工业催化期末复习题完整版
工业催化复习题
工业催化复习题工业催化复习题1一、填空1. 催化剂只能而不改变反应的。
2. 多相催化剂通常由、、三部分组成。
3. 评价工业催化剂性能好坏的指标有、、、、等。
4. 在多相催化反应中有、、三类控制步骤。
在连串反应中,控制步骤总过程速度。
当过程处于时,催化剂内表面利用率最高。
5. 固体酸表面存在和两类酸性中心;两者的转化条件是。
6. 催化剂表面能量分布的类型有、、三种形式。
7. Langmuir 吸附等温式用于,吸附量与压力的关系是。
8. 吸附热表征。
催化活性与吸附热之间的关系。
9. 半导体的附加能级有和两种,N 型半导体的附加能级是能级,它使半导体的E f,电导率。
10. 络合物催化剂由和两部分组成。
11. 常用的工业催化剂制备方法有、、等。
12. 造成催化剂失活的原因有、、等。
13. 催化剂上的吸附有和两种类型;H2的吸附常采用,烯烃的吸附常采用。
反应物在催化剂上的吸附态决定了催化反应的。
14. 按照助剂的功能,它可以分为、两类。
15. d 轨道在四面体配位场中能级分裂为、两组;当电子成对能P<―分裂能Δ时,电子采取排布。
16. 影响过渡金属的催化剂活性的因素有、两方面,组成合金可以调节过渡金属催化剂的因素。
17. 分子筛催化剂的特点是。
常用的分子筛催化剂有、等。
18. 均相催化的优点是、;但其缺点是、等。
19. 选择性的定义是,其计算公式是。
二、画出[PtCl 3(CH 2=CH 2)] 的空间构型及电子结构图,并指出CH =CH 2活化的原因。
三、(二选一)1.写出CO+O 2→CO 2 在 P 型半导体催化剂上的反应机理。
2.试解释 N 型半导体催化剂利于加氢反应。
四、载体的作用有哪些?五、举例说明混合氧化物的表面酸性是如何形成的。
六、判断与改错1.催化剂加快化学反应速度,增大反应平衡常数。
2.催化剂吸附气体能力越强,其催化活性越高。
3.金属催化剂的 d%越大,催化活性越高。
4.半导体的能带结构都相同。
工业催化原理复习题.doc
工业催化原理复习题.doc工业催化原理2012-2013-2一、名词解释1.积炭发动机长吋间工作吋机汕、灰尘、杂物等留下的汕泥。
汽缸内的汕泥一般称为“积炭”。
2.吸附等温线吸附等温曲线是指在一定温度H容质分子在两相界面上进行的吸附过程达到T衡时它们在两相中浓度之间的关系曲线。
3.比孔容4.固体超强酸100%硫酸的酸强度用Hammett酸强度函数表示吋,其酸强度为Ho =-11.9,我们把酸强度H。
<一11.9的固体酸称为固体超强酸。
5.构型扩散二、填空题1._____________________________________ 根据催化体系催化反应可分为和_________________________________________ 。
2.__________________________ 催化剂的密度有____ , _______________ 和o3._________________________________ 金属化学键的理论方法有_________ , _____________________________________ 和____________ o4.半导体的导电性介于道题和绝缘体之间,导体分为_____________ , _________ 和____________ o_5._____________________________________ 根据反映程度氧化反应可分为和t6.__________________________________________________ 催化剂的活性变化可分为诱导期或成熟期、_________________________________ 和_____________ 三个阶段。
7.P型半导体中含宥易于接受电子的杂质,这种杂质称为____________________ o8._____________________________________________ 助催化剂根据其所起作用不同分为_______________________________________ 和________________ 。
(完整word版)工业催化试卷及答案
骨架:β笼中的四个六元环联结而成
形态:金刚石型结构(属立方晶系)
主晶穴:β笼和六方棱柱围成。孔道8~9Å最大孔径为12元环
32.简述用沉淀法制备催化剂时老化的作用。
发生晶型完善及晶型转变,使晶型沉淀形成均匀晶粒或减少非晶型沉淀中杂志的浓度形成稳定晶粒
33.简述沸石分
22.有机物的乙酰化要用L酸位催化。(t)
23.X型和Y型分子筛的结构是一样的。(f)
24.择形催化是分子筛的主要特征。(t)
25.金属的禁带宽度很大。(f)
()
四、名词解释(每小题4分,共20分)
26.催化剂
凡能加速化学反应趋向平衡,而在反应前后其化学组成和数量不发生变化的物质。
40.按参考文献标准格式列出本文出处。
一、单项选择题(每小题1分,共10分)
1.为催化剂提供有效的表面和适宜孔结构的是()
A.活性组分B.载体
C.助剂D.助催化剂
2.BET等温式属于五种吸附等温线中的类型()
A. B. C. D.
3.能给出质子的称为()
A.B酸B.B碱
C.L酸D.L碱
4.工业上氧化乙烯制环氧乙烷的催化剂是()
A.Cu/γ-Al2O3B.Ag/α-Al2O3
C.Ag/γ-Al2O3D.Ni/γ-Al2O3
5.所有金属催化剂几乎都是过渡金属,主要是因为它们______()
A.易失去电子B.易得到电子
C.易强烈吸附反应物D.有着d电子结构
6.X型分子筛最大孔径约为()
A.0.4nm B.0.6nm
C.0.7nmD.0.8nm
7.金属在载体上的细微程度用()
27.超强酸
是一种酸性比100%硫酸还强的酸。H。<-11.9
工业催化期末考试试题
工业催化期末考试试题# 工业催化期末考试试题## 第一部分:选择题(每题2分,共20分)1. 工业催化中,催化剂的主要作用是:- A. 提高反应速率- B. 降低反应温度- C. 改变反应途径- D. 增加产物选择性2. 以下哪个不是催化剂的物理性质?- A. 比表面积- B. 孔隙结构- C. 化学稳定性- D. 反应活性3. 催化剂的活性中心通常具有以下哪些特性?- A. 高能量- B. 高选择性- C. 高稳定性- D. 低反应性4. 催化剂的失活通常由以下哪些因素引起?- A. 热失活- B. 毒化- C. 机械磨损- D. 所有以上5. 以下哪个是工业催化中常用的催化剂载体?- A. 活性炭- B. 氧化铝- C. 硅藻土- D. 金属铂## 第二部分:简答题(每题10分,共30分)6. 简述催化剂在工业生产中的重要性。
7. 描述催化剂的活性、选择性和稳定性之间的关系。
8. 解释催化剂失活的原因,并提出可能的解决策略。
