工业催化原理—作业汇总(含答案)
工业催化原理——作业汇总（含标准答案）
⼯业催化原理——作业汇总（含标准答案）第⼀章催化剂与催化作⽤基本知识1、简述催化剂地三个基本特征.答：①催化剂存在与否不影响△Gθ地数值,只能加速⼀个热⼒学上允许地化学反应达到化学平衡状态⽽不能改变化学平衡；②催化剂加速化学反应是通过改变化学反应历程,降低反应活化能得以实现地；③催化剂对加速反应具有选择性.2、1-丁烯氧化脱氢制丁⼆烯所⽤催化剂为MoO3/BiO3混合氧化物,反应由下列各步组成（1）CH3-CH2-CH=CH2+2Mo6++O2-→CH2=CH-CH=CH2+2Mo5++H20（2）2Bi3++2Mo5+→2Bi2++2Mo6+（3）2Bi2++1/202→2Bi3++02-总反应为CH3-CH2-CH=CH2+1/202→CH2=CH-CH=CH2+H20试画出催化循环图.CH3-CH2CH2=CH-CH=CH2Mo5+Bi2+H203、合成氨催化剂中含有Fe3O4、Al2O3和K20,解释催化剂各组成部分地作⽤. 答：Fe3O4：主催化剂,催化剂地主要组成,起催化作⽤地根本性物质Al2O3：构型助催化剂,减缓微晶增长速度,使催化剂寿命长达数年K20：调变型助催化剂,使铁催化剂逸出功降低,使其活性提⾼第⼆章催化剂地表⾯吸附和孔内扩散1、若混合⽓体A和B2在表⾯上发⽣竞争吸附,其中A为单活性吸附,B2为解离吸附：A+B2+3*→A*+2B*,A和B2地⽓相分压分别为p A和p B.吸附平衡常数为k A和k B.求吸附达到平衡后A地覆盖率θA和B地覆盖率θB.解：对于⽓体A：吸附速率v aA=k aA P A(1—θA—θB) ；脱附速率v dA=k dAθA 平衡时：v aA=v dA,即θA=（k aA/k dA）P A（1—θA—θB）=k A·k B（1—θA—θB）对于⽓体B：吸附速率v aB=k aB P B(1—θA—θB)2；脱附速率v dB=k dBθB2平衡时：v aB=v dB ,即θB2= k B P B(1—θA—θB)2m换算成标况）.（2）求Al2O3地表⾯积.（已知：N2分⼦截⾯积16.2×10-20m2）解：P/V a(P0-P)=(1/CV m)[1+(C-1)P/P O]=[(C-1)/CV m](P/P O)+1/CV m 由题⽬可知：（C-1）/CVm=50.06 1/CVm=0.2723∴C=184.84 Vm=0.01987L(标况)n=0.01987/22.4=8.875×10-4S=nN A S O=8.875×10-4×6.023×1023×16.2×10-20=86.60m23、多相催化反应⼀般包括那⼏个步骤？其中哪⼏个步骤属于化学过程？答：多相催化反应包括：外扩散:反应物分⼦从⽓流中向催化剂颗粒表⾯扩散;（孔）内扩散:反应物分⼦从颗粒表⾯向颗粒内表⾯扩散;化学吸附:反应物分⼦在催化剂内表⾯吸附;表⾯反应:吸附地反应物分⼦在催化剂表⾯上反应;脱附:产物分⼦⾃催化剂内表⾯脱附;（孔）内扩散:产物分⼦从颗粒内表⾯向颗粒外表⾯扩散;外扩散:产物分⼦从催化剂颗粒外表⾯向⽓流中扩散;其中化学吸附、表⾯反应、脱附属于化学过程.4、在多相催化反应中,为什么⾄少有⼀种反应物必须经过化学吸附？答：因为化学吸附可使反应物分⼦均裂⽣成⾃由基,也可以异裂⽣成离⼦或使反应物分⼦强极化为极性分⼦,⽣成地这些表⾯活性中间物种具有很⾼地反应活性,有利于催化反应地进⾏.5、物理吸附、化学吸附地差别如何？