工业催化题目

1.1 A1(Fcc),A2(bcc),A3(hcp)堆积结构的填充分数Xi各是多少？0.74 0.68 0.741.2 什么是晶胞？若某晶面和晶胞的三条相邻边分别相交于a/2,b/3,2c/3,则该晶面的指标为？晶胞是晶体的最小重复单元，通过晶胞在空间平移无隙的堆砌而成晶体。

该晶面的指标（463）1.3 晶体的缺陷按几何形式划分为哪几种形式？点缺陷，线缺陷，面缺陷和体缺陷等3.1 什么是催化剂？催化剂是一种能够加速反应速率而不改变该反应的标准Gibbs自由焓变化的物质3.2 催化作用的四个基本特征是什么？催化剂为什么不能改变反应的平衡位置？催化指标有哪几个？基本特征a.催化剂只能加速热力学上可以进行的反应，而不能加速热力学上无法进行的反应b.催化剂只能加速反应趋于平衡，而不能改变平衡的位置（平衡常数Kf）c.催化剂对反应具有选择性d.催化剂的寿命原因：催化剂通过参与改变反应历程、降低反应的活化能来提高化学反应速率。

需要注意的是，催化剂不能改变化学反应的平衡常数，不能改变平衡转化率（对于给定的反应，在已知条件下，其催化和非催化过程的-△Gr值是相同的，即Kf值是相同的，所以平衡位置没有改变。

）催化指标：活性选择性稳定性3.3什么是助催化剂？分为哪几种？助催化剂是催化剂中加入的另一种或者多种物质，本身不具活性或活性很小的物质，但能改变催化剂的部分性质的物质，分为①结构型助催化剂②电子型(调变型)助催化剂3.4请说明催化剂载体的功能？1.提供有效的表面和合适的孔结构②增强催化剂的机械强度，使催化剂具有一定的形状③改善催化剂的热传导性④减少活性组分的含量⑤提供附加的活性中心⑥与活性组分之间的溢流现象和强相互作用3.5如何理解催化剂的活性和选择性？催化剂的活性：判断催化剂加速某化学反应能力高低的量度。

工业上常用给定温度下原料的转化率来表达，催化反应动力学中常用反应速率表达催化剂的选择性：催化剂有效地加速平行反应或串联反应中的某一个反应的性能。

可以用已消耗的原料中转化为目的产物的分率表示。

3.6 时空产率如何计算？时空产率：一定条件下单位时间内单位体积或单位质量的催化剂所得产物的量，Y T.S.。

例题：苯加氢生产环己烷，年产15000t环己烷的反应器內装有Pt/Al2O3催化剂2.0m3，若催化剂的堆积密度为0.66g/cm3，计算其时空产率。

解：1年按300天生产计算，则以单位体积(1m3)催化剂计算的为Y T.S.也可以用单位质量的催化剂来计算时空产率。

时空产率不能单独用来评价催化剂的活性。

3.7 布朗斯特（Bronsted）酸碱和路易斯（Lewis）酸碱的定义是什么？J.N.Brönsted对酸碱定义（B酸碱）(1)凡是能给出质子的物质称为酸;(2)凡是能接受质子的物质称为碱;G.N.Lewis定义（L酸碱）(1)所谓酸，乃是电子对的受体，如BF3(2)所谓碱，则是电子对的供体，如NH33.8 什么是B酸强度和L酸强度？B酸强度，是指给出质子的能力；L酸强度是指接受电子对的能力。

3.9 什么是超强酸？H0为多少？固体酸的强度若超过100%硫酸的强度，则称之为超强酸.100%硫酸的酸强度用Hammett酸强度函数表示时为H0 = －11.9，故固体酸强度H0 < －11.9者谓之固体超强酸或超酸3.10 什么是分子筛？其化学组成如何表示？分子筛是结晶型的硅铝酸盐，具有均匀的孔隙结构。

它们的化学组成可表示为M x/n[(AlO2)x·(SiO2)y] ·ZH2O3.11 分子筛催化剂具有什么特点？①分子筛催化剂具有优异的酸催化活性，它的酸性来源于交换态铵离子的分解、氢离子交换，或者是所包含的多价阳离子在脱水时的水解②分子筛上可载以铂、钯之类的金属，得到兼有金属催化功能和酸催化功能的双功能分子筛催化剂。

