催化知識考試題目題庫

------------------------------------------------------------------------催化知識考試題目題庫填空題1.在評價一個催化劑時，通常認為有四個最重要的因素，它們分別是：活性，選擇性，壽命與價格。2.流體流動涉及到流動的分布、壓力降和擴散效應。3．在多組分固體催化劑中，各種組分起作不同的作用，大體分為三類，它們是活性組分、載體和助催化劑。4.按照催化應體系物相的均一性分類，包括均相催化，多相催化和酶催化。5.一個工業(yè)上有成效的催化劑一般需綜合考慮其活性、選擇性、穩(wěn)定性和良好的流體流動性。6.活性組分按其導電性可分為：金屬，半導體和絕緣體三類。7.化學吸附是指分子或原子化學吸附時的化學狀態(tài)、電子結構，幾何構型。8.金屬元素的單質結構形式有立方面心，立方體心，六方堆積。9.表征催化劑可提供三種不同的但又互相聯(lián)系的信息，即化學組成和結構，紋理組織及機械性質，催化活性。10.按照與催化劑在裝置中的性能相關的性質，可將它粗分為本體的，顆粒的，表面的的性質。11.催化劑表面的形態(tài)是指它的幾何形態(tài)，地貌。12測量暴露百分的方法：化學吸附等溫線法，反應滴定，毒物滴定。13根據活性測試的目的，可將實驗測定的活性分為兩類動力學的，實用的。14實驗室反應器按操作方法可分為兩大類，一類是間歇式，一類是連續(xù)式。15催化劑的壽命曲線一般可分三個部分：成熟期，穩(wěn)定期，衰老期。16.n型氧化物的電導由導帶中的電子數決定；而p型氧化物的電導則由價帶中的正穴數所決定。17．根據吸附劑與吸附質的作用力不同，將吸附分為物理吸附和化學吸附兩類，化學吸附按活化能大小又可分為活化吸附和非活化吸附。18．物理吸附可以達到多層吸附；而化學吸附只能為單層吸附。19.金屬表面的吸附部位的主要區(qū)別在于其最鄰近的配位數和二維的對稱性。20．金屬鹽的沉淀過程分三階段進行，即過飽和、成核和長大。21粉狀或粒狀物料經加熱到一定定范圍而固結的過程稱為燒結。22.相轉變和相分離的結果引起催化劑失活主要表現(xiàn)在：活性和選擇性改變，以及催化劑強度下降。23催化劑經過一定處理又恢復了活性，這一過程稱為催化劑的再生。24不飽和烴的不離解吸附的吸附狀態(tài)分為σ型，σ-π型。25CO的幾種吸附狀態(tài)：一位、二位、孿生和離解吸附狀態(tài)。26d帶中較密的能級間允許電子保持不成對，飽和磁矩在數值上等于d能帶中的未配對電子數。27反應前后，鍵能和由大變小則吸熱，由小變大則放熱。28根據吸附質與吸附劑之間的電子云分配不同，吸附鍵可分為共價鍵，離子鍵和，極性鍵。29離解化學吸附時，視吸附物單鍵斷開的形式可分為均裂，非均裂。30.活性組分按基導電性可分為：金屬，半導體，絕緣體。31.催化研究中用得較多的兩種連續(xù)式反應器：連續(xù)流動攪拌釜式反應器，活塞式流動反應器。31.影響不同晶面暴露的比例的因素有二：一是動力學，另一是熱力學32.分散度也稱暴露百分，它顯然和微晶的大小直接相關。33.物理吸附的作用力是范德華力，化學吸附作用力是價鍵力；物理吸附是非選擇性的，化學吸附是有選擇性的。34.影響吸附質與吸附劑之間化學作用力主要因素有電子因素和幾何因素。35.在半導體氧化物上進行的化學吸附中，造成載流子數目減少的吸附為消耗性化學吸附，使半導體的電導下降；造成載流子數目增加的吸附為累積化學吸附，使半導體的電導增加。