催化原理期末考试复习题及答案

催化原理期末考试复习习题及答案给出下面概念和术语的定义1、催化剂的活性：是指催化剂影响反应进程变化的程度。2、Bronsted酸、Bronsted碱：能给出H+的物质为Bronsted酸，简称B酸；能接受H+的物质为Bronsted碱，简称B碱。3、金属分散度：金属在载体上微细的程度用分散度D表示，其定义为：4、载体：载体是催化活性组分的分散剂、黏合物或支撑体，是负载活性组分的骨架。5、结构不敏感反应：结构非敏感反应是涉及H-H、C-H或O-H的断裂或生成的反应，它们对结构的变化、合金化的变化或金属性质的变化敏感性不大，称这种反应为结构非敏感反应。6、化学吸附：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，吸附热大(40～800kJ/mol)，一般是不可逆的，尤其是饱和烃分子的解离吸附。化学吸附为单分子层吸附，具有饱和性。7、择形催化：分子筛结构中存在均匀的晶孔，当反应物和产物的分子线度与晶内孔径相近时，反应的选择性常取决于分子与孔径的比。这种选择性称为择形催化选择性。8、催化剂的骨架密度：当测量的体积仅是催化剂的实际固体骨架的体积时，测得的密度称为真密度，又称为骨架密度。9、催化剂的比孔容：每克催化剂颗粒内所有孔的体积总和称为比孔体积，或比孔容，亦称孔体积（孔容）。10、努森(Knudsen)扩散：是分子与催化剂孔壁间的碰撞，且孔道的平均直径小于分子平均自由程时出现的内扩散。11、催化剂的化学稳定性：在反应温度、反应物、产物和杂质的作用下，活性组份和状态稳定存在的能力，它包括活性组份的流失和化学态的改变。12、催化剂：是一种物质。它可加速热力学上可行的化学反应速率，且不改变该反应的标准Gibbs自由焓变化，反应结束后，自身没有任何消耗。13、催化剂的稳定性：是指它的活性和选择性随时间变化的情况。或是指催化剂在使用过程中稳定于某一活性值下的能力。稳定时间越短，催化剂的稳定性越差。单项与多项选择题1、下列多相催化反应步骤中（ABD）是化学步骤。A．吸附；B．脱附；C．内扩散；D．表面反应2、（C）不是多相催化反应步骤中的物理步骤。A．反应物内扩散；B．产物外扩散；C．反应物吸附；D．产物内扩散3、催化剂的要素是（ABD）。A．物质；B．没有消耗；C．能量；D．自由能小于零的反应4、下面（ACD）可作为活性的表示方法。A．转化率；B．选择性；C．反应温度；D．时空产率5、晶体中存在下列（ABCD）因素将导致晶体不是理想晶体。A．点缺陷；B．缝隙原子；C．面缺陷；D．线缺陷6、下列物质有可能作为催化剂的是（A）A．高岭土；B．岩石；C．木炭；D．不锈钢7、下列多相催化反应步骤中（C）是物理步骤。A．吸附；B．脱附；C．内扩散；D．表面反应8、（ABCD）是Langmuir吸附模型的条件。A．单层，定位；B．表面理想；C．吸附质间无作用；D．达到平衡9、催化剂的作用是（D）。A．改变反应温度；B．改变反应压力；C．改变物质的组成；D．改变反应的途径10、金属原子产生化学吸附的必要条件是（AC）。A．有未配对的d电子；B．表面理想；C．有未占用的d空轨道；D．有未配对的s电子11、下面（ACD）化合物为Bronsted酸碱化合物。A．HF；B．NaOH；C．NH3；D．MgO12、影响固体酸催化剂催化性能的酸性质因素有（BC）。A．温度；B．酸类型；C．压力；D．酸量13、半导体氧化物的最大特点是它的阳离子价态（B）。A．不可变；B．可变；C．结构可变；D．结构不可变14、半导体氧化物催化剂中有关的电子性能的术语是（BCD）。A．d带空穴；B．Fermi能级；C．施主能级；D．受主能级15、下面（ACD）是化石能源。A．液化气；B．原子能；C．石油；D．沼气16、对反应的影响，（D）因素不是由于固体酸催化剂产生的。A．酸量；B．固体表面结构；C．酸强度；D．内扩散17、固体催化剂的制备方法主要有（ABCD）。A．沉淀法；B．浸渍法；C．机械混合法；D．离子交换法18、催化剂浸渍制备法中活性组分分布的类型有（ABCD）。A．蛋白型；B．蛋黄型；C．蛋壳型；D．均匀型19、催化剂的密度有（ABCD）。A．真密度；B．堆密度；C．骨架密度；D．颗粒密度20、介孔（或称中孔）分子筛的孔径为（B）。A．1～50nm；B．2～50nm；C．0～50nm；D．2～100nm21、洁净的固体表面上存在下面的（ABCD）结构。A．空位；B．台阶；C．梯步；D．平面22、下列（ABD）是内扩散。A．容积扩散；B．构型扩散；C．气相扩散；D．努森(Knudsen)扩散23、下面（BD）氧化物是半导体氧化物。A．SiO2；B．MnO2；C．MgO；D．ZrO224、碱土金属氧化物表面上具有（BD）碱位。A．具有得到电子能力的；B．可提供碱性的；C．