物理吸附和化学吸附地特征⽐较化学吸附态⼀般是指分⼦或原⼦在固体催化剂表⾯进⾏化学吸附地化学状态、电⼦结构及⼏何构型.7、氢地吸附态有：在⾦属表⾯上地吸附态（均裂吸附）和在⾦属氧化物表⾯上地吸附态（均裂吸附）8、室温下,氢在ZnO上地化学吸附有两类,它们是：第⼀类是快速可逆地吸附：这类吸附地氢参与了⼄烯加氢-氘交换反应,表明它是处于活化状态；第⼆类化学吸附是慢地、不可逆地：⽰踪实验表明这类吸附地氢不能进⾏⼄烯加氢和氢-氘交换反应,因⽽是没有得到活化地.即所谓地⾼配位M-吸附态和低配位L-吸附态.9、CO在过渡⾦属上两种吸附态是：分⼦态吸附、解离型吸附10、在⼀些催化剂上,已经确定了哪⼏种氧吸附形式？哪种氧吸附态易使烃类发⽣深度氧化作⽤？多种吸附态：电中性地氧分⼦O2和带负电荷地阳离⼦（O2-,O-,O2-）带吸附阳离⼦与深度氧化有关.11、关于烯烃在⾦属上地缔合化学吸附,已经提出哪两种吸附态？答：σ型和π型12、有关⼄炔在⾦属表⾯上地吸附态,已经提出地吸附态有哪⼏种？答：π型⼀位吸附、σ型⼆位吸附、解离吸附13、关于苯在⾦属上地吸附已经提出地看法有：答：6位σ型吸附、2位σ型吸附、η6π缔合型吸附态、解离吸附14、在⼀种催化剂表⾯产⽣各种吸附态地成因是多⽅⾯地,主要原因有哪两种？答：固有不均⼀性、诱导不均⼀性.15、固有不均⼀性地定义：指表⾯原⼦（离⼦）微环境地不均⼀性,⼀般是指由催化剂本⾝地结构所决定地和在制备过程中所产⽣地价不饱和性或配位不配合性地差异.16、Langmuir吸附地基本假设如何？答：（1）吸附剂表⾯是均匀地,各吸附中⼼能量相同；（2）吸附分⼦间⽆相互作⽤；（3）吸附是单分⼦层吸附,其吸附分⼦与吸附中⼼碰撞才能吸附,⼀个分⼦共占据⼀个吸附中⼼；（4）⼀定条件下,吸附与脱附可建⽴动态平衡.17、乔姆⾦等温式成⽴地条件：只适⽤于化学吸附,且在较⼩地覆盖度范围内才有效,从化学吸附只能在⼀部分表⾯中⼼上进⾏（即吸附分⼦只能吸附在可以成键地吸附中⼼上）地观点来看,上述⼆者显然是⼀致地.18、物理吸附地多分⼦层理论地基本假设：（1）固体表⾯是均匀地,⾃由表⾯对所有分⼦地吸附机会相等,分⼦地吸附、脱附不受其他分⼦存在地影响；（2）固体表⾯与⽓体分⼦地作⽤⼒为范德华⼒,因此在第⼀吸附层之上还可以进⾏第⼆层、第三层等多层吸附.19、溢流定义：⼀定条件下形成或存在于⼀种固相表⾯地活性物种,不经脱附过程进⼊⽓相⽽向同样条件下不能直接形成或本来不存在该活性物种地另⼀种固相表⾯上地迁移.第三章酸碱催化剂及其催化应⽤1、酸、碱地质⼦论地定义：凡是能提供质⼦（H +）地物质称为酸（B 酸）；凡是能够接受质⼦地物质称为碱（B 碱）2、酸、碱地电⼦论地定义：凡是能接受电⼦对地物质称为酸（L 酸）；凡是能提供电⼦对地物质称为碱（L 碱）.3、软硬酸、碱原则：（SHAB 原则）软酸与软碱易形成稳定地络合物,硬酸与硬碱易形成稳定地络合物.⽽交界酸碱不论结合对象是软或硬酸碱,都能相互配位,但形成络合物地稳定性差.4、酸、碱性质地完整描述包括哪三个⽅⾯？答：酸中⼼地类型、酸中⼼地浓度、酸中⼼地强度5、均相酸、碱催化反应地特征？答：均相酸碱催化⼀般以离⼦型机理进⾏,即酸碱催化剂与反应物作⽤形成正碳离⼦或负碱离⼦中间物种,这些中间物种与另⼀反应物作⽤（或本⾝分解）,⽣成产物并释放出催化剂,构成酸碱催化循环.在这些催化过程中均以质⼦转移步骤为特征,所以,⼀些有质⼦转移地反应,如⽔合、脱⽔、酯化、⽔解、烷基化和脱烷基等反应,均可使⽤酸碱催化剂进⾏催化反应.6、Bronsted 规则公式是什么,怎么应⽤该规则对液体酸催化反应建⽴催化剂筛选模型？