36.在催化劑制備中，將氧化物分散于大表面積載體的方法有沉淀、吸附、離子交換和浸漬。37.原子軌道組合成分子軌道的三個條件能級高低相近，軌道最大重迭，對稱性匹配。38.溶膠的表面能大，它有通過粒子長大和凝聚使表面能減少的趨勢。有三種類型的聚結物：水凝膠、絮凝體和塊狀沉淀物。39.在用于固定床的較大顆粒催化劑的機械性能測試中，通常需要測定它的壓碎強度和磨損率。40.催化劑失活的化學原因主要有結焦、金屬污染和毒物吸附。是非題名詞解釋或簡答題1.催化劑作用答:“催化劑能加快化學反應速度，但它本身并不因化學反應的結果而消耗，它也不會改變反應的最終熱力學平衡位置。2.活性位（activesite）答：在催化劑中真正起催化作用的那部分原子或原子集團。如質子、配位絡合物、表面原子簇等。一般用“*”表示。3.轉換頻率（TurnoverFrequency）答：單位時間內單位活性位上轉化反應分子(底物)的數目．4.選擇性（Selectivity）答：Selectivity(%)=（轉化為目的產物所消耗的某反應物量/某反應轉化的總量）′100％5.均相催化（homogeneouscatalysis）答:所有反應物和催化劑分子分散在一個相中，如均相酸堿催化、均相絡合催化。6.多相催化（heterogeneouscatalysis）答:催化劑與反應物處于不同的相，催化劑和反應物有相界面將其隔開。如氣-液、液-液、液-固、氣-固、氣-液-固。7.酶催化（enzymecatalysis）答:兼有均相催化和多相催化的一些特性。酶是膠體大小的蛋白質分子，它小到足以與所有反應物一起分散在一個相中，但又大到足以論及它表面上的許多活性部位。8.選擇中毒答:一個催化劑中毒后，可能失去對某一反應的催化能力，但對別的催化反應仍有催化活性，這種現(xiàn)象稱為選擇中毒。9．載體作用答：載體有多種功能，如高表面積、多孔性、穩(wěn)定性、雙功能活性和活性組分的調變以及改進催化劑的機械強度等。最重要的功能是分散活性組分,作為活性組分的基底，使活性組分保持高的表面積。常用的載體材料主要為高熔點氧化物、粘土和活性炭等。10.多位催化理論答：催化劑晶體晶格的空間結構（分布和間距）與反應分子將發(fā)生變化的那一部分結構呈幾何對應關系，則被吸附的分子易被活化而參與化學反應，這就是多位催化理論，也稱為幾何對應原理。11.活性組分答：活性組分對催化劑的活性起著主要作用，沒有它，催化反應幾乎不發(fā)生。構成活性組分的主要有：金屬、半導體氧化物和硫化物、絕緣體氧化物和硫化物等。12.催化裂化答：催化裂化是指石油的高沸點餾份（重質油）在催化劑存在下裂化為汽油、柴油和裂化氣的過程。13.催化重整答：催化重整是指在催化劑存在下使原油蒸餾所得的輕質油餾份轉變?yōu)楦缓紵N的高辛烷值汽油并副產液化石油氣和氫氣的過程，這過程包括異構化、環(huán)化脫氫等反應。14.加氫處理答：加氫處理是加氫除去石油餾份中的S，N和O的過程，主要應用于催化重整和催化裂化的原料的脫硫和脫氫以利進一步加工。15.非定位吸附答：一個分子一旦落在固體表面上，它在表面停留的部分時間內，可沿著表面移動或束縛在一個特定的部位上。如果分隔吸附部位的勢壘低，或者與吸附質分子的平均熱能相比可以忽略不計，在這種情況，沒有勢壘妨礙吸附質子沿著表面自由地轉換，這種吸附稱為非定位吸附。16.