## 第三部分:计算题(每题15分,共30分)9. 假设一个催化反应的速率常数 \( k \) 与温度 \( T \) 有关,关系式为 \( k = A \cdot e^{-\frac{Ea}{RT}} \),其中 \( A \) 是频率因子,\( Ea \) 是活化能,\( R \) 是气体常数。
如果已知在温度 \( T_1 \) 时反应速率为 \( v_1 \),在温度 \( T_2 \) 时反应速率为 \( v_2 \),试推导出 \( T_1 \) 和 \( T_2 \) 之间的关系。
10. 某工业反应器中,催化剂的表面积为 \( S \),反应物的浓度为\( C \),反应速率与反应物浓度成正比,比例常数为 \( k \)。
如果反应器的体积为 \( V \),试计算在稳态条件下,反应器中的反应速率。
## 第四部分:论述题(每题20分,共20分)11. 论述工业催化在环境保护和能源转换中的应用,并举例说明。
工业催化复习题及答案
1、论述催化剂是如何加速反应速率的?催化剂可以改变反应路线,降低反应的活化能,使反应物分子中活化能的百分数增大,反应数率加快2、催化作用有哪些基本特征?1) 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。
2) 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)。
3) 催化剂对反应具有选择性。
4) 催化剂的寿命3、说明催化剂为什么不能改变平衡反应的平衡位置?化学平衡是由热力学决定的,DG0=RTlnKP,其中KP为反应的平衡常数,DG0是产物与反应物的标准自由焓之差,是状态函数,只决定于过程的始终态,而与过程无关,催化剂的存在不影响DG0值,它只能加快达到平衡所需的时间,而不能移动平衡点4、具有加氢功能的催化剂往往对脱氢反应也有活性。
试给予解释。
根据Kf=K1/K2,催化剂可以以相同的比例加速正、逆反应速率常数。
因此,对于可逆反应,能够催化正方向反应的催化剂,就应该能催化逆方向反应。
5、通常固体催化剂有哪几个部分组成的?活性组分、助催化剂、载体6、试说明催化剂稳定性与寿命的区别与联系。
稳定性:是指催化剂的活性和选择性随时间变化的情况。
寿命:是指在工业生产条件下,催化剂的活性能够达到装置生产能力和原料消耗定额的允许使用时间。
区别:前者指的是变化情况,后者指的是时间长短。
联系:催化剂的稳定性直接影响了其寿命,稳定性好的催化剂的寿命长,稳定性不好的则短。
7、多相催化反应通常包括哪个连续的步骤?(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。
8、试比较物理吸附与化学吸附。
物理吸附是借助分子间力,吸附力弱,吸附热小(8-20kJ/mol),且是可逆的,无选择性,分子量越大物理吸附越容易发生。
工业催化考试复习
1.催化剂得作用催化剂能加快化学反应速度,但它本身不因化学得结果而消耗,它也不会改变反应得最终热力学平衡位置。
2.载体得作用有哪些?分散作用稳定化作用支撑作用传热与稀释作用助催化作用3、均相催化所有反应物与催化剂分子分散在一个相中,如均相酸碱催化、均相络合催化。
4、多相催化催化剂与反应物处于不同得相,催化剂与反应物有相界面将其隔开。
如气液、液液、液固、气固、气液固。
5、简述多相催化反应过程包括得五个过程。
反应物向催化剂表面扩散反应物向催化剂表面吸附被吸附得反应物在表面上迁移、化学重排与反应产物由催化剂表面上脱附产物离开催化剂周围得介质扩散6、烧结粉状或粒状物料经加热至一定温度范围而固结得过程7、选择性转化为目得得产物所消耗得某反应物量/某反应转化得总量8、在估量一个催化剂得工业价值时,哪三个因素最重要?考虑得顺序就是什么?她们分别就是活性、选择性与寿命。
考虑得顺序:9、简述化学吸附得单层与物理吸附得单层得不同之处化学吸附得单层吸附量,即为占领吸附剂得所有吸附部分所需得吸附质得量,而吸附质得吸附部位则就是由吸附剂得结构与吸附物得化学性质所决定得。
物理吸附得单层吸附量,则就是分子式以密集排列得形式,以完全得单层分子遮盖表面所需得吸附质得量10、如何确定半导体氧化物为n型或p型?N型氧化物得电导由导带中得电子数决定,而p型氧化物得电导则由价带中得正穴数决定。
基于这个原理,可以用下述方法确定非计量氧化物就是n型还就是p型。
将氧化物基于一定压力得氧气氛中,并测量氧化物得电导随氧气压得变化,如果电导随氧气压力增加而增加,则此氧化物为p型,相反则为n型。
11、在n型与p型半导体催化剂中加入施主杂质,其电导率与逸出功有何变化?N型半导体催化剂加入施主杂质后,它得导电率提高,逸出功降低。
因为n型半导体靠自由电子导电,加入施主杂质后,使得导带自由电子增加,所以导电率提高,Ef提高逸出功降低;而p 型半导体催化剂加入施主杂质后,它得导电率降低,逸出功也降低。
工业催化复习题
⼯业催化复习题1什么是催化剂?催化剂作⽤的特征是什么?催化剂定义:凡能加速化学反应趋向平衡,⽽在反应前后其化学组成和数量不发⽣变化的物质。
特征①不能改变化学平衡②通过改变化学反应历程⽽改变反应速度③对加速化学反应具有选择性2⼯业催化剂的基本指标是什么?⼯业催化剂的性能要求有哪些?基本指标:活性、选择性、寿命、经济性。
性能要求:活性、选择性、⽣产能⼒、稳定性、寿命、机械强度、导热性能、形貌和粒度、再⽣性。
3什么是催化剂的稳定性?什么是催化剂的寿命?催化剂的稳定性是指催化剂在使⽤条件下具有稳定活性的时间。
催化剂的寿命是指从开始使⽤到活性下降到⽣产不能再⽤时所经历的时间。
4什么是催化剂失活?导致催化剂失活的主要原因有哪些?定义:在恒定反应条件下进⾏的催化反应的转化率随时间增长⽽下降的的现象叫催化剂失活。
原因:中毒、⽣焦、烧结、活性组分流失5如何计算催化剂的活性(转化率 X 、转换数TON 转换频率TOF ?( P 12)反应速率表⽰法、反应速率常数表⽰法、转化率表⽰法。
转化率X:反应物A 的总量/流经催化床层进料中反应物 A 的总量转换数TON 催化剂上每个活性位通过催化循环使总反应发⽣的次数转换频率TOF 每个活性位每秒时间内完成的催化循环的次数6固体催化剂的组成有⼏部分?说明合成氨催化剂各部分的作⽤?说明各部分的作⽤?组成:活性组分(主催化剂和共催化剂)、载体、助催化剂。
各部分作⽤:Fe为活性组分;AI2O3为载体;K20为助催化剂。
Pt 活性组分,Sn 助催化剂,AI2O3酸功能性载体。
7. 固体催化剂载体的作⽤是什么?常⽤的载体有哪⼏种?作⽤:分散作⽤、稳定化作⽤、⽀撑作⽤、传热和稀释作⽤、助催化作⽤。
常⽤载体:低⽐表⾯(刚⽟、碳化硅、浮⽯、硅藻⼟、⽯棉、耐⽕砖);⾼⽐表⾯(氧化铝、 SiO2/Al2O3、铁矶⼟、⽩⼟、氧化镁、硅胶、活性炭)。
