催化剂问答题

1、催化剂问答题（一）中级：1什么是催化剂？D种参与化学反应过程并能改变反应达到平衡的速度，但不参与化学方程式计量，且本身在化学反应终 了时基本能恢复原来状态的物质。2催化作用的本质是什么？D催化作用的本质是催化剂参与反应，改变了反应的途径，降低了反应的活化能，使反应沿着一条更为省 力的途径进行，从而使反应速度加快。3什么是催化作用？D指靠用量较少且本身不消耗的一种叫做催化剂的外加物质来改变反应速度的现象。 4均相催化反应有哪些特点？D活性中心在体系中均匀分布，活性和选择性都比较高，适宜于缓和条件下操作，热量传递比较容易，工 艺流程较为简单。但催化剂与产物难于分开，催化剂回收困难，在某些情况下对设

2、备的腐蚀严重，应用不 够广泛。5根据催化剂的作用机理催化反应可分为哪几类？D可分为：氧化还原、酸碱催化及配位催化三类。6反应物分子在固体催化剂表面为什么能产生吸附？D固体催化剂表面上的原子和固体催化剂内部的原子所处的状态是不同的，表面上的原子由于作用力不平 衡，处于不饱和状态，有“剩余价力”。当反应物分子进入这个引力范围内，就被这种力吸引而“停留”在固体 催化剂表面上，从而产生吸附。7什么是催化剂的比孔容？D指单位重量催化剂颗粒内部的真正孔体积的总和。8什么是分子筛？D指具有均匀的微孔结构，其孔径和一般分子大小相接近，能对大小不同的流体分子起到筛分作用的物质。 9天然产的分子筛为什么又叫沸石？

3、D天然产的分子筛是存在于自然界中的一类矿物，这类矿物的粉末在灼烧时，由于晶体内部的水被赶出， 发生类似起泡沸腾的现象，故称之为沸石。典型的X型分子筛的晶胞化学式是怎样的？ DWNa86（AI02）86（Si02）ioJ264H20。典型的A型分子筛的晶胞化学式是怎样的？ DWNai2（AIO2）i2（SiO2）iJ27H2O。典型的Y型分子筛的晶胞化学式是怎样的？ DWNa56（AIO2）56（SiO2）i3j264H2O。沉淀的生成包括哪两个过程？D一是离子聚集成为晶核的过程，二是离子按一定的晶格排列在晶核上形成晶体的过程。什么是聚集速度？D即离子聚集成为晶核的过程的速度。什么是定向速度？D

4、即离子按一定的晶格排列在晶核上形成晶体的过程的速度。什么情况下会获得晶形沉淀？D当定向速度大大超过聚集速度，溶液中最初形成的晶核不是很多，有较多离子以晶核为中心，依次定向 排列长大而成为颗粒较大的晶形沉淀。硅溶胶是如何形成的？D当水玻璃和硫酸作用时，首先生成硅酸，但硅酸很不稳定，易发生缩聚反应生成多聚硅酸。这些多聚硅 酸并不立即沉淀下来，而是形成微细颗粒，叫“胶球粒子”（又叫一次粒子），悬浮在溶液中，这就形成了 所谓的硅溶胶。18硅凝胶的形成过程是怎样的？D硅凝胶的形成过程可简单归纳为：酸中和、缩聚、一次粒子长大 缩聚：水玻璃溶液、硅酸、硅溶胶的一次胶球小粒子、一次胶球大粒子、硅凝胶19什么是

5、载体？D载体也称担体，它是催化活性物质的分散剂、粘合物或支持物。 20怎样理解固体催化剂的平均孔半径？D在固体催化剂中孔的大小、形状和孔的长度是不均匀的，如果我们采用简化的模型，把所有的孔看成是 圆柱形的孔，则可用平均孔半径来描述孔的平均大小。21怎样理解固体催化剂的孔隙分布？D即催化剂孔体积随孔径大小变化而变化的情况；或者说，在总的孔体积中，各类大小的孔所占的比例为 多少。高级：22什么是固定床反应器？D指将催化剂填到反应器的某个位置，反应物和产物从催化剂颗粒之间的空隙流过，而催化剂却固定不动 的反应器。23固定床反应器有哪些特点？D固定床反应器的特点是：气流通过床层时的压力降AP与气流的线