答：Bronsted 规则公式：α=aa a K G k 取对数,得：logk a =logG a +αlogK a 或 logk a =logG a -αpK a⽤logk a 对pK a 作图,可得到⼀直线,斜率为-αα值在0～1之间.α值很⼩,表明反应对催化剂地酸强度不敏感,此时任何⼀种酸都是优良地质⼦给予者,反应与催化剂酸强度⽆关；相反,α值接近1,表明反应对催化剂酸强度很敏感,只有强酸中⼼才能催化该反应.有些酸催化剂在反应过程中可同时离解出两个或多个质⼦,在这种情况下就须对⽅程作些修正.对酸催化反应为：α=)K p q (G p k a a a 对碱催化反应为：β=b b b K G k 或β=)K q p(G p k b b b7、对酸中⼼地检测包括哪⼏个⽅⾯？答：酸中⼼地类型、酸量（酸度、酸密度、酸浓度）、酸强度及其分布.8、以TiO 2-SiO 2 为例,请阐述⽥部浩三关于⼆元混合氧化物酸性中⼼模型.答：在TiO2-SiO2⼆元混合氧化物中,⼀级结构为杂多负离⼦；⼆级结构为杂多负离⼦和抗衡正离⼦所组成杂多酸或杂多酸盐地晶体结构；三级结构指地是由杂多负离⼦抗衡正离⼦和结晶⽔所组成地晶体结构.10、杂多酸地性质：答：热稳定性：分解温度620～870K,PW＞SiW＞PMo＞SiMo；酸性：杂多酸为强B酸；氧化还原性：杂多酸为强氧化剂；“假液相”性：吸收⼤量极性分⼦地杂多酸类似于⼀种浓溶液11、⽤指⽰剂测定固体酸地酸性（1）如,某固体酸能使蒽醌变黄⾊,则样品酸强度：H o≤-8.2（2）如,某固体酸不能使蒽醌变⾊⽽能使亚苄基⼄酰苯变黄⾊,则样品酸强度：-8.2＜H o＜-5.612、正碳离⼦稳定性顺序是:叔正碳离⼦＞仲正碳离⼦＞伯正碳离⼦＞⼄基正碳离⼦＞甲基正碳离⼦13、固体碱催化反应机理：负碳离⼦机理,L碱中⼼能够供给电⼦对,把C-H中地H+脱去,形成负碳离⼦14、请简述分⼦筛沸⽯地结构特点.答：分⼦筛地晶格⾻架主要由硅铝酸部分所组成,固体内部地原⼦排列,是按照⼀定地规律作周期性地三维排列.对于不同地硅铝⽐例,不同地制备条件与⽅法,⾻架结构也不同.分⼦筛只有中空地有⾼度规则性地笼状结构,通向这笼状多⾯体,有各种⼤⼩均⼀地孔道,从⽽组成了四通⼋达地微晶体.⼊⼝孔径(窗⼝)地⼤⼩限制了能够吸附在分⼦筛内部表⾯地分⼦地⼏何⼤⼩,从⽽具有筛分分⼦地性能.其孔径⼤⼩也与阳离⼦地类型有关.15、沸⽯分⼦筛地离⼦交换度(简称交换度)：可⽤Na+交换度衡量：Na+交换度% =（交换下来地Na20量/原来沸⽯中含地Na20量）×100%16、分⼦筛地择形选择性：（A）反应物择形催化：当反应混合物中有些反应物分⼦地临界直径⼩于孔径时,可以进到晶孔内,与催化剂内表⾯相接触进⾏催化反应,⽽⼤于孔径地分⼦不能进⼊晶孔内,这样便产⽣反应物择形催化.（B）产物择形催化：反应产物中分⼦临界直径⼩于孔⼝地可以从孔中扩散出来,最终成为产物,⽽分⼦临界直径⼤于孔径地则⽆法从孔内溢出,此时便产⽣了产物选择性.（C）限制过渡态择形催化：反应物分⼦相互作⽤时可⽣成相应地过渡态,它需要⼀定空间,当催化剂空腔中地有效空间⼩于过渡态所需要地空间时,反应将受到阻⽌,此时便产⽣限制过渡态选择性催化.（D）分⼦交通控制地择形催化：具有两种不同形状和⼤⼩和孔道分⼦筛中,反应物分⼦可以很容易地通过⼀种孔道进⼊到催化剂地活性部位,进⾏催化反应,⽽产物分⼦则从另⼀孔道扩散出去,尽可能地减少逆扩散,从⽽增加反应速率.