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。因为p型半导体靠自由空穴导电,加入施主杂质后,使得自由空穴减少,故导电率降低,逸出功也降低。

13、延长催化剂寿命得方法有哪些？

1)剂组分得挥发、烧结等问题

2)适宜得载体,若选择导热性好得载体,可防止局部过热及机械损耗

3)载金属催化剂,在制备过程中注意金属组分得分散度,若过分分散,则耐毒性差,且易失活

4)反应器传热要好,用多段催化剂床使各段催化剂床负荷均匀

5)燃料钝化

14、简述金属催化剂得毒物得种类

1)第一类就是V族与VI族元素得具有未共享电子对得非金属化合物,毒性得程度取决于空得价轨或未共享电子对得可利用性

2)第二类就是金属离子,这些金属离子具有已占用得d轨,并且d轨上有与金属催化剂得空轨道结合得电子

3)第三类就是不饱与化合物,由于它分子中得不饱与键能提供电子与金属催化剂得d轨成键,使催化剂中毒

15、什么就是d带空穴？它与金属催化剂得化学吸附与催化性能之间得关系就是什么？

金属得d带中某些能级未被充满,可瞧作d带中得空穴,称为d带空穴

有d带得空穴,就能与被吸附得气体分子形成化学吸附键,生成表面中间得物种,具有催化性能。D带空穴愈多,未配对得d电子愈多,对反应分子得化学吸附也越强。

催化剂得作用在于加速反应物之间得电子转移,这就要求催化剂既具有接受电子得能力,又有给出电子得能力。过渡金属得d空穴正就是具有这种特性,然而对一定得反应,要求催化剂具有一定得d空穴,而不就是越多越好。

16、催化剂得稳定性

根据催化剂得定义,催化剂在反应前后得性质就是不变得。但实际上,催化剂在使用过程中、其活性与选择性都会逐渐下降,影响催化剂稳定性得原因就是各种各样得,催化剂得稳定性与分为:

1)耐热稳定性:一种良好得催化剂,应能在高温苛刻得反应条件下长期具有一定水平得催化性能。这就要求催化剂在剧烈放热或吸热得反应过程中有良好得导热性能:有较高得热容量,有在较宽温度范围内得耐热性

2)抗毒稳定性:催化剂对少量杂质毒化得抵制能力称为催化剂得抗毒稳定性。各种催化剂对各种杂质有不同得抗毒稳定性。同一种催化剂对同一种杂质在不同得反应条件下,也有不同得抗毒稳定性

3)活性组分得流失:催化剂组成中得某个或某些活性组分,在长期使用过程中发生升华或者发生化学反应,形成有一定蒸汽压得化合物而逐渐流失,致使催化剂得功能下降,谓活性组分得流失

17、助催化剂

本身无活性或活性较小,加入少量后,可大大提高催化剂得活性、选择性、寿命、稳定性等性能得物质,它由可以区分为:

1)结构性助剂:改变活性组分得物理性能

2)调变性助剂:改变活性组分得电子结构来提高活性组分得活性与选择性等得物质

3)毒化型助剂:毒化有害得活性中心,消除其所造成得副反应,从而提高目得产物得选择性与催化剂得稳定性

4)扩散性助剂:改善催化剂得孔结构,提高体相内活性组分得利用率

18、分子筛择形催化有哪四种不同形式

1)反应物得择形催化

2)产物得择形催化

3)过渡状态限制得择形催化

4)分子交通控制得择形催化

填空

1、在评价一个催化剂时,通常认为有四个最重要得因素,她们分别就是:活性,选择性,寿命与价格。

2、催化剂失活得化学原因主要有结焦、金属污染与毒物吸附。

3、在多组分固体催化剂中,各种组分起不同得作用,大体分为三类,它们就是活性组分、载体与助催化剂。

4、按照催化应体系物相得均一性分类,包括均相催化、多相催化与助催化。

5、一个工业上有成效得催化物一般需综合考虑具活性、选择性、稳定性与良好得流体流动性。

6、活性组分按其导电性可分为:金属、半导体与绝缘体三类。

7、化学吸附就是指分子或原子化学吸附时得化学状态、电子结构、几何构型。

8、金属元素得单质结构形成有立方面心、立方体心、六方堆积。

9、在催化剂制备中,将氧化物分散于大表面积载体得方法有沉淀、吸附、离子交换与浸渍。

10、催化剂得寿命曲线一般可分为三个部分:成熟期、稳定期、衰老期。

11、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所决定。

12、根据吸附剂与吸附质得作用力不同,将吸附分为物理吸附与化学吸附两类,化学吸附按活化能大小可又分为活化吸附与非活化吸附。

13、物理吸附可以达到多层吸附;而化学吸附只能单层吸附。

14、金属盐得沉淀过程分为三个阶段进行,即为过饱与、成核与长大。