燒結答：粉狀或粒狀物料經加熱至一定溫度范圍而固結的過程稱為燒結。17.簡述多相催化反應過程包括的五個過程答：（1）反應物向催化劑表面擴散；（2）反應物在催化劑表面上吸附；（3）被吸附的反應物在表面上遷移、化學重排和反應；（4）產物由催化劑表面上脫附；（5）產物離開催化劑表面向催化劑周圍的介質擴散。18.在估量一個催化劑的工業(yè)價值時，哪三個因素最重要？考慮的順序是什么？答：它們分別是活性（activity）、選擇性（selectivity）和壽命（lifetime）?？紤]的順序：第一位是選擇性，第二位壽命，最后才是活性。19.催化劑成分主要由哪幾個部分構成，它們各起什么作用是什么？答：催化劑成分主要由活性組分，載體和助催化劑三部分構成，它們所起作用分別描述如下：活性組分對催化劑的活性起著主要作用，沒有它，催化反應幾乎不發(fā)生。載體有多種功能，最重要的功能是分散活性組分，作為活性組分的基底，使活性組分保持高的表面積。助催化劑本身對某一反應沒有活性或活性很小，但加入它后，能使催化劑具有所期望的活性、選擇性或穩(wěn)定性。20.簡述活性組分在載體上的分布情況答:（1）一定大小的活性組分的晶粒按不同均勻程度分散在載體上；（2）活性組分呈“積雪狀”堆積在載體上；（3）活性組分以近于原子態(tài)呈簇狀或筏狀分散在載體上。21.簡述化學吸附的單層與物理吸附的單層的不同之處答：化學吸附的單層吸附量，即為占領吸附劑的所有吸附部分所需的吸附質的量，而吸附質的吸附部位則是由吸附劑的結構和吸附物的化學性質所決定的。物理吸附的單層吸附量，則是分子以密集排列的形式，以完全的單層分子遮蓋表面所需的吸附質的量。22.簡述晶體結構的缺陷，并說明它們產生的原因答：所有結構基元完整的周期排列的晶體不能存在，真實的晶體有各種各樣的不完整性存在，稱之為晶體結構的缺陷。它們產生的原因有多種，例如，正常占有晶格部位的原子被換到其它部位或者填隙的位置；存在某些空位；晶體的部分沿著晶面相對于別的部分位移等等。23.簡述邊界層理論的成功之處。答:（1）它提出了在氧化物上的化學吸附在許多情況下涉及到氧化物的缺陷，所以伴隨著化學吸附，氧化物的半導性將按可以預言的方向變化（2）它說明消耗性化學吸附的吸附量是限的，而累積性化學吸附實際上能進行到形成一個單層。（3）作為上一點的延伸，人們可以預期，p弄氧化物和n型氧化物對特定的催化反應會表現(xiàn)出顯著的差別.24.如何確定半導體氧化物為n型或p型？答：n型氧化物的電導由導帶中的電子數決定，而p型氧化物的電導則由價帶中的正穴數決定。基于這個原理，可以用下述方法確定非計量氧化物是n型和p型。將氧化物置于一定壓力的氧氣氛中，并測量氧化物的電導隨氧氣壓的變化，如果電導隨氧氣壓力增加而增加，則此氧化物為p型，相反則為n型。25.吸附熱隨遮蓋率而下降的原因曾提出了三種解釋,請說明是哪三種解釋。.答:為了說明吸附熱隨遮蓋率增加而下降的現(xiàn)象，提出了三種解釋，分別是（1）表面不均勻性；（2）吸附種之間的相互作用；（3）使用固體中不同的電子能級。26.化學吸附時，雙方電子重新分配的結果可能有幾種情況?答:（1）雙方共享電子，組成共價鍵。（2）雙方電負性差別較大，組成離子鍵。（3）雙方電負性略有差別，形成極性鍵。27.什么是定位吸附？答：一個分子一旦落在固體表面上，它在表面停留的部分時間內，可沿著表面移動或束縛在一個特定的部位上。