可获得碱性的；D．具有给予电子能力的25、催化剂沉淀制备法的单元操作有（ACD）。A．过滤；B．浸渍；C．沉淀；D．干燥判断题1、电是一种催化剂。（✘）2、催化剂的作用是改变化学反应的途径。（✔）3、活性组分可改变化学反应的途径。（✔）4、助催化剂可改变化学反应的活化能。（✘）5、固体表面酸碱性质包括酸碱中心的类型、酸碱强度和酸碱含量。（✔）6、半导体氧化物的能带由空带、满带和禁带组成。（✔）7、助催化剂可改变活性组分的电子结构。（✔）8、d特性百分数反映了金属晶体中金属键所含d轨道的量。（✔）9、载体可分散活性组分。（✔）10、固体表面上一定含有Bronsted酸碱中心和Lewis酸碱中心。（✘）11、载体可改变化学反应的途径。（✘）12、载体可作为活性组分之一。（✔）13、固体表面上B酸中心和L酸中心可通过红外光谱分析加以区别。（✔）14、工业催化剂应该是环境友好的。（✘）15、均相催化剂与反应物或产物处于同一相态中。（✔）16、催化反应中的吸附总是化学吸附。（✔）17、杂多酸固体是一种由多种元素组成的杂多化合物。（✔）18、物理吸附总是放热的。（✔）19、吸附等温式描述的是温度一定下平衡吸附量与压力的关系方程。（✔）20、NH3程序升温脱附法可测定固体酸强度和酸量。（✔）简答题1、就化工工艺过程来说，催化剂的应用有哪些方面？答：就化工工艺过程来说，催化剂的应用有以下几方面：（1）更新原料路线，采用更廉价的原料；（2）革新工艺流程，促进新工艺过程的开发；（3）缓和工艺操作条件，达到节能降耗的目的（4）开发新产品，提高产品的收率，改善产品的质量；（5）开发消除环境污染、有效利用资源的环境友好的“绿色催化工艺”。2、p-型半导体的能带结构是怎样的？答：p-型半导体的能带结构是由空带、禁带、满带以及受主能级构成，受主能级位于空带和满带之间，即处于禁带之中。3、催化剂的宏观物性包括那些内容？答：催化剂的宏观物性，是指催化剂的表面积、孔体积、形状及大小分布的特点，以及与此有关的传递特性及机械强度等。4、何谓催化科学？它解决的基本科学问题是什么？答：催化科学是催化剂催化作用的理论、规律和原理的总和，它所解决的基本科学问题是：Ⅰ、催化剂如何活化反应物分子？Ⅱ、活化后的分子反应性能和行为如何？Ⅲ、催化剂上的活性中心是怎样形成的？它在反应过程中又是如何变化的？助催化剂又是如何在起作用？等一些科学的基本问题。5、在Langmuir吸附模型中有哪些模型条件。 答：在Langmuir吸附模型中，有5个模型条件，分别是a、吸附剂表面是理想的、均匀的；b、吸附的分子之间无作用力、或可忽略；c、吸附物分子只有碰撞于空的吸附位上才可被吸附。一个吸附分子只占据一个吸附位；d、吸附是单分子层的、定位的；e、当r吸＝r脱时，吸附达到平衡。何谓催化剂稳定性？有哪些类型？ 答：稳定性是指催化剂在使用过程中稳定于某一活性值下的能力。稳定时间越短，催化剂的稳定性越差。有以下几个类型：①、热稳定性，②、化学稳定性，③、水热稳定性，④、机械稳定性，⑤、抗积碳稳定性，⑥、抗毒稳定性。7、工业上使用的催化剂应具备什么条件？答：工业上使用的催化剂，不论是自己研制的、由厂家生产的，还是从市售催化剂中选择的，都必须具备下述条件：①、反应活性高；②、选择性好；③、构型规则；④、机械强度大；⑤、寿命长。8、何谓配合催化？其主要特征是什么？答：配合催化，是指催化剂在反应过程中对反应物起配合作用，并且使之在配位空间内进行催化的过程。配合催化的一个重要特征，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）状态。9、均相催化与多相催化相比，有何优点？答：均相催化与多相催化相比，其优点是：反应性能单一，具有特定的选择性；反应条件温和，有利于节能；配位催化剂易于通过配体设计调配催化性能和产物分布。10、固体超强酸催化剂失活的原因有哪些方面？答：固体超强酸催化剂失活的原因有以下几方面：（1）、表面上的促进剂SO42-的流失；（2）、反应体系中反应物、中间物和产物在催化剂表面进行的吸附、脱附、表面反应以及积炭的发生，造成超强酸催化剂的活性下降或失活；（3）、反应体系中由于毒物的存在，使固体超强酸中毒，或者由于促进剂SO42-被还原。11、工业上使用的固体催化剂有几种的制备方法。分别是什么？答：工业上使用的固体催化剂有5种主要的制备方法。分别是沉淀法、浸渍法、机械混合法、离子交换法、熔融法等。12、多相催化反应过程中，从反应物到产物一般经历哪些步骤？答：多相催化反应过程中，从反应物到产物一般经历5个步骤：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。13、在沉淀法制备催化剂的过程中，溶质浓度是如何影响沉淀形成的？答：下图是在沉淀法制备催化剂的过程中，溶质浓度与晶核生成速率、晶核长