6、速度u成正比，而床层高度不发生变 化。由于催化剂不动，所以磨损和破碎得以减少。但是它有传热性能不好，生产力较低的缺点。24什么是流化床反应器？D指当气流的线速度u增加到某一值u时，固体催化剂被气流吹动成流动状态，宛如液体沸腾一样的反 下应器，也称沸腾床反应器。25流化床反应器有哪些特点？D流化床反应器的特点是：催化剂的颗粒是流动状态，床层仍有一明显界面，AP不再随u的增加而增大。 但是，如果u增加到一定值u时，床层界面消失，AP又随u成正比增加，固体颗粒被气流带走，这时流 下化床遭到破坏。所以选择合适的气流线速度，使u uu .，对保持流化床的正常操作是十分必要的。一 下上般颗粒度较小，利于流

7、化。26什么是积分反应器？D即沿着催化剂床层的轴向和径向有显着的浓度梯度和温度梯度，催化剂床层各部位具有不同的反应速度 的反应器。27积分反应器有哪些优缺点？D积分反应器的优点是所得结果比较准确，且与工业反应器接近；缺点是转化率大，反应热效应大，床层 难以恒温。28什么是微分反应器？D即沿着催化剂床层的轴向和径向没有显着的浓度梯度和温度梯度，催化剂床层各部位反应速度都一样的 反应器。29什么是微型反应器？D如果把反应器做得充分小，使催化剂充填量充分少（一般为0.01克1克）以克服床层的浓度梯度，这 种反应器叫做微型反应器。30分子筛裂化催化剂的活性如何表示？D分子筛催化剂在裂化反应中的活性是用

8、微活性指数来表示的。微活性指数值越大则催化剂活性越高。31重整催化剂的活性如何表示？D重整催化剂的活性往往用芳烃转化率或产率的高低加以衡量。芳烃转化率或产率愈高，表明催化剂活性 愈高。32加氢精制催化剂的活性如何表示？D加氢精制催化剂的活性往往用原料油的脱氮率和脱硫率的高低加以衡量。脱氮率、脱硫率愈高，表明催 化剂活性愈好。此外，也可用生成油中的含氮量、含硫量来表示，生成油中氮和硫含量越低，说明催化剂 活性越高。33一般的工业催化剂主要由哪几部分组成？D主要由活性组分、助催化剂和载体组成。34什么是协同催化剂？D有的催化剂，其活性组分不止一个，而且它们单独存在时对反应也有活性，则称这种催化剂为

9、协同催化 剂。35什么是双功能催化剂？D有的催化剂具有两类活泼部位，一类活泼部位催化反应的某些步骤，而另一类活泼部位则催化反应的另 一些步骤，这种催化剂称为双功能催化剂。36什么是助催化剂？D在催化剂的制备过程中加入少量物质（一般小于催化剂总量的10%）就能使催化剂具有所期望的活性、 选择性或稳定性，而此少量物质本身是惰性的或者只有很小的活性，这少量物质就叫助催化剂。37什么是吸附？D所谓吸附就是固体表面与气体或液体间的一种相互作用。即由于反应物分子（气体或液体，但一般指气 体）和催化剂（指固体）之间的vanderWaals引力，使催化剂能使气相或液相中的分子吸在其表面，或由 于催化剂表面的价

10、（或配位）不饱和性，催化剂能使反应物分子结合在其表面的某些位置，这种现象称为 吸附。38什么是脱附？D是吸附的对立面，也叫解吸。39什么是吸附平衡？D当吸附速度与脱附速度相等时，即为吸附平衡。40什么是吸附等温方程？D所谓吸附等温方程就是在一定温度下，吸附达到平衡时，吸附量与吸附压力之间的函数关系式。 41吸附等温方程可分为哪些类型？D根据采用的吸附模型不同，吸附等温方程可分为Langmuir等温方程、Freundlich等温方程、TeMKMH 等温方程及BET方程等。42什么是吸附等温线？D吸附等温方程所对应的曲线就是吸附等温线。43气固相反应有哪五个步骤？D （1）反应物分子向催化剂表面扩

11、散；（2）反应物分子在催化剂表面上被吸附；（3）被吸附的反应物 分子在催化剂表面上相互作用；（4）产物分子由催化剂表面上脱附；（5）产物分子离开催化剂表面向催 化剂周围的介质扩散。44什么是扩散的推动力？D在工作状态时，催化剂的颗粒被一个固定的或薄或厚的分子（反应物、生成物或稀释剂）滞流层所包围， 反应物分子通过这个层才能到达催化剂颗粒的外表面。这个滞流膜或称“限制膜”阻止反应物分子的通过而 造成浓度的降低，这个浓度差就是扩散的推动力。45什么是分子平均自由程？D指气体中，分子在每两次碰撞间一个分子自由运动的平均路程。46什么是普通扩散？D即孔径大于分子平均自由程时的扩散。47什么是努森扩散？