8. 多相催化反应的步骤有哪些?(课本 P 14)外扩散-内扩散-化学吸附-表⾯反应-脱附-内扩散-外扩散I物理过程 9、什么是扩散控制、动⼒学控制?提⾼宏观反应速率措施?扩散控制:最慢步骤是物理过程--扩散动⼒学控制:最慢步骤是化学过程--吸附、脱附、表⾯反应措施:外扩散控制:提⾼⽓流速率。
山东理工大学《工业催化化学》期末考试复习题参考
催化化学复习题选择题1.一般用于填充床的球形催化剂的颗粒直径为(A)A.1~20 mm B.2~ 10mm C.20~40mm D.8~14目2.关于催化剂描述不正确的是(C)A.催化剂量与化学计量方程式无关B.反应速度通常与催化剂量成正比C.加速反应但不参加反应者也是催化剂D.参加反应后催化剂会有变化但很微小3.γ-Al2O3是(A)A.酸性载体B.两性载体C.中性载体D.碱性载体4.一般来讲反应器直径与催化剂颗粒的直径比应控制在(B)A.1-5 B.5-10 C.10-15 D.15-205.浓硫酸催化甲酸与甲醇的酯化反应是(D)A.液-液多相催化反应B.酶催化反应C.液固多相催化反应D.均相催化反应6.正丁烯异构为异丁烯选用的催化剂是(C)A.过渡金属催化剂B.过渡金属氧化物催化剂C.酸性催化剂D.碱性氧化物催化剂7.工业上用于空气氧化乙烯制环氧乙烷的Ag/α-Al2O3催化剂中Ag和α-Al2O3分别作为(B)A.主催化剂和助催化剂B.主催化剂和载体C.载体和主催化剂D.助催化剂和主催化剂8.合成氨催化剂Fe-K2O-Al2O3中对各组分作用描述正确的是(A )A.Fe是主催化剂,K2O是电子助催化剂,Al2O3是结构助催化剂B.Fe与K2O是主催化剂,Al2O3是结构助催化剂C.Fe是主催化剂,K2O是结构助催化剂,Al2O3是电子助催化剂D.K2O是主催化剂,Fe是电子助催化剂,Al2O3是结构助催化剂9. Pt/Al2O3重整催化剂中各组分所起的催化作用是(A)A.Pt起脱氢催化作用,Al2O3起酸催化与载体作用B.Pt起氧化催化作用,Al2O3起酸催化与载体作用C.Pt起脱氢催化作用,Al2O3只作为载体而没有催化作用D.Pt起脱氢催化作用,Al2O3只起酸催化作用10.苯加氢变环己烷反应所使用的催化剂是(C )A.Al2O3B.V2O5C.Ni/Al2O3D.CuO11.乙醇在γ-Al2O3催化下脱水生成乙烯的反应属于(B)A.气液多相催化反应B.气固多相催化反应C.液固多相催化反应D.均相催化反应12.MgO载体是(D)A.酸性载体B.两性载体C.中性载体D.碱性载体13.下列选项中关于物理吸附的描述正确的是:(C)A.物理吸附前后分子结构发生变化 B. 物理吸附涉及的是价键力C. 物理吸附热一般较小D. 物理吸附总是吸热的。
工业催化复习题及答案
1、论述催化剂是如何加速反应速率的?催化剂可以改变反应路线,降低反应的活化能,使反应物分子中活化能的百分数增大,反应数率加快2、催化作用有哪些基本特征?1) 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。
2) 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)。
3) 催化剂对反应具有选择性。
4) 催化剂的寿命3、说明催化剂为什么不能改变平衡反应的平衡位置?化学平衡是由热力学决定的,DG0=RTlnKP,其中KP为反应的平衡常数,DG0是产物与反应物的标准自由焓之差,是状态函数,只决定于过程的始终态,而与过程无关,催化剂的存在不影响DG0值,它只能加快达到平衡所需的时间,而不能移动平衡点4、具有加氢功能的催化剂往往对脱氢反应也有活性。
试给予解释。
根据Kf=K1/K2,催化剂可以以相同的比例加速正、逆反应速率常数。
因此,对于可逆反应,能够催化正方向反应的催化剂,就应该能催化逆方向反应。
5、通常固体催化剂有哪几个部分组成的?活性组分、助催化剂、载体6、试说明催化剂稳定性与寿命的区别与联系。
稳定性:是指催化剂的活性和选择性随时间变化的情况。
寿命:是指在工业生产条件下,催化剂的活性能够达到装置生产能力和原料消耗定额的允许使用时间。
区别:前者指的是变化情况,后者指的是时间长短。
联系:催化剂的稳定性直接影响了其寿命,稳定性好的催化剂的寿命长,稳定性不好的则短。
7、多相催化反应通常包括哪个连续的步骤?(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。
8、试比较物理吸附与化学吸附。
物理吸附是借助分子间力,吸附力弱,吸附热小(8-20kJ/mol),且是可逆的,无选择性,分子量越大物理吸附越容易发生。
工业催化试题及答案
工业催化试题及答案一、选择题1. 工业催化是指利用催化剂促进化学反应进行的过程。
下列关于工业催化的说法正确的是:A. 催化剂会在反应中发生永久性变化B. 催化剂的用量在反应中一直保持不变C. 催化剂可以降低反应的活化能D. 催化剂在反应中会被完全消耗答案:C2. 工业催化中常用的催化剂包括以下哪一种:A. 金属材料B. 生物酶C. 无机盐D. 有机物答案:A3. 工业催化可以用于以下哪个领域:A. 化肥生产B. 汽车尾气处理C. 化妆品制造D. 塑料加工答案:A、B、D二、填空题1. 工业催化反应中,催化剂的作用是降低反应的活化能,并提高反应的________。
答案:反应速率2. 工业催化常用的催化剂具有_______活性,并具有较大的表面积。
答案:高3. 工业催化常用的金属催化剂有________、________等。
答案:铂、铜三、简答题1. 简述催化剂的作用原理及主要影响因素。
答:催化剂通过提供反应活化能的替代路径,降低了反应的活化能,加速了反应速率。
催化剂的活性主要取决于其表面结构和晶格缺陷等因素。
另外,催化剂的选择也受到温度、压力、反应物浓度等条件的影响。
2. 举例说明工业催化的应用。
答:工业催化广泛应用于各个领域。
例如,氨合成过程中,铁催化剂被用于促进氮气和氢气的反应生成氨。
另外,催化剂也被用于汽车尾气处理中的氧化还原反应,将有害废气转化为无害物质。
此外,工业催化还用于聚合物的生产、石油加工等领域。
四、论述题工业催化在现代化工生产中发挥着重要的作用。
它不仅可以提高反应速率和产物纯度,还可以减少能源消耗和环境污染。
工业催化的发展离不开催化剂的研究和设计。
催化剂的研究是工业催化的基础。
通过研究催化剂的物理、化学性质,可以了解催化剂的活性和稳定性,为催化反应的优化提供依据。
而催化剂的设计则是根据反应体系的需求,选择合适的催化剂材料和结构。
合理的催化剂设计可以提高反应效率和选择性,降低生产成本和环境风险。
工业催化复习题
⼯业催化复习题⼀、基本概念:1、催化作⽤:催化剂是⼀种物质,它能够加速反应的速率⽽不改变该反应的标准Gibbs ⾃由焓变化。
这种作⽤称为催化作⽤。
2、⽐活性:与催化剂单位表⾯积相对应的活性称为⽐活性。