如果分隔吸附部分的勢壘高度大于吸附質分子的相應的自由度的平均熱能，則吸附質分子不能逸出“勢能阱”，這樣吸附就是定位的，稱為定位吸附。28.簡述為了說明吸附熱隨遮蓋率而下降的原因曾經提出了三種解釋答:（1）表面不均勻性；（2）吸附種之間的相互作用；（3）使用固體中不同的電子能級。29.簡述干燥速度對活性組分在載體顆粒中分布的影響答：如果干燥速度太慢，在彎液面上蒸發(fā)，彎液面后退到孔的內部，在此過程有些溶質沉積在孔壁，但大部分溶質濃集于孔的深部，最終鹽的結晶局限在孔的底部或顆粒的中心。當干燥速度太快，則有一溫度梯度，在孔中深部的蒸發(fā)迫使溶液向外部移動，大部分結晶沉積在那里。30.工業(yè)固體催化劑在使用前和使用中會受到的機械應力，它們大致有哪幾種？答：（1）運輸過程中的磨損，催化劑顆粒與容器壁接觸磨擦所致。（2）催化劑裝入反應器時的碰撞沖擊，工業(yè)上往下傾倒催化劑可能使它破碎。（3）由于在活化和再生過程中發(fā)生相變而致的催化劑內應力。（4）由于流體流動，壓力降，催化劑床重量和溫度的循環(huán)變化而致的外應力。（5）移動床或流化床中，顆粒和顆粒之間，顆粒和反應器壁或內構件間的碰撞和摩擦。31.制備Pt/-Al2O3催化劑時，采用什么方法可使Pt更多地分散在載體的孔內，并簡述其制備原理？答：采用競爭吸附的方法來制備，因為氯鉑酸吸附很快，其擴散進載體孔內是速率控制步驟，通過將鹽酸加入氯鉑酸溶液中，利用鹽酸與氯鉑酸對載體吸附部位的競爭性吸附，從而驅使鉑深入顆粒內部，從而達到制備目的催化劑。32.請簡述Raney鎳催化劑的制備方法其過程答：制備采用浸取法，其制備過程為：將Ni與Al制成Ni-Al合金并磨碎，再用堿液（20%NaOH）浸出其中的Al，接著用蒸餾水洗去堿液，最后得到的Raney鎳貯存在蒸餾水中備用。33.脈沖反應器適用的研究范圍有哪些？答：（1）新鮮催化劑對一次脈沖的響應可給出有關活性、選擇性以及反應物與潔凈催化劑相互作用情況的信息。（2）毒物滴定。（3）用同位素示蹤原子進行的機理性研究。（4）若用較長的催化劑床，可以利用“色譜柱反應器”的色譜分離作用。（5）暫態(tài)應答。34.延長催化劑壽命的方法主要有哪些？答：（1）解決催化劑組分的揮發(fā)、燒結等問題。（2）選擇最適宜的載體，若選擇導熱性好的載體，可防止局部過熱及機械損耗。（3）對負載金屬催化劑，在制備過程中注意金屬組分的分散度，若過分分散，則耐毒性差，且易失活。（4）反應器傳熱要好，用多段催化劑床使各段催化劑床負荷均勻，使溫峰低。（5）燃料純化。35.簡述實用活性測試的目的答：（1）篩選催化劑，評價其優(yōu)劣；（2）制備參數的優(yōu)化；（3）確定過程參數，以確定催化劑的最佳操作區(qū)域；（4）失活研究；（5）失效催化劑的診斷；（6）催化劑產品質量檢驗36.在煅燒中發(fā)生哪幾個過程？答:（1）失去化學鍵合的水或二氧化碳；（2）改變孔徑分布；（3）形成活性相；（4）調整固體表面，使達到所要求的狀態(tài)；（5）穩(wěn)定機械性質。37.簡述催化劑使用過程中要測定的沉積物。答:（1）灰秋其它碎屑。（2）從反應物料中來的毒物。（3）從反應物料來的金屬污染。（4）結焦。38.簡述金屬催化劑的毒物的種類答：（1）第一類是V族和VI族元素的具有未共享電子對的非金屬化合物，毒性的程度取決于空的價軌或未共享電子對的可利用性。（2）第二類是金屬離子，這些金屬離子具有已占用的d軌，并且d軌上有與金屬催化劑的空軌鍵合的電子。