2、催化剂吸附气体能力越强,其催化活性越高。 F
要求产物得吸附不能太牢固,使得脱附容易进行
3、金属催化剂得d%越大,催化活性越高。
F
金属得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轨道得比例,定义未d％数。该数值与金属加氢活性密切相关, 一般40～50％得金属活性比较好。美国化学家pauling提出得。
4、半导体得能带结构都相同。
F
2、催化剂得性能取决于其化学组成,与其她因素无
关、 F
催化剂得结构,包物理得与化学得都明显地受到环境影响。
3、酸催化剂得酸强度越大,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。不同得反应要求得算中心强度也会不同。例如:C-C断裂要求强度大得酸中心。裂化、异构、烷基转移等C-H断裂要求弱得酸中心如: 丁烯得双键异构反应,ZrO2就是比较好得催化剂
4、半导体得附加能级使其电子脱出功增大,电导率升高、
F
4、半导体得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,它与电子得逸出功直接相关。就是一个电子从固体内部拉到外部变成自由电子所需要得耍得能量,此能量用以克服电子得平均位能, Ef就就是这种平均位能。从Ef到导带顶得能量差就就是逸出功。
1、催化剂在反应前后其组成与数量都不变,故催化剂使用没有时间限制。 F
理论上:催化剂得寿命无限实际上: 有一定寿命。