3、溢流现象:固体催化剂表⾯活性中⼼,经吸附产⽣⼀种离⼦或⾃由基的活性物种,它们迁移到其他的活性中⼼上的现象。
4、双功能催化剂:催化剂不进具有氧化还原功能外,还必须具备酸性催化的功能。
5、表⾯弛豫:位于表⾯的原⼦或分⼦,在⼀定的化学或物理环境下,寻找新的平衡位置,以致改变表⾯第⼀层和第⼆层原⼦之间的距离,这种现象为表⾯弛豫。
6、Br?nsted 酸和Lewis 酸:凡是能给出质⼦或者接受电⼦对的物质称为酸(B 酸或L 酸)7、固体超强酸:固体酸的强度超过100%硫酸的酸强度,称之为超强酸。
因为100%硫酸的酸强度⽤酸强度函数Ho 表⽰为–11.9,Ho <–11.9的固体酸就称为固体超强酸。
8、择形催化:沸⽯具有规正的孔道和孔笼结构,宽敞的通道和孔道⼝限制进出的分⼦,使得催化剂的形状和⼤⼩具有选择性。
9、晶⾯指标:规定⼀套整数hkl 来反映某特定晶⾯及其相应平⾯点阵组的取向,这⼀套整数称为晶⾯指标。
10、d 特性百分数(d%):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。
d ⽳是d 能带中未配对的电⼦数。
11、分散度:⾦属在载体上微细的程度⽤分散度D(dispersion)表⽰,或曝露百分数(P.E.)。
催化剂总⾦属原⼦表⾯⾦属原⼦g D /12、施主能级和受主能级:施主能级——提供电⼦的附加能级。
受主能级——空⽳产⽣的附加能级。
13、n 、p 型半导体: n 型半导体:靠与⾦属原⼦结合的电⼦导电的半导体。
p 型半导体:靠晶格中正离⼦空⽳传递⽽导电的半导体。
14、络合催化:催化剂在反应中对反应物起络合作⽤,使之在配位空间进⾏催化的过程。
15 、溶胶:当分散在介质中的分散相颗粒粒径为1~100nm 时,这种溶液称为胶体溶液。
工业催化复习题(定单)解析
《工业催化》复习题1、简述合成氨催化技术在催化科学与技术中的重要作用。
P32、简要叙述上世纪催化技术的几个重要贡献。
催化技术在上世纪的另一重大成就,是三大合成(合成塑料、合成纤维、合成橡胶)催化剂的发现。
3、催化作用的定义及特征。
催化剂定义:催化剂是一种物质,它能够加速反应的速率而不改变该反应的标准Gibbs自由焓变化。
这种作用称为催化作用。
涉及催化剂的反应称为催化反应。
催化作用特征:○1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;○2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)○3催化剂对反应具有选择性○4催化剂的寿命4、催化剂载体的功能是催化活性组分的分散剂、黏合物和支撑体,是负载活性组分的骨架。
①提供有效的表面和适宜的孔结构②增强催化剂的机械强度③改善催化剂的传导性④减少活性组分的含量⑤载体提供附加的活性中心⑥活性组分与载体之间的溢流现象和强相互作用5、工业催化剂的一般要求是什么?○1活性和选择性○2稳定性和寿命指标○3稳定性和寿命指标6、催化剂助剂的种类及作用。
助催化剂是催化剂中具有提高催化剂活性、选择性、改善催化剂耐热性、抗毒性、机械强度和寿命等性能的组分。
助催化剂本身并无催化活性,但只要在催化剂中添加少量的助催化剂,即可显著改进催化剂的性能。
①结构助催化剂②电子助催化剂③晶格缺陷助催化剂④选择性助催化剂⑤扩散助催化剂7、用乙烯氧化制环氧乙烷的银催化剂为例,说明吸附与催化过程。
8、简述多相催化反应过程①反应物分子从流体主体通过滞流层向催化剂外表面扩散(外扩散); ②反应物分子从催化剂外表面向孔内扩散(内扩散); ③反应物分子在催化剂内表面上吸附;④吸附态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的化学反应; ⑤反应产物从催化剂内表面脱附;⑥脱附的反应产物自内孔向催化剂外表面扩散(内扩散), ⑦产物分子从催化剂外表面经滞流层向流体主体扩散(外扩散)上述步骤中, ① ②⑥和⑦为传质过程. ③ ④和⑤为表面化学过程,或称化学动力学过程.表面化学过程与催化剂表面结构有关。
工业催化复习题
工业催化复习题工业催化复习题1、按照催化反应系统物相的均一性进行分类,可将催化反应分为____ _________、______________、_______________。
1、按照催化反应机理进行分类,可将催化反应分为______________、_______________两种类型。
1、根据催化剂各组分的作用可分为主、、和。
1、根据助催化剂的功能可分为以下、、和催化剂。
1、载体是催化剂中主催化剂和助催化剂的分散剂,其作用可以归纳为、、、和。
1、催化剂各组元的、、和等存在状态直接影响催化剂的催化性能。
1、根据催化反应机理和催化剂与反应物化学吸附状态,可将催化循环为和。
2、根据分子在固体表面吸附时的结合力不同,吸附可分为_________和________。
2、根据分子化学吸附时化学键断裂情况,吸附可分为________和___________。
2、化学吸附按其所需活化能的大小可分为__ _和__ _____。
2、催化剂的孔结构参数主要包括_ _、_ _、_ _、_ _和。
2、吸附质分子在催化剂孔内存在的几种扩散形式有__ 、_ _、__ __和。
3、固体酸性质包括三个方面:即、__ __和_ __。
3、沸石分子筛可视为由结构单元逐级堆砌而成,一级结构单元为_ ___四面体,二级结构单元是由四面体通过氧桥形成的__ _,二级结构单元还可以通过氧桥进一步连接成。
3、根据酸碱质子理论,凡是能够提供质子的物质称为;凡是能接受质子的称为。
3、根据酸碱电子理论,凡是能够接受电子对的物质称为;凡是能提供电子的称为_ __。
3、固体酸表面酸性质的测定方法有和。
3、沸石分子筛的择形催化根据Csicsery的观点可分为三种:__、_ _、_ _。
3、多相酸碱催化剂对烃类的催化多按进行。
4、金属催化剂的电子逸出功φ和反应物分子的电离势I 的大小,反应物分子在催化剂表面上进行化学吸附时,电子转移情况:当φ>I 时,电子从向金转移;当φ<I 时,电子从向转移;当φ≈I 时,电子难以在反应物分子与催化剂之间转移,两者各提供一个电子形成。
(完整)工业催化考试复习题
1.绿色化学:利用一系列原理来降低和消除在化工产品的设计、生产及应用中有害物质的使用和产生.2.零排放:指无限的减少污染物和能源排放直至为零的活动。
3。
手性催化:手性就是物质的分子和镜像不重合性4.手性化合物:指分子量、分子结构相同,但左右排列相反的化合物,如实与其镜中的映体。
5.择形催化:沸石具有规则的孔道和孔笼结构,宽敞的通道和孔道靠可限制及区分进出的分子,使其具有形状及大小选择性,故称这种催化为择形催化.6.催化剂:在化学反应中能改变其他物质的反应速率而自身质量和化学性能不发生改变的物质,又称工业味精。
7.催化剂中毒:原料中的杂质,反应中形成的副产物等是催化剂的活性,选性明显降低或丧失的现象8。