（3）第三類是不飽和化合物，由于它分子中的不飽和鍵能提供電子與金屬催化劑的d軌成鍵，使催化劑中毒。39.簡述金屬污染的危害答:有機金屬化合物吸附于催化劑表面，接著分解成高度分散的金屬，它封閉了催化劑的表面部位于孔，使其活性下降。更大的危害是這些高度分散的金屬雜質自身的催化活性，它的脫氫活性導致結焦的加快生成，而在再生過程中這些金屬氧化，它們的氧化物起氧化催化劑的作用，導致過分大的燃燒速率，造成催化劑燒結。40.簡述解決金屬污染的辦法答:一是用化學或吸附處理，以除去加工用原料中的卟啉，保護催化劑。另一是在加工用原料中添加物，它沉積在催化劑表面，與金屬雜質形成合金，從而使后者鈍化。綜合題：1.在用0.5mmol的金屬錳配合物催化8.16g25%雙氧水氧化4.1g環(huán)己烯的環(huán)氧化反應中,假設在反應3h后,雙氧水轉化了90%,可生成3.675g環(huán)氧環(huán)己烷（C6H10O）、0.49g環(huán)己烯醇（C6H10O）和0.12g環(huán)己烯酮（C6H8O）三種氧化產物。在忽略環(huán)己烯聚合和揮發(fā)損失的情況下，試計算反應后殘余的環(huán)己烯量、環(huán)己烯的摩爾轉化率、催化劑基于環(huán)己烯的轉化頻率（單位h-1）、環(huán)氧環(huán)己烷的選擇性和雙氧水的有效利用率（設生成一分子環(huán)氧環(huán)己烷或環(huán)己烯醇均消耗一分子雙氧水；而生成一分子環(huán)己烯酮消耗二分子雙氧水）？答：(1)環(huán)己烯剩余量=環(huán)己烯的加入量-環(huán)己烯的消耗量=(4.1/82–3.675/98-0.49/98-0.12/96)=0.00625mol=6.25mmol。(2)環(huán)己烯的摩爾轉化率(%)=(環(huán)己烯加入量-環(huán)己烯剩余量)/環(huán)己烯加入量100%=[(4.1/82–0.00625)/(4.1/82)]100%=87.5%。(3)轉換頻率=環(huán)己烯消耗量(mmol)/(催化劑錳含量(mmol)反應時間(h)=(50-6.25)/(0.53)=29.17h-1。(4)環(huán)氧環(huán)己烷的選擇性(%)=環(huán)氧環(huán)己烷的生成量(mmol)/環(huán)己烯消耗量(mmol)100%=[(3.675/98)/(3.675/98+0.49/98+0.12/96)]100%=(37.5/43.75)100%=85.71%(5)雙氧水的有效利用率(%)=雙氧水有效消耗量/雙氧水的實際消耗量100%=(環(huán)氧環(huán)己烷+環(huán)己烯醇+2環(huán)己烯酮)/{[(8.1625%)/34]90%}100%=[(3.675/98+0.49/98+2(0.12/96))/0.108]100%=(45.00/54.00)100%=83.3%2.用Hg-He法測某催化劑重量W=4g時,若已知容器容積V=60.00cm3,,測定充He和充汞體積分別為VHe=59.5cm3和VHg=59cm3。求該催化劑的骨架密度骨架、顆粒密度顆粒、孔容V孔、比孔容Vp和孔隙率?