工业催化考试题

1.分子筛催化剂的择形催化性质包括哪四个方面?

a.反应物的择形催化

b.生成物的择形催化

c.过渡状态限制的择形催化

d.分子交通控制的择形催化。

2.清洁能源包括那些方面？

经洁净技术处理的清洁能源：天然气合成石油或流体燃料，氢能

3.催化剂的主要特征是什么？

催化剂只能加速热力学上可以进行的反应。催化剂只能加速反应趋于平衡，但不能改变平衡的位置（平衡常数）；催化剂对反应具有选择性；催化剂的寿命

4.催化剂载体的作用有哪些？

载体的功能：提供有效的表面和适宜的孔结构；增强催化剂的机械强度，使催化剂具有一定的形状；改善催化剂的传导性；减少活性组分的含量；提供附加的活性中心；活性组分与载体之间的溢流现象和强相互作用

5.对于催化剂来说，活性与选择性的矛盾如何处理？

活性是指催化剂影响反应进程变化的程度。工业上常用给定温度下完成原料的转化率来表达；活性越高，原料的转化率的百分数越大。

催化剂的选择性，是指所消耗的原料中转化成目的产物的分率。

对于工业催化剂来说，注重选择性的要求有时超过对活性的要求。这是因为选择性不仅影响反应的单耗，还影响到反应产物的后处理。当两者矛盾时，根据实际情况加以评选。若反应原料昂贵或产物和副产物分离困难时，宜采用高选择性的催化系统；若原料便宜，而产物与副产物分离不困难，宜在高转化率条件下操作。

6.固体酸催化剂酸性的来源是什么？酸中心的类型；酸强度和酸量。

7.分子筛失效的种类及处理方法有哪些？

a.有些未扩散出来的大分子或异构成限度较小的异构体扩散出来，或裂解成较小的分子乃至不断裂解脱氢，最终以碳的形式沉积于孔内，导致催化剂失效，处理方法使用打孔结构的分子筛，

b.有些分子筛的窗口大小适合于择形催化，但在反应条件下遭到破坏。处理方法：修饰窗孔入口大小，择形选择性的调变。

8.研究金属催化剂常用的金属的形态有那几个？

负载型金属催化剂，金属簇状物催化剂，合金催化剂，非晶态合金催化剂，金属膜催化剂。

9.金属氧化物在进行氧化时的催化反应机理是什么？

这类作为氧化物催化剂分三类过渡金属氧化物，易从晶格中传递出氧给反应物分子，组成含有两种以上且价态可变的阳离子数，非计量化合物晶格中的阳离子能交叉互溶，形成复杂结构，金属氧化物用于氧化的活性组分为化学吸附性氧化，原态不是氧化物而是金属但其表面吸附氧形成氧化

层M(n+). O（催化剂）+R→RO++M （n-1）(还原态)，2M(n-1)(还原态)+O

2

→2M(n+)+O-2(催化剂)，在催化剂上要有两类活性中心，1.能吸附反应物分子 2.能吸附气相氧分子为晶格氧。

10.工业催化剂重生的方法有哪些，各针对哪种情况适用？

蒸汽处理针对积炭现象；空气处理针对催化剂表面吸附炭和碳氢化合物；通入氢气或不含毒物的还原性气体针对含氧化合物浓度太高；酸碱处理针对镍催化剂被毒化。

11.比表面积的大小对催化性能有何影响？

一般来讲，比表面积越大，反应面积越大，有助于有机物的预吸附，反应效率和速率也越大，但是因为比表面积的增大，往往是通过微孔的增多来实现的，微孔太多，有时候底物往

往很难接近入孔道。这样的话，相当于只利用了催化剂的外面积，从而使活性位点反而减少了，综合结果就是产物转化率降低了，另外有时候比表面积过大后，催化剂更容易中毒，造成催化活性降低，所以要采取适宜的比表面积。