溢流:固体表面吸附物(离子或自由基)迁移到次级活性中心的现象.9.载体:是活性组分的分散剂、黏合物或支撑体,是负载活性组分的骨架.可划分为低比表面积和高比表面积两类.10.助催化剂:加入到催化剂的少量物质,是催化剂的副主成分,其本身没有活性或者活性很小,但把它加入到催化剂中后,可以改变催化剂的化学组成、化学结构、离子价态、酸碱性、晶格结构、表面构造、分散状态、机械强度等。
11。
环境友好:主要包括预防污染的少废或无废的工艺技术和产品技术,同时也包括治理污染的末端技术。
12.强相互作用:作用于强子之间的力。
(时空产率单位:mol/(l*h))13。
时空产率:单位体积或单位面积的设备在单位时间内得到目的产物的数量。
14.超强酸:固体酸的强度若超过100%硫酸的酸强度,称为超强酸。
15。
超强碱:强度较中性物质高出19个单位的碱性物质,称为超强碱.16.杂多酸:由杂原子和配位原子按一定的结构通过氧原子配位桥联组成的一类含氧多酸,或为多氧族金属配合物。
17.分子筛:分子筛是结晶型的硅铝盐酸,具有均匀的孔隙结构。
18。
络合催化: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。
19。
三效催化:把一氧化碳,碳氢化合物,氮氧化合物分别氧化还原为对人体无害的二氧化碳,氮气,水蒸气时进行催化的过程。
工业催化期末考试题及答案
工业催化期末考试题及答案一、选择题(每题2分,共20分)1. 工业催化中,催化剂的主要特性不包括以下哪一项?A. 活性B. 选择性C. 稳定性D. 毒性答案:D2. 下列哪种物质不是催化剂的载体?A. 活性炭B. 氧化铝C. 氧化铁D. 硫酸答案:D3. 在催化反应中,催化剂的作用是:A. 提高反应物浓度B. 改变反应物的化学性质C. 降低反应的活化能D. 增加产物的产量答案:C4. 催化剂的失活通常由以下哪种原因引起?A. 催化剂的老化B. 催化剂的磨损C. 催化剂的中毒D. 所有以上答案:D5. 以下哪种催化剂属于均相催化剂?A. 铂催化剂B. 镍催化剂C. 钯催化剂D. 硫酸催化剂答案:D6. 工业催化中,催化剂的制备方法不包括:A. 浸渍法B. 沉淀法C. 熔融法D. 机械混合法答案:D7. 催化剂的活性位点通常具有什么特性?A. 表面活性B. 体积活性C. 内部活性D. 外部活性答案:A8. 工业催化中,催化剂的再生通常采用哪种方法?A. 物理再生B. 化学再生C. 热再生D. 所有以上答案:D9. 以下哪种反应器类型适用于固定床催化反应?A. 流化床反应器B. 固定床反应器C. 浆态床反应器D. 膜反应器答案:B10. 催化剂的表面积通常与其什么性能有关?A. 活性B. 选择性C. 稳定性D. 毒性答案:A二、填空题(每空2分,共20分)11. 催化剂的________是指催化剂在反应中不被消耗的性质。
答案:可逆性12. 工业催化中,催化剂的________是指催化剂在反应中能够选择性地生成特定产物的能力。
答案:选择性13. 催化剂的________是指催化剂在反应中能够降低反应活化能的能力。
答案:催化活性14. 催化剂的________是指催化剂在反应中能够保持其物理和化学性质不变的能力。
答案:稳定性15. 催化剂的________是指催化剂在反应中能够抵抗毒化物质的能力。
答案:抗毒性16. 工业催化中,________是指催化剂在反应中能够提高反应速率的能力。
工业催化期末复习题
第二章催化作用与催化剂电子型助催化剂的作用:改变主催化剂的电子结构;促进催化活性及选择性..金属的催化活性与其表面电子授受能力有关..具有空余成键轨道的金属;对电子有强的吸引力;吸附能力的强弱是与催化活性紧密相联的在合成氨用的铁催化剂中;由于Fe是过渡元素;有空的d轨道可以接受电子;故在Fe-Al2O3中加入K2O后;后者起电子授体作用;把电子传给Fe;使Fe原子的电子密度增加;提高其活性;K2O是电子型的助催化剂第三章吸附与多相催化1简述多相催化反应的步骤包括五个连续的步骤..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表面上吸附;(3)被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反应产物自催化剂表面脱附;5反应产物离开催化剂表面向催化剂周围的介质扩散..上述步骤中的第1和5为反应物、产物的扩散过程..属于传质过程..第2、3、4步均属于在表面进行的化学过程;与催化剂的表面结构、性质和反应条件有关;也叫做化学动力学过程2外扩散与内扩散的区别外扩散:反应物分子从流体体相通过吸附在气、固边界层的静止气膜或液膜达到颗粒外表面;或者产物分子从颗粒外表面通过静止层进入流体体相的过程;称为外扩散过程..内扩散:反应物分子从颗粒外表面扩散进入到颗粒孔隙内部;或者产物分子从孔隙内部扩散到颗粒外表面的过程;称为内扩散过程..为充分发挥催化剂作用;应尽量消除扩散过程的影响外扩散阻力:气固或液固边界的静止层..消除方法:提高空速内扩散阻力:催化剂颗粒孔隙内径和长度.消除方法:减小催化剂颗粒大小;增大催化剂孔隙直径3解离吸附的Langmuir等温式的推导过程4物理吸附与化学吸附的区别物理吸附是表面质点和吸附分子之间的分子力而引起的..具体地是由永久偶极、诱导偶极、色散力等三种范德华引力..物理吸附就好像蒸汽的液化;只是液化发生在固体表面上罢了..分子在发生物理吸附后分子没有发生显着变化..化学吸附是在催化剂表面质点吸附分子间的化学作用力而引起的;如同化学反应一样;而两者之间发生电子转移并形成离子型;共价型;自由基型;络合型等新的化学键..吸附分子往往会解离成原子、基团或离子..这种吸附粒子具有比原来的分子较强的化学吸附能力..因此化学吸附是多相催化反应过程不可缺少的基本因素..物理吸附与化学吸附区别物理吸附化学吸附吸附力范德华力化学键力吸附层单层或多层单层选择性无有热效应较小;近于液化热较大;近于化学反应热吸附速度较快;不需活化能较慢;温度升高速度加快;需活化能第四章11通用酸碱定义.凡是能给出质子或者接受电子对的物质称为酸B酸或L酸.凡是能接受质子或者给出电子对的物质称为碱B碱或L碱2固体酸类型鉴定方法以及B酸和L酸在IR上特征波数范围1NH3为探针分子鉴别NH3吸附在L酸中心时;是氮的孤对电子配位到L酸中心上形成的;其红外光谱类似于金属离子同NH3的配位络合物;吸附峰在3300cm-1及1640cm-1处;;NH3吸附在B酸中心上;接受质子形成NH4+;吸收峰在3120cm-1;及1450cm-1处..NH3吸附在L酸中心上强度是B酸中心上强度的4倍..2吡啶做探针的红外光谱法吡啶吸附在L酸中心上形成配位络合物;特征吸收峰在1447—1610cm-11450/1490/1610cm-1处..