解::(1)由骨架=W/(V-VHe)=4/(60.00-59.5)=8g/cm3（2）顆粒=W/(V-VHg)=4/(60.00-59.00)=4g/cm3(3)V孔=VHe-VHg=59.50-59.00=0.50cm3(4)Vp=(VHe-VHg)/W=(59.5-59.00)/4=0.125cm3/g(5)=(VHe-VHg)/(V-VHg)=(59.50-59.00)/(60.00-59.00)=0.53.工業(yè)上生產環(huán)氧乙烷是用空氣氧化乙烯來實現(xiàn)，通常使用的催化劑為Ag/-Al2O3。請你說明催化劑Ag/-Al2O3中各組分所起的作用，以及選擇的理由。若此催化反應是在固定床上進行，在反應乙烯累積進樣量為500mol后，累計獲得了325mol環(huán)氧乙烷，25mol二氧化碳，殘余乙烯為60mol.請計算此反應乙烯的轉化率,環(huán)氧乙烷的選擇性解:催化劑中Ag為催化活性組分，-Al2O3作載體。由于乙烯空氣氧化制環(huán)氧乙烷反應中，存在中間氧化產物環(huán)氧乙烷進一步氧化生成二氧化碳的副反應.，如果選用氧化活性非常高活性金屬,則易發(fā)生深度氧化副反應。因此，在此催化反應中，一般選用氧化活性比較弱的Ag作為活性組分；此外，選用比表面積很小的-Al2O3作載體,通過降低Ag活性組分在載體上的分散度來進一步降低Ag的氧化活性，從而達到進一步抑制深度氧化副反應,提高中間氧化產物環(huán)氧乙烷的選擇性。乙烯的轉化率(%)=(500-60)/500100%=88.0%環(huán)氧乙烷的選擇性(%)=325/(500-60)100%=73.9%1.1、論述催化劑是如何加速反應速率的？催化劑可使化學反應物在不改變的情況下，經由只需較少活化能的路徑來進行化學反應。因而加快了反應速率。1.2、催化作用有哪些基本特征？催化劑只能加速熱力學上可以進行的反應，而不能加速熱力學上無法進行的反應。催化劑只能加速反應趨于平衡，而不能改變平衡的位置（平衡常數）。催化劑對反應具有選擇性。實際上催化劑并不能無限期地使用，在長期受熱和化學、物理作用下，會發(fā)生不可逆的變化，這將導致催化劑活性下降，最終導致催化劑失活。1.3、說明催化劑為什么不能改變平衡反應的平衡位置？對于給定的反應，在已知條件下，其催化和非催化過程的-△G0r值是相同的，即Kf值是相同的，所以平衡位置沒有改變。另一種答案：化學平衡是由熱力學決定的，，其中為反應的平衡常數，是產物與反應物的標準自由焓之差，是狀態(tài)函數，只決定于過程的始終態(tài)，而與過程無關。催化劑的存在不影響值，它只能加速達到平衡所需的時間，而不能移動平衡點。1.4、具有加氫功能的催化劑往往對脫氫反應也有活性。試給予解釋。根據Kf=,催化劑可以以相同的比例加速正、逆反應的速率常數。因此，對于可逆反應，能夠催化正方向反應的催化劑，就應該能催化逆方向反應。2.1、通常固體催化劑有哪幾個部分組成的？載體和助催化劑的功能分別是什么？通常估計催化劑由活性組分、載體和助催化劑三個部分組成。（1）載體：載體是催化劑活性組分的分散劑、黏合物或支撐體，是負載活性組分的骨架。（2）助催化劑：本身沒有活性或者活性很小，但加入到催化劑中后，可以改變催化劑的化學組成、化學結構、離子價態(tài)、酸堿性、晶格結構、表面結構、孔結構、分散狀態(tài)、機械強度等，從而提高催化劑的活性、選擇性、穩(wěn)定性和壽命。2.2、在甲烷催化氧化偶聯(lián)反應研究中，如果反應物進料為甲烷和氧氣，反應產物經氣相色譜分析結果mol%組成如下：CH420%、C2H430%、C2H620%、CO220%、CO10%。