③分子筛催化剂的另一特征是它所具有的形状选择性3.12 导致分子筛择形选择性的机理有哪两种？择形催化有哪几种形式？导致择形选择性的机理有两种，一种是由孔腔中参与反应的分子的扩散系数差别引起的，称为质量传递选择性；另一种是由催化反应过渡态空间限制引起的，称为过渡态选择性。

择形催化的四种形式：反应物择形催化产物的择形催化过渡态限制的择形催化分子交通控制的择形催化3.13 金属催化剂包括哪几种类型？金属催化剂是一类重要的工业催化剂。

主要包括块状催化剂,分散或者负载型的金属催化剂，金属互化物催化剂, 合金催化剂, 金属簇状物催化剂，这5类金属催化剂3.14 什么是金属晶体的费米（Fermi）能级？在绝对零度下，电子成对从最低能级开始一直向上填充，只有一半的能级有电子，能级高的一半能级没有电子。

空的能级带和满的能级的分界处, 即电子占用的最高能级称为费米(Fermi)能级(金属的费米能级)。

3.15金属价键模型中的d特性百分数是什么意思？用什么符号表示？价键理论认为，过渡金属原子以杂化轨道相结合。

杂化轨道通常为s、p、d等原子轨道的线性组合，称之为spd或dsp杂化。

杂化轨道中d原子轨道所占的百分数称为d特性百分数，用符号d%表示。

它是价键理论用以关联金属催化活性和其他物性的一个特性参数。

3.16什么是溢流现象？其发生的条件是什么？溢流现象，是指固体催化剂表面的活性中心(原有的活性中心)经吸附产生出一种离子或者自由基的活性物种，它们迁移到别的活性中心处(次级活性中心)的现象。

溢流现象的发生至少两个必要的条件: (A)溢流物种发生的主源；(B)接受新物种的受体，它是次级活性中心。

3.17造成催化反应结构非敏感性的原因有哪几种?表面再构（Surface construction），提取式化学吸附，活性部位不是位于表面上的金属原子3.18 双金属系中作为合金催化剂主要有哪几类？双金属系中作为合金催化剂主要有三大类。

第一类为第VIII族和IB族元素所组成的双金属系，如Ni-Cu、Pd-Au等；第二类为两种第IB族元素所组成的，如Au-Ag、Cu-Au等；第三类为两种第VIII族元素所组成的，如Pt-Ir、Pt-Fe等。

3.19 半导体主要分哪几类？半导体分为三类：本征半导体、n型半导体和p型半导体。

3.20 氧化物表面M=O键的成键方式有哪几种？可以有2种不同的成键方式形成M=O的σ-π双键结合:（a）金属Co的e g轨道（即d x2-y2与d z2）与O2的孤对电子形成σ键；或金属Co的e g轨道与O2的π分子轨道形成σ键；（b）金属Co的t2g轨道（d x y，d x z，d y z）与O2的π*分子轨道形成π键。

3.21 请说明正常的尖晶石结构？正常的尖晶石结构，A原子占据正四面体位，B原子占据正八面体位。

3.22 Fermi能级与电子逸出功有什么联系？E f提高，使电子逸出变易；E f降低使电子逸出变难。

4.1什么是络合催化剂，络合催化的重要特征是什么？络合催化剂，是指催化剂在反应过程中对反应物起络合作用，并且使之在配位空间进行催化的过程。

络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)。

能够通过在配位空间内的空间效应和电子因素以及其他因素对其过程、速率和产物分布等，起选择性调变作用。

4.2络合物加成活化分为哪几种方式？①氧化加成活化②均裂加成活化③异裂加成活化5.1 P124三效催化剂：汽车尾气净化采用的催化剂，目前广泛使用的是三效催化剂。

它在操作条件下可同时将尾气中的CO,HC和NOx净化处理，达到环保要求的限制标准。

三效催化剂的构成主要由载体涂层和活性组分所组成。

5.2P135 原子经济性=被利用源自质量/反应中所使用全部反应物分子的量6.1P146 燃料电池：是一种能量转换系统，是将燃料的化学能连续不断的直接转换成电能的电化学装置又称为电化学发电器7.1 P155酶催化的特点：1.催化效率极高2.具有高度的专一性，绝对专一性，相对专一性3.条件温和9.1主要组分选择的依据主要为？1）根据有关催化理论归纳的参数；2）基于催化反应的经验规律；3）基于活化模式的考虑。