吡啶吸附在B酸中心上形成吡啶离子;其红外特征吸收峰之一在l540-1550cm-1附近l5404TPD测定酸强度的原理程序升温脱附法TPD:将预先吸附了某种碱吸附质的固体酸吸附剂或催化剂;在等速升温且通入稳定流速的载气条件下;表面吸附的碱到了一定的温度范围便脱附出来;记录碱脱附的速率随温度的变化;即得TPD曲线..5Hammett函数的定义及其物理意义酸强度是指给出质子的能力B酸强度或者接受电子对的能力L酸强度..酸强度表示酸与碱作用的强弱;是一个相对量..用碱性气体从固体酸脱附的活化能、脱附温度、碱性指示剂与固体酸作用的颜色等都可以表示酸的强度..通常用酸强度函数H0表示固体酸强度;H0也称为Hammett函数..6以甲基红pKa=+6.8做为Hammett指示剂;测定固体酸量;滴定出的是哪类酸1H0<6.8;2H0=6.8;3H0>6.88固体酸类型对催化剂的那个性能影响最大1活性2选择性9酸强度对催化剂的那个性能影响最大 1活性2选择性10酸量对催化剂的那个性能影响最大1活性2选择性11举例说明什么是超强酸一般用什么方法测定超强酸的酸强度超强酸:酸强度大于100%硫酸的固体酸叫超强酸..即H0<-11.9的固体酸超强酸包括卤素和非卤素类超强的酸强度测定:Hammett指示剂法和正丁烷骨架异构化成异丁烷法12举例说明产生超强酸的机理以SO42-促进的SO42-/MxOy型固体超强酸的酸中心主要是由于SO42-在表面上的配位吸附;在M-O上的电子云强度偏移;产生L酸中心..而在干燥和焙烧过程中;由于所含的结构水发生解离吸附而产生了B酸中心..13杂多酸第一层次粒子、第二层次粒子、第三层次粒子之间的关系Keggin结构的三个层次1第一层次:杂多阴离子2第二层次:杂多阴离子的三维排布、平衡阳离子和结晶水等3第三层次:离子大小和孔结构等..杂多化合物的第一层次结构对反应物分子具有特殊的配位能力;是影响杂多化合物催化活性和选择性的重要因素..第二层结构的稳定性较差;易受外界影响发生变化..第四章214A分子筛组成xNa2OAl2O32SiO24.5H2O中x的值为Mx/nAlO2xSiO2y·ZH2O式中;M为金属离子;n为金属离子的价数;x为AlO2的分子数;y为SiO2的分子数..Z 为水的分子数..若M的化合价n=1;则M的原子数等于铝原子数;如果n=2;则M的原于数只是铝原子数的一半..2什么是分子筛的晶穴、晶孔、孔道什么是分子筛的主晶穴、主晶孔、主孔道晶穴:沸石分子筛的各种笼叫做晶穴..主晶穴:沸石中有效体积最大的叫主晶穴.晶孔:晶穴与外部或者晶穴之间互相联通的部位.主晶孔:开孔直径最大的晶孔叫主晶孔.孔道:由晶穴和晶孔构成的通道.主孔道:主晶穴和主晶孔构成的通道.3α笼、β笼是哪类分子筛的主晶穴β笼方钠石笼-削角八面体:方钠石的主晶穴α笼:A沸石的主晶穴第四章 51.研究金属催化剂的理论方法有哪几种研究金属化学键的理论方法有三种:能带理论、价键理论和配位场理论2.简述金属催化剂能带模型的要点..金属中单个原子的能级是分立的;N个相距无限远的原子能级也是分立的;当固体中N个原子紧密排列时;由于原子间的相互作用;原来同一大小的能级这时彼此数值上就有小的差异..同一能级就分裂成为一系列和原来能级很接近的仍包含N个能量的新能级..由于N的数值很大~1023数量级这些新能级基本上连成一片形成能带..d 轨道形成的导带具有催化作用..3.简述金属催化剂价键模型的要点..N个金属原子相互作用;使d轨道杂化;在杂化轨道中填充电子;当d轨道中电子的填充率40-50%时;催化活性最高..4.简述金属催化剂的配位场模型的要点..催化剂是由中心离子金属离子M和配体L组成;在八面体配位场中;由于配体L的影响;金属M的5个简并d轨道发生分裂;形成能量较高二重简并轨道eg轨道、能量较高三重简并轨道t2g轨道..这些轨道的电子云均有方向性;所以反应物分子与M 的作用就具有选择性;反应物分子优先在作用能量较低的方向上形成过度态化合物5.简述金属氧化物催化剂具有催化作用的本质..本质是氧化物与反应物之间可以1互相传递电子或空穴;2互相传递氧原子..传递电子的金属氧化物催化剂可以用半导体模型来描述;例如用于N2O分解为O2和N2的p 型半导体NiO催化剂;传递O的金属氧化物催化剂可以用晶格氧置换、表面过剩氧、表面缺陷氧模型来描述..第六到八章1.名词解释绿色化学利用一系列原理来降低和消除在化工产品的设计、生产及应用中有害物质的使用和产生氢经济利用氢气经过化学反应后所产生的能量;它不但不会产生废气污染环境而且也可以储存能量;是目前正在研究大量生产的方法..E因子=千克废弃物/千克产物2.WAO;CWAO的概念及其各自特征WAO:湿空气氧化;在一定的温度压力下;废水中的有机物或无机物与空气中的氧发生的液相反应WAO: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..WAO的特征:a.涉及有机或无机可氧化组分在高温加压条件下的液相氧化;采用气相氧源常用空气;b.作为清洁氧化剂适用于COD10~100g/L体系;c.自成封闭系统;无任何的污染转移;应用于高有机含氮和氨体系可回收机械能;需要的燃料少..CWAO:催化湿式氧化法在高温、高压和催化剂存在的条件下;将污水中的有机污染物和NH3—N氧化分解成CO2、N2和H2O等无害物质..CWAO:工业废液的催化净化技术..就是在催化剂参与下的WAO..Cu;Mn;Fe是广泛应用的CWAO催化剂..3.生物质能源的特征再生性;清洁性;而且是取之不尽的..4.生物催化反应的特征a.酶的催化效率极高;b.酶催化剂的用量少c.生物酶催化具有高度的专一性;包括绝对专一性和相对专一性最基本的特征;d.酶催化的条件温和第十一章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体流量速率计算;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;2.如何消除外扩散限制应用流动法测定催化剂的活性时;为了避免外扩散的影响;应当使气流处于湍流条件;因为层流会影响外扩散速率..3.什么情况下可以认为已经消除了内扩散的影响当催化剂活性与催化剂粒径大小无关时;可以认为已经消除了内扩散的影响..4.对催化剂抗毒性进行评价的方法有哪几种通常采用三种方法对催化剂抗毒性进行评价:在原料中加入毒物使催化剂中毒后改用纯净原料;检测催化剂能否恢复活性和选择性;维持一定活性和选择性;逐渐提高毒物量;中毒催化剂再生后;检测活性和选择性的恢复程度5.影响催化剂寿命的因素有哪几种影响催化剂寿命的因素1催化剂热稳定性的影响催化剂在一定温度下;特别是高温下发生熔融和烧结;固相间的化学反应、相变、相分离等导致催化剂活性下降甚至失活..2催化剂化学稳定性的影响在实际反应条件下;催化剂活性组分可能发生流失、或活性组分的结构发生变化从而导致活性下降和失活..3催化剂中毒或被污染催化剂发生结焦积炭污染或中毒..4催化剂力学性能的影响催化剂发生破碎、磨损;造成催化剂床层压力降增大、传质差等;影响了最终效果..6.