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；

、

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 1

1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，；

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 2

1 4A分子筛组成xNa2O?Al2O3?2SiO2?4.5H2O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，

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

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