14.工业催化剂与实验室催化剂有什么区别？

a.活性工业上常采用给定温度下完成原料的转化率来表述，也可任用完成给定的转化率所需的温度表述，T 减小，活性升高，

b.选择性对于工业催化剂注重选择性要求有时超过对活性要求。

c.稳定性和寿命指标

d.力度大小和外形无

e.导热性和自身的比热容，制造工业于重现性、再生性、环境友好和自然界相容性、经济性。所有的工业催化剂比使用室催化剂的要求高。

15.生物质能源有何特征？

再生性，低污染性，广泛分布性，清洁性，而且是取之不尽的。

16.沉淀法制工业催化剂中，盐类和沉淀剂选择有何要求？

解：（1）金属盐类水溶液与沉淀剂作用形成沉淀物的离子浓度积大于该条件下的溶度积时产生的沉淀（2）在充分保证催化剂性能的前提下沉淀剂应满足下述要求：a、生产中采用的沉淀剂有：碱类（、、KOH）、碳酸盐[、碳酸钠]、有机酸（乙酸、草酸）b、形成的沉淀物必须便于过滤盒洗涤c、沉淀剂的溶解度要大,一方面可以提高阴离子的浓度，使金属离子沉淀完全，另一方面溶解度大的沉淀剂，可能被沉淀物吸附的量比较少，洗涤脱除也较快d、形成的沉淀物溶解度要小，沉淀反应越完全，原料消耗越少e、沉淀剂必须无毒，不应造成环境污染（3）金属盐类的选择：a、一般选用金属盐类（大都溶于水）b、贵金属为氯化物的浓盐酸溶液c、铼选用高铼酸（H2Re2O7）17.为何工业催化剂均具有一定的外形？

解：它影响外形阻力和抗压碎强度，此外也影响催化剂堆积密度大小和工业用催化反应器的工艺性能；影响他对某一特定反应的催化活性，影响催化剂的使用寿命，更重要的是影响反应动力学和流体力学的行为

19.浸渍法、混合法、离子交换法、熔融法制工业催化剂有何优缺点？

解：a.沉淀法——借助沉淀反应，用沉淀剂（如碱类物质）将可溶性的催化剂组分转化为难溶化合物，再经分离，洗涤，干燥，焙烧，成型等工序制得成品催化剂。用于制备高含量的非贵金属,金属氧化物,金属盐催化剂或催化剂载体。

b.浸渍法——优点：可用已成型的载体（如氧化铝，氧化硅，活性炭，浮石，活性白土等）负载组份利用率高，用量少（如贵金属）。

c.混合法——缺点：单纯的机械混合，组分间的分散度不及其他方法，制备工艺复杂

d.离子交换法——优点：a该法制得的催化剂分散度好，活性高，尤其适于制备低含量、高利用率的贵金属催化剂

e.熔融法——优点：分散度好，混合均匀，催化剂活性好，机械强度高，生产能力大。缺点：通用性不大

20.有催化剂的设备开停车时应作什么样的处理？

解：开车：惰性气体置换反应空间；还原使之具有催化活性

停车：短期停车：维持反应条件、保护气；长期停车：进行钝化处理，使催化剂表面稳定；更换催化剂停车：降温、氧化、卸出

21.在化学工业中，为了环境保护，选用催化剂的要求有哪些？

解：无毒无害对环境友好，反应应尽量遵循“原子经济性”，且反应的剩余物与自然相容的要求，也就是“绿

色化的要求”

22.绿色化学对催化的设计、使用、催化过程和废弃物有什么样的要求？解：（1）采用无毒、无害的原料；（2）在无毒无害的反应条件下进行；（3）具有“原子经济性”，即反应具有高选择性，极少副产品，甚至实现零排放；（4）产品应是环境友好的（5）满足“物美价廉”的传统标准

23.溶胶-凝胶法制催化剂的优点有哪些？

解：组成高度均匀、高比表面积；孔径分布均匀、可控；金属组分高度分散、活性高

24.制备合金催化剂的目的是什么？如何调变？

解：目的：（1）用于烃的氢解、加氢和脱氢等反应（2）改善部分氧化反应的选择性（3）增强催化剂活性的稳定性

25.从化学反应的角度如何区分n、p 型半导体？

解：靠与金属原子结合的电子导电，叫n-型半导体。靠晶格中正离子空穴传递而导电，叫p-型半导体。

26.n型，p型半导体催化剂在催化时的表现差异是什么？

解：n-型半导体在空气中受热时失去氧，阳离子氧化数降低，直至变成原子态。p-型半导体在空气中受热获得氧，阳离子氧化数升高，同时造成晶格中正离子缺位。

27.为什么过渡金属往往具有很好的催化性能？

解：T.M原子由于具有未充满的价层轨道，性质与其他元素有明显差别，是很好的加氢脱氢催化剂，因为氢气很易在其表面吸附，反应不进行到表面一下。空的(n-1)d轨道可以与配位体相互作用时，根据各自的电子结构特征建立不同的配位键合，配位体自身得到活化