简述工业催化剂的制备方法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—将再提浸泡在含有活性组分主.助催化剂组分的可溶性化合物溶液中;接触一定的时间后除去过剩的溶液;再经干燥;焙烧和活化;即可制得催化剂c.混合法—将几种组分用机械混合的方法制成多组分催化剂..分为干法和湿法用于制备多组分固体催化剂d.离子交换法—利用载体表面存在可进行交换的离子;将活性组分通过离子交换通常是阳离子交换交换到载体上;然后再经过适当的后处理;如洗涤;干燥;焙烧;还原;最后得到金属负载型催化剂..e.熔融法—在高温条件下进行催化剂组分的熔合;使其成为均匀的混合体;合金固溶体或氧化物固溶体..7.沉淀法制备催化剂应该如何选择沉淀剂答:1避免引入有害离子;2形成的沉淀物便于过滤和洗涤;3沉淀剂的溶解度要大;4沉淀物的溶解度应要小5沉淀剂无毒无污染。
华东理工大学工业催化期末复习题及参考答案
工业催化(网教)-题库注:找到所考试题直接看该试题所有题目和答案即可。
查找按键:Ctrl+F超越高度1、催化反应过程中的吸附是:(单选题)A、物理吸附B、化学吸附C、既有物理吸附,又有化学吸附D、很难说清是哪种吸附答案:B2、用沉淀法制备窄分布的小颗粒催化剂时,应控制:(单选题)A、成核速率比长大速率快B、成核速率比长大速率慢C、成核速率与长大速率相当D、与成核速率和长大速率无关答案:A3、当催化反应由外扩散控制时,活性组分在载体上的分布宜采用:(单选题)A、均匀型B、蛋壳型C、蛋白型D、蛋黄型答案:B4、关于催化剂的描述,以下说法正确的是?(单选题)A、催化剂能同时加快正逆反应的速度B、催化剂不能改变化学反应的途径C、催化剂能改变化学反应的平衡常数D、催化剂能降低控速步骤反应的活化能答案:A5、苯加氢制环己烷反应所使用的催化剂是:(单选题)A、CuO/Al 20 3B、ZnO/Al 2。
3C、NiO/Al 20 3D、 Ni/Al 2。
3答案:D6、关于吸附与催化的关系,下列说法哪一种是正确的?(单选题)A、吸附越强,反应活性越好B、吸附越弱,反应活性越好C、中等吸附强度,反应活性最好D、反应活性与吸附无关答案:C7、当催化反应由动力学控制时,活性组分在载体上的分布宜采用:(单选题)A、均匀型B、蛋壳型C、蛋白型D、蛋黄型答案:A 8、关于催化剂的转化率与选择性之间的关系,正确的是o (单选题)A、转化率越高,选择性越好B、转化率越高,选择性越低C、选择性不随转化率变化D、选择性随转化率变化无一定规律答案:D9、制备负载型贵金属催化剂时,采用下列哪种方法制备时得到的催化剂金属的粒径更小,分散性更好(单选题)A、沉淀法B、浸渍法C、离子交换法D、混合法答案:C10、对于连串反应,如果目的产物是中间产物,则宜选用什么结构的催化剂?(单选题)A、小孔结构B、中孔结构C、大孔结构D、都可以答案:C 11、过渡金属催化剂的d%越高意味着其吸附能力越弱。
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工业催化期末复习题标准化管理处编码[BBX968T-XBB8968-NNJ668-MM9N]第二章催化作用与催化剂电子型助催化剂的作用:改变主催化剂的电子结构,促进催化活性及选择性。
金属的催化活性与其表面电子授受能力有关。
具有空余成键轨道的金属,对电子有强的吸引力,吸附能力的强弱是与催化活性紧密相联的在合成氨用的铁催化剂中,由于Fe是过渡元素,有空的d轨道可以接受电子,故在Fe-Al2O3中加入K2O后,后者起电子授体作用,把电子传给Fe,使Fe原子的电子密度增加,提高其活性,K2O是电子型的助催化剂第三章吸附与多相催化1简述多相催化反应的步骤包括五个连续的步骤。
(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表面上吸附;(3)被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)反应产物自催化剂表面脱附;(5)反应产物离开催化剂表面向催化剂周围的介质扩散。
上述步骤中的第(1)和(5)为反应物、产物的扩散过程。
属于传质过程。
第(2)、(3)、(4)步均属于在表面进行的化学过程,与催化剂的表面结构、性质和反应条件有关,也叫做化学动力学过程2外扩散与内扩散的区别外扩散:反应物分子从流体体相通过吸附在气、固边界层的静止气膜(或液膜)达到颗粒外表面,或者产物分子从颗粒外表面通过静止层进入流体体相的过程,称为外扩散过程。
内扩散:反应物分子从颗粒外表面扩散进入到颗粒孔隙内部,或者产物分子从孔隙内部扩散到颗粒外表面的过程,称为内扩散过程。
为充分发挥催化剂作用,应尽量消除扩散过程的影响外扩散阻力:气固(或液固)边界的静止层。
消除方法:提高空速内扩散阻力:催化剂颗粒孔隙内径和长度.消除方法:减小催化剂颗粒大小,增大催化剂孔隙直径3解离吸附的Langmuir等温式的推导过程4物理吸附与化学吸附的区别物理吸附是表面质点和吸附分子之间的分子力而引起的。
具体地是由永久偶极、诱导偶极、色散力等三种范德华引力。
物理吸附就好像蒸汽的液化,只是液化发生在固体表面上罢了。
分子在发生物理吸附后分子没有发生显着变化。
化学吸附是在催化剂表面质点吸附分子间的化学作用力而引起的,如同化学反应一样,而两者之间发生电子转移并形成离子型,共价型,自由基型,络合型等新的化学键。
吸附分子往往会解离成原子、基团或离子。
这种吸附粒子具有比原来的分子较强的化学吸附能力。
因此化学吸附是多相催化反应过程不可缺少的基本因素。
物理吸附与化学吸附区别物理吸附化学吸附吸附力范德华力化学键力吸附层单层或多层单层选择性无有热效应较小,近于液化热较大,近于化学反应热吸附速度较快,不需活化能较慢,温度升高速度加快,需活化能第四章 11通用酸碱定义.凡是能给出质子或者接受电子对的物质称为酸(B酸或L酸).凡是能接受质子或者给出电子对的物质称为碱(B碱或L碱)2固体酸类型鉴定方法以及B酸和L酸在IR上特征波数范围(1) NH3为探针分子鉴别NH3吸附在L酸中心时,是氮的孤对电子配位到L酸中心上形成的,其红外光谱类似于金属离子同NH3的配位络合物,吸附峰在3300 cm-1及1640 cm-1 处,;NH3吸附在B酸中心上,接受质子形成NH4+,吸收峰在3120 cm-1,及1450 cm-1处。
NH3吸附在L酸中心上强度是B酸中心上强度的4倍。
(2)吡啶做探针的红外光谱法吡啶吸附在L酸中心上形成配位络合物,特征吸收峰在1447—1610 cm -1(1450/1490/1610cm-1)处。