不考慮反應過程中的積碳問題。試計算（1）甲烷的轉化率；（2）乙烯的選擇性。解：設產物以100mol計（1）（2）2.3、試說明催化劑穩(wěn)定性與壽命的區(qū)別與聯(lián)系。穩(wěn)定性：是指催化劑的活性和選擇性隨時間變化的情況。壽命：是指在工業(yè)生產條件下，催化劑的活性能夠達到裝置生產能力和原料消耗定額的允許使用時間。區(qū)別：前者指的是變化情況，后者指的是時間長短。聯(lián)系：催化劑的穩(wěn)定性直接影響了其壽命，穩(wěn)定性好的催化劑的壽命長，穩(wěn)定性不好的則短。3.1、多相催化反應通常包括哪個連續(xù)的步驟？反應物分子從氣流中向催化劑表面和孔內擴散；反應物分子在催化劑內表面上吸附；吸附的反應物分子在催化劑表面上相互作用或與氣相分子作用進行化學反應；反應產物自催化劑內表面脫附；反應產物在孔內擴散并擴散到反應氣流中去。3.2、試比較物理吸附與化學吸附。物理吸附是借助分子間力，吸附力弱，吸附熱小（8-20kJ/mol），且是可逆的，無選擇性，分子量越大越容易發(fā)生?；瘜W吸附是借助于化學鍵力，遵從化學熱力學和化學動力學的傳統(tǒng)定律，具有選擇性特征，吸附熱大（40-800kJ/mol），一般是不可逆的，尤其是飽和烴分子的解離吸附。3.3、固體表面發(fā)生化學吸附的原因是什么？表面反應與化學吸附的關系是什么？發(fā)生化學吸附的原因，是由于位于固體表面的原子具有自由價，這些原子的配位數小于固體內原子的配位數，使得每個表面原子受到一種內向的凈作用力，將擴散到其附近的氣體分子吸附形成化學鍵化學吸附是表面反應的前提?；瘜W吸附的表面物種在二維的吸附層中并非靜止不動的，只要溫度足夠高，它們就成為化學活性物種，在固體表面遷移，隨之進行化學反應。表面反應要成功進行，就要求化學吸附不宜過強，也不能過弱。3.4、金屬表面上甲烷和氫分子的吸附，只能形成解離型化學吸附，為什么？因為分子氫、烴分子在吸附之前先必須解離，因為很多這類分子不能直接與金屬的“表面自由價”成鍵，必須先自身解離，成為有自由價的基團，所以只能形成解離理化學吸附。3.5、如何判斷一個催化反應是存在內、外擴散的控制？ 如果反應物流量的改變對反應物的轉化率影響較大，則存在外擴散控制；如果催化劑的粒徑大小的改變對轉化率的影響較大，則存在內擴散控制。4.1、試敘述固體表面酸中心類型測定方法以吡啶作吸附質的IR譜法（1）L酸的紅外光譜特征峰：1450cm-1、1490cm-1和1610cm-1（2）B酸的紅外光譜特征峰：1540cm-14.2、試敘述固體酸強度測定方法。胺滴定法：選用一種適合的pKa指示劑（堿），吸附于固體酸表面上，它的顏色將給出該酸的強度氣態(tài)堿吸附法：當氣態(tài)堿分子吸附在固體酸位中心時，強酸位吸附的堿比弱酸位吸附的更牢固，使其脫附也更苦難。當升溫排氣脫附時，弱吸附的堿將首先排出，故依據不同溫度下排出（脫附）的堿量，可以給出酸強度和酸量。4.3試用二元復合氧化物電價模型判斷：(a)TiO2為主要組分，ZrO2為次要組分所形成的二元復合氧化物表面酸性。（復合氧化物中Ti價態(tài)為+4，配位數6，Zr價態(tài)為+4，配位數8）；即B酸(b)ZrO2為主要組分，TiO2為次要組分所形成的二元復合氧化物表面酸性。（復合氧化物中Ti價態(tài)為+4，配位數6，Zr價態(tài)為+4，配位數8）。