12、D即当孔的平均直径小于分子平均自由程或是同数量级时的扩散。48什么是扩散控制？D如果反应物向活性表面扩散的速度比较小，致使测定的反应速度低于快速扩散时所能达到的速度，即为 扩散控制。A型分子筛是怎样形成的？D如果用0笼代替氯化钠晶格中所有的钠离子和氯离子，且相邻的两个0笼都通过四员环用四个氧桥相互 连接起来，这样就形成 A 型分子筛的骨架结构。X 型分子筛是怎样形成的？D如果用0笼代替金刚石晶体中所有的碳原子，且相邻的0笼之间通过六员环用六个氧桥相互连接（0笼 有八个六员环，只能用其中的四个，且一个隔一个地来相互连接），这样就形成 X 型分子筛的骨架结构。为什么高价金属离子的氢氧化物，如氢氧化

13、铁、氢氧化铝、硅酸等不能形成晶形沉淀？D因为它们结合的OH嘀子愈多，定向排列愈困难，极易形成大量晶核，以致水合离子来不及脱水就聚集 起来，形成质地疏松、体积较大的非晶形或胶状沉淀。晶形沉淀的形成条件有哪些？D （1）沉淀应在适当稀的溶液中进行；（2）开始沉淀时，沉淀剂应在不断搅拌下均匀而缓慢地加入；（3） 沉淀应在热溶液中进行；（4）沉淀应放置熟化。什么是硅凝胶的老化？D所谓老化就是反应体系在一定的温度及PH值下保持一定的时间，使硅凝胶骨架得到进一步调整和巩固 的过程。常用的沉淀剂有哪些？D常用的沉淀剂有氨气、氨水和铵盐（如碳酸铵、硫酸铵、醋酸铵、草酸铵），还有二氧化碳、碳酸盐（如 碳酸钠、碳

14、酸氢铵）和碱类（如氢氧化钠）以及尿素等。选择沉淀剂的原则主要有哪些？D （1）尽可能使用易分解并含易挥发成分的沉淀剂；（2）形成的沉淀物必须便于过滤和洗涤；（3）沉 淀剂的溶解度要大一些；（4）沉淀物的溶解度应很小；（5）沉淀剂必须无毒，不应造成环境污染。从化学平衡的角度分析，还原温度是如何影响催化剂的还原质量的？D从化学平衡的角度看，如果催化剂的还原是一个吸热反应，则提高温度有利于催化剂彻底还原；相反地， 如果催化剂的还原是一个放热反应，则提高温度就不利于彻底还原。从动力学的角度分析，还原温度是如何影响催化剂的还原质量的？D从动力学的角度看，提高温度可以加大催化剂的还原速度，缩短还原时间，但

15、温度过高，催化剂微晶增 大，比表面下降；温度过低，还原速度太慢，不但延长还原时间，影响反应器的生产期，而且也延长已还 原催化剂暴露在水汽中的时间（还原伴有水分产生），增加反复氧化还原的机会，也使催化剂质量下降。制备铜催化剂时，如果分别用氢气和一氧化碳还原氧化铜，得到的两种金属铜，前者的活性优于后者， 这是为什么？D这是因为氢的热导率约为一氧化碳的七倍，使用氢气为还原剂时散热比较容易，新还原的金属所遭受的 温度比使用一氧化碳时的低，减少了再结晶引起的表面积下降。还原气体的空速是如何影响催化剂的还原质量的？D催化剂的还原是从颗粒的外表面开始，然后向内扩展，若空速大，则气相水汽浓度低，水汽扩散快，催 化剂孔内的水分容易逸出，可把水汽效应减到最小；另外，高空速也有利于还原反应平衡正向移动，提高 还原速度。还原气体的压力是如何影响催化剂的还原质量的？D还原气体的压力能改变还原的速度，提高压力能提高还原速度；如果还原是分子数变少的反应，压力的 变化将会影响还原反应平衡的移动，提高压力有利于还原反应平衡正向移动。61请简述用筛分法测催化剂粒度的过程。D一套筛子（配有顶盖及底部容