28.生物酶催化具有的特征是什么？解：催化效率高、高度的专一性、催化条件温和

29.二元复合氧化物催化剂的L酸性和B酸性的区分是用什么方法进行的？

一般以吡啶附质的红外谱带谱法、胺滴定法、气态吸附法、脱附法。

五、论述题：

1.酸碱性的不同对化学反应过程的影响？

在固体酸中，a.大多数的酸催化反应在B算配位上进行，b.各种有机物的乙酰化反应要用L酸配位催化，c.有些反应不及要求在B酸配位上进行，而且要求非常强的B酸，d.催化反应对固体酸催化剂酸位依赖的关系是复杂的。超强酸用于异构，裂解，酯化，酰化，氯化等各种催化反应，在均相反应，杂多酸类催化剂良好的活性于热稳定性。催化氧化过程多项反应有重要应用。

2.雷诺镍如何制取，说明流程及其特征？

雷诺镍纯的金属镍形成表面积很大的网状结构，制备镍加铝熔融形成合金在浓氢氧化钠溶液中，铝形成片氯酸钠溶解，留下纯金属镍，通入惰性气体，烘干密封保存或通入氧气氧化，使用时氢气还原。

3.三氧化二铝负载金属镍的制备过程有哪些？

三氧化二铝作为载体，活化定型为颗粒状，在相应的浸渍法，用镍盐干燥，焙烧形成氧化镍，用氢气还原成镍

4.试设计乙酸乙酯生产过程使用的催化剂及其配套的反应器的类型？

催化剂本质作用是使活性质子出来，用浓硫酸做催化剂及其配套反应器，具有高耐酸性，其次固体酸催化剂，离子交换树脂催化剂（含磺基）催化剂，杂多酸，超强酸，磺酸树脂等为催化剂均可制备乙酸乙酯

5.分析并总结石油工业在不同过程所使用的催化剂的种类。

氧化催化剂，加氢催化剂，脱氢催

化剂，氢甲酰化催化剂，聚合催化剂，水合催化剂，脱水催化剂，烷基化催化剂，异构催化剂，歧化催化剂等。

6.为了环境保护，在哪些方面应用了哪些类型的反应及催化剂。

a.动态源的净化处理：处理机动车尾气排放的污染物。

b.静态源的净化处理：处理发电厂，水泥厂，工业锅炉，废弃物焚烧炉等烟囱排放的污染物。

c.三效催化剂：广泛使用于汽车尾气净化，它在操作的条件下可同时将尾气中的

CO,HC,NO 净化处理，达到环保要求的限制标准。d.水处理：氧化物催化剂、

生物催化剂。e.WAO——即湿空气氧化，是处理废水，尤其是含有毒物和高有

机物废水的重要技术。f.CWAO——处理工业废液的催化净化g.重金属用萃取h.微生物的分解吸收。7.煤的加工工业可以用到的催化剂的类型有哪些？

煤化工催化剂主要有变换催化剂（高、中、低），合成催化剂：氨合成催化剂、甲醇合成催化剂（中、低压）、二甲醚合成催化剂、甲烷合成催化剂、乙二醇合成催化剂、苯胺催化剂、脱硫催化剂等。

8.有机合成中哪些催化剂参与反应？

生物催化剂、手性催化剂、固体碱催化剂、纳米催化剂、分子筛固体碱、无机碱催化剂、相转移催化剂、杂多酸催化剂、固体超强碱催化剂、离子交换型树脂、酸催化剂。

9.油的深加工中用到哪些催化剂？

分子筛催化剂、加氢催化剂、普通硅铝催化剂、石油裂解催化剂、固体超强酸催化剂、石油化工催化剂、石油炼制催化剂