9.2催化剂设计参数的四要素是什么？活性、选择性、稳定性/寿命、再生性。

9.3对许多涉及氧的反应，氧化物催化剂的活性顺序为？p型半导体氧化物最活泼，绝缘体次之，n型半导体氧化物最差。

9.4载体为什么能延长催化剂的寿命？a）提高耐热性：一般用耐火材料作为载体b）提高耐毒性：使活性组分高分散；载体可以吸附部分毒物，甚至可以分解部分毒物。

c）提高传热系数：可以防止催化剂床层的过热而导致催化剂活性下降。

d）催化剂活性组分的稳定化：降低某些易升华活性组分如MoO3、Re2O7、P2O5、T e的损失，延长催化剂的寿命。

10.1沉淀法制备催化剂的基本原理和一般步骤是什么？沉淀法的基本原理是在含金属盐类的水溶液中，加进沉淀剂，以便生成水合氧化物、碳酸盐的结晶或凝胶。

将生成的沉淀物分离、洗涤、干燥、焙烧、成型后，即得催化剂。

步骤：沉淀作用，沉淀物分离、洗涤、干燥、焙烧、成型10.2如何选择沉淀剂？最常用的沉淀剂是什么？尽可能使用易分解并含易挥发成分的沉淀剂。

常用沉淀剂有氨气、氨水和铵盐，还有二氧化碳, 碳酸盐和碱类以及尿素等。

最常用的沉淀剂是氢氧化铵和碳酸铵等；10.3按照加料顺序，沉淀法可以分为哪几类？加料顺序对沉淀物性质有较大影响。

a.正加法：将沉淀剂加到金属盐类溶液中；b.倒加法：将盐类溶液加到沉淀剂中；c.并加法：将盐溶液和沉淀剂同时按比例加到中和沉淀槽中。

10.4晶型和非晶型沉淀的形成条件分别是什么？晶形沉淀的形成条件：①开始沉淀时，沉淀剂在不断搅拌下均匀而缓慢的加入，以免发生局部过浓同时也能维持一定的过饱和度。

沉淀应在适当稀的热溶液中进行。

沉淀完毕待老化、冷却后过滤洗涤；②沉淀应放置老化。

沉淀在其形成之后发生的一切不可逆变化称之为老化。

这些变化主要是结构变化和组成变化。

老化过程中，细小晶体会溶解并沉积在粗晶体上，从而可以得到颗粒大小较为均匀的粗晶体，同时也导致孔隙结构和表面积的变化。

还可以去除杂质或形成更稳定沉淀。

非晶形沉淀的形成条件：①在含有适当电解质、较浓的热溶液中进行沉淀。

电解质的存在能使胶体颗粒凝聚，浓溶液胶体粒子的水合程度较小，可以获得比较紧密凝聚的沉淀。

在不断搅拌下，迅速加入沉淀剂，使其尽快分散到全部溶液中，于是沉淀迅速析出；②待沉淀析出后，加入较大量的热水稀释，减小杂质在溶液中的浓度，使一部分被吸附的杂质转入溶液。

加入热水后，一般不宜放置，应立即过滤，以防沉淀进一步凝聚。

在某些特定条件下，也可以加热水放置老化，以制备特殊结构的沉淀。

10.5焙烧在催化剂制备过程中的作用是什么？其作用有：a. 通过热分解除去水和挥发性物质，使催化剂转换成所需的化学成分和化学形态；b. 借助固态反应、互溶和再结晶获得一定的晶型、孔径和比表面积等；c. 使微晶烧结，提高机械强度，获得较大孔隙率10.6什么是催化剂的活化？其目的是什么？10.7浸渍法的优点是什么？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）11.1什么是空速，堆密度和比孔体积（孔容）？停留时间的倒数称为空速；气体空速按反应物气流量速率计算；液体空速按液体流量速率计算；重量空速按反应物质量流速除以催化剂重量所得比值计算；堆密度：用量筒测量催化剂体积V堆=V隙+V孔+V真比孔体积(孔容)：每克催化剂颗粒内所有孔的体积总和；11.2如何消除外扩散限制？⑴为了消除内扩散对反应的影响而降低粒径时，会导致温度差升高。