即L酸5.1、請簡要敘述沸石結構的三個層次第一個結構層次：硅氧四面體和鋁氧四面體第二個結構層次：由硅氧四面體或鋁氧四面體通過氧橋聯(lián)結成的環(huán)第三個結構層次：氧環(huán)通過氧橋相互聯(lián)結，形成具有三維空間的多面體5.2、請按TiO4四面體畫出六元環(huán)結構5.3、A型、Y型和ZSM-5型沸石的骨架結構中最大窗孔分別是由幾元環(huán)組成的，其孔徑大小分別為多少？為什么它們的孔徑大小與相應多元環(huán)的臨界直徑有差異A型：八元環(huán)0.41nm；Y型：十二元環(huán)0.74nm；ZSM-5型：十元環(huán)0.55-0.6nm。由于多元環(huán)上的原子并不都是位于同一平面上，有扭曲和褶皺。5.4、3A、4A和5A分子篩都是A型分子篩嗎？它們的孔徑大小分別為多少？其結構中的陽離子分別是什么？是。3A：0.3nm鉀離子；4A：0.4nm鈉離子；5A：0.5nm鈣離子。5.5、X型和Y型分子篩的結構一樣嗎？它們的區(qū)別在哪里？其硅鋁比分別是多少？不一樣。區(qū)別在于硅鋁比不同。X型Si/Al為1-1.5；Y型Si/Al為1.5-3.0。5.6、硅鋁型分子篩的晶胞化學組成式的兩種表達形式是什么？5.7、依形態(tài)結構劃分，金屬催化劑可分為哪幾種類型？（1）塊狀金屬催化劑；（2）負載型金屬催化劑；（3）合金催化劑；（4）金屬簇狀物催化劑5.8、金屬催化劑主要催化哪些類型的反應？（1）加氫反應；（2）重整（異構）反應；（3）氧化反應；（4）汽車尾氣處理6.1、分別給出分子篩離子交換度、交換容量和殘鈉量的定義交換度：即交換下來的Na+量占分子篩中原有Na+量的百分數交換容量：為每100g分子篩中交換的陽離子毫克當量數殘鈉量：交換后尚存在的鈉量6.2、簡述分子篩的主要四種催化作用（1）酸催化；（2）擇形催化；（3）雙功能催化；（4）催化氧化6.3、分子篩擇形催化有哪四種不同形式（1）反應物的擇形催化；（2）產物的擇形催化；（3）過渡狀態(tài)限制的擇形催化；（4）分子交通控制的擇形催化6.4、什么類型的分子篩具有催化氧化性能TS-1分子篩；ZSM-5分子篩6.5、請以甲醇與苯反應生產對二甲苯為例說明分子篩催化劑的擇形催化原理甲醇與苯反應可生成三種產物，分別為鄰二甲苯、間二甲苯和對二甲苯，其中鄰二甲苯與間二甲苯體積較大，不能通過分子篩通道，而對二甲苯可通過分子篩通道，這即為分子篩的產物擇形催化6.6、以NaY分子篩為例說明用離子交換法制備B酸型和Y分子篩的過程。7.1、依形態(tài)結構劃分，金屬催化劑分別有哪五種類型？1）塊狀金屬催化劑；2）分散或負載型金屬催化劑；3）合金催化劑；4）金屬互化物催化劑；5）金屬簇狀物催化劑。7.2、簡述金屬催化劑可以發(fā)生的四種反應類型。1）加氫反應；2)氧化反應；3）重整反應；4）氫醛化反應7.3、什么是d帶空穴？它與金屬催化劑的化學吸附和催化性能之間的關系式什么？ 金屬的d帶中某些能級未被充滿，可看作d帶中的空穴，稱為“d帶空穴”。有d帶空穴，就能與被吸附的氣體分子形成化學吸附鍵，生成表面中間物種，具有催化性能。d帶空穴愈多，末配對的d電子愈多，對反應分子的化學吸附也愈強。催化劑的作用在于加速反應物之間的電子轉移，這就要求催化劑既具有接受電子的能力，又有給出電子的能力。過渡金屬的d空穴正是具有這種