吡啶吸附在B酸中心上形成吡啶离子,其红外特征吸收峰之一在 l540 -1550 cm-1 附近(l540 )4 TPD测定酸强度的原理程序升温脱附法(TPD):将预先吸附了某种碱(吸附质)的固体酸(吸附剂或催化剂),在等速升温且通入稳定流速的载气条件下,表面吸附的碱到了一定的温度范围便脱附出来,记录碱脱附的速率随温度的变化,即得TPD曲线。
5 Hammett函数的定义及其物理意义酸强度是指给出质子的能力(B酸强度)或者接受电子对的能力(L酸强度)。
酸强度表示酸与碱作用的强弱,是一个相对量。
用碱性气体从固体酸脱附的活化能、脱附温度、碱性指示剂与固体酸作用的颜色等都可以表示酸的强度。
通常用酸强度函数H0表示固体酸强度, H0也称为Hammett函数。
6以甲基红(pKa=+6.8)做为Hammett指示剂,测定固体酸量,滴定出的是哪类酸(1)H0<6.8,(2) H0=6.8,(3) H0>6.88固体酸类型对催化剂的那个性能影响最大?1)活性(2)选择性9酸强度对催化剂的那个性能影响最大(1)活性(2)选择性10酸量对催化剂的那个性能影响最大?(1)活性(2)选择性11举例说明什么是超强酸一般用什么方法测定超强酸的酸强度超强酸:酸强度大于100%硫酸的固体酸叫超强酸。
即H0<-11.9的固体酸超强酸包括卤素和非卤素类超强的酸强度测定:Hammett指示剂法和正丁烷骨架异构化成异丁烷法12举例说明产生超强酸的机理以SO42-促进的SO42-/MxOy型固体超强酸的酸中心主要是由于SO42-在表面上的配位吸附,在M-O上的电子云强度偏移,产生L酸中心。
而在干燥和焙烧过程中,由于所含的结构水发生解离吸附而产生了B酸中心。
13杂多酸第一层次粒子、第二层次粒子、第三层次粒子之间的关系Keggin结构的三个层次(1)第一层次:杂多阴离子(2)第二层次:杂多阴离子的三维排布、平衡阳离子和结晶水等(3)第三层次:离子大小和孔结构等。
杂多化合物的第一层次结构对反应物分子具有特殊的配位能力,是影响杂多化合物催化活性和选择性的重要因素。
第二层结构的稳定性较差,易受外界影响发生变化。
第四章 21 4A分子筛组成xNa2OAl2O32SiO24.5H2O中x的值为?Mx/n[(AlO2)x (SiO2)y]·ZH2O式中,M为金属离子,n为金属离子的价数,x为AlO2的分子数,y为SiO2的分子数。
Z为水的分子数。
若M的化合价n=1,则M的原子数等于铝原子数,如果n=2,则M的原于数只是铝原子数的一半。
2 什么是分子筛的晶穴、晶孔、孔道什么是分子筛的主晶穴、主晶孔、主孔道晶穴:沸石分子筛的各种笼叫做晶穴。
主晶穴:沸石中有效体积最大的叫主晶穴.晶孔:晶穴与外部或者晶穴之间互相联通的部位.主晶孔:开孔直径最大的晶孔叫主晶孔.孔道:由晶穴和晶孔构成的通道.主孔道:主晶穴和主晶孔构成的通道.3 α笼、β笼是哪类分子筛的主晶穴?β笼(方钠石笼)-削角八面体:方钠石的主晶穴α笼:A沸石的主晶穴第四章 51.研究金属催化剂的理论方法有哪几种?研究金属化学键的理论方法有三种:能带理论、价键理论和配位场理论2.简述金属催化剂能带模型的要点。
金属中单个原子的能级是分立的,N个相距无限远的原子能级也是分立的,当固体中N个原子紧密排列时,由于原子间的相互作用,原来同一大小的能级这时彼此数值上就有小的差异。
同一能级就分裂成为一系列和原来能级很接近的仍包含N个能量的新能级。
由于N 的数值很大(~1023数量级)这些新能级基本上连成一片形成能带。
d轨道形成的导带具有催化作用。
3.简述金属催化剂价键模型的要点。
N个金属原子相互作用,使d轨道杂化,在杂化轨道中填充电子,当d轨道中电子的填充率40-50%时,催化活性最高。
4.简述金属催化剂的配位场模型的要点。
催化剂是由中心离子(金属离子M)和配体L组成,在八面体配位场中,由于配体L的影响,金属M的5个简并d轨道发生分裂,形成能量较高二重简并轨道eg轨道、能量较高三重简并轨道t2g轨道。
这些轨道的电子云均有方向性,所以反应物分子与M的作用就具有选择性,反应物分子优先在作用能量较低的方向上形成过度态化合物5.简述金属氧化物催化剂具有催化作用的本质。
本质是氧化物与反应物之间可以(1)互相传递电子(或空穴),(2)互相传递氧原子。
传递电子的金属氧化物催化剂可以用半导体模型来描述,例如用于N2O分解为O2和N2的p型半导体NiO催化剂;传递O的金属氧化物催化剂可以用晶格氧置换、表面过剩氧、表面缺陷氧模型来描述。
第六到八章1. 名词解释绿色化学利用一系列原理来降低和消除在化工产品的设计、生产及应用中有害物质的使用和产生氢经济利用氢气经过化学反应后所产生的能量,它不但不会产生废气污染环境而且也可以储存能量,是目前正在研究大量生产的方法。
E因子=千克废弃物/千克产物2.WAO,CWAO的概念及其各自特征?WAO:(湿空气氧化),在一定的温度压力下,废水中的有机物或无机物与空气中的氧发生的液相反应WAO: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。
WAO的特征: a.涉及有机或无机可氧化组分在高温加压条件下的液相氧化,采用气相氧源(常用空气);b.作为清洁氧化剂适用于COD10~100g/L体系;c.自成封闭系统;无任何的污染转移;应用于高有机含氮和氨体系可回收机械能;需要的燃料少。
CWAO:(催化湿式氧化法)在高温、高压和催化剂存在的条件下,将污水中的有机污染物和NH3—N氧化分解成CO2、N2和H2O等无害物质。
CWAO:工业废液的催化净化技术。
就是在催化剂参与下的WAO。
Cu, Mn, Fe是广泛应用的CWAO催化剂。
3.生物质能源的特征?再生性,清洁性,而且是取之不尽的。
4.生物催化反应的特征?a.酶的催化效率极高;b.酶催化剂的用量少c.生物酶催化具有高度的专一性,包括绝对专一性和相对专一性(最基本的特征);d.酶催化的条件温和第十一章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体流量速率计算;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;2.如何消除外扩散限制?应用流动法测定催化剂的活性时,为了避免外扩散的影响,应当使气流处于湍流条件,因为层流会影响外扩散速率。
3.什么情况下可以认为已经消除了内扩散的影响?当催化剂活性与催化剂粒径大小无关时,可以认为已经消除了内扩散的影响。
4.对催化剂抗毒性进行评价的方法有哪几种?通常采用三种方法对催化剂抗毒性进行评价:在原料中加入毒物使催化剂中毒后改用纯净原料,检测催化剂能否恢复活性和选择性;维持一定活性和选择性,逐渐提高毒物量;中毒催化剂再生后,检测活性和选择性的恢复程度5.影响催化剂寿命的因素有哪几种?影响催化剂寿命的因素(1) 催化剂热稳定性的影响催化剂在一定温度下,特别是高温下发生熔融和烧结,固相间的化学反应、相变、相分离等导致催化剂活性下降甚至失活。