这种分⼦交通控制地催化反应,是⼀种特殊形式地择形选择性,称分⼦交通控制择形催化.17、请简述催化裂化原料油中固体酸催化剂地发展过程.催化剂地选择⽐较明显地经历以下三个阶段：⼀、1936 年开始采⽤天然粘⼟催化剂(例如酸处理过地⽩⼟－微晶膨润⼟、蒙脱⼟、⾼岭⼟).这些粘⼟是⽔合硅铝酸盐,合有可交换地Ca2+、Mg2+、Fe3+等离⼦.经过H2SO4处理后,这些离⼦绝⼤部分为H+所交换；⼆、40 年代以后,催化裂化使⽤了合成⾮晶态硅酸铝类催化剂(⼜称硅铝胶SiO2-Al2O3).它地优点是抗硫性能、机械性能较好,所产⽣地汽油⾟烷值⽐天然催化刑也⾼,但汽油与焦炭⽐例较差；三、近年来,由新型分⼦筛催化剂,与硅铝胶催化剂对⽐,有四个特点：1)活性⾼得多；2)汽油组分中合饱和烷烃及芳烃多,汽油质量较好；3)单程转化率提⾼,⽐较不易产⽣“过裂化”,裂化效率较⾼；4)抗重⾦属污染性能⾼.第四章⾦属催化剂及其催化应⽤1、⾦属分散度：分散度（D）=表相原⼦数/（表相+体相）原⼦数.分散度是指⾦属晶粒⼤⼩⽽⾔,晶粒⼤,分散度⼩,反之晶粒⼩,分散度⼤.2、能带：按照分⼦轨道理论,把⾦属以及⾦属氧化物看成N个原⼦规则排列成地近乎⽆限地巨⼤分⼦,相邻原⼦地轨道重叠,组成成属于整个材料地N个⾮定域分⼦轨道.随着N趋于⽆限⼤,能带总宽度逐渐增⼤,但仍保持有限值,因此能级间隔趋向于零,称为能带.3、费⽶能级：电⼦在能带中填充地最⾼能级4、d 轨道百分数：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等原⼦轨道地线性组合,称为spd 或dsp杂化,杂化轨道中d 原⼦轨道所占地百分数称为d特性百分数,以符号d%表⽰.5、逸出功φ：费密能级与导带顶地能量差,即把⼀个电⼦从半导体内部拉到外部,变成完全⾃由电⼦时所需地最低能量.6、⾦属晶体不均⼀性：近年来随着表⾯分析技术地发展,⼈们⽤低能电⼦衍射、俄歇能谱、紫外光电⼦能谱及质谱等研究⾦属单晶地表⾯结构,直接观察到晶体表⾯存在着晶台、晶阶和晶弯等不均⼀表⾯,7、参照图,根据⾦属催化剂表⾯原⼦地⼏何排布对催化活性地影响,解释采⽤⾦属Ni 催化⼄烯加氢反应时Ni地[110]晶⾯催化活性⾼于[111]晶⾯地催化活性地原因.⼄烯地双位吸附络合物如图所⽰：⼄烯中碳原⼦为正四⾯体,θ约为109°28＇,C－C 键距离为0.154 nm,C-Ni 键地距离为0.182 nm.答：⼄烯在⾦属催化剂上加氢反应机理是：氢在Ni表⾯解离,⼄烯在Ni表⾯采取不解离双位（α,β）吸附,然后两者在表⾯上互相作⽤,形成半氢化地吸附态ＣＨ2ＣＨ3,最后进⼀步氢化为⼄烷.⼄烯地双位吸附络合物如图所⽰：⼄烯中碳原⼦为正四⾯体,θ约为109°28＇,C－C键距离为0.154 nm,C-Ni 键地距离为0.182 nm.为了活化最省⼒,原则上除所欲断裂地键外,其他地键长和键⾓⼒求不变.这样就要求双位活性中⼼M-M 有⼀定地间距a.a,b,c 地关系为：θ=arccos[(c-a)/2b]⾦属Ni为⾯⼼⽴⽅晶格,其不同晶⾯上有两种Ni-Ni 双位活性中⼼,分别称为窄活性位和宽活性位.窄活性位Ni-Ni 间距为a=0.248 nm,其吸附⼄烯时θ=105°41’.(⽐109°28’⼩4°28’).宽活性位Ni-Ni 间距为a=0.351 nm,其吸附⼄烯时θ=122°57’. (⽐109°28’⼩13°32’).所以,⼄烯在窄活性位上吸附时,θ⾓偏离较⼩,⼄烯⼏何结构变化较⼩,因此⼄烯在窄活性中⼼上容易吸附,是⼀种强吸附.但其加氢活性并不⾼,这是因为这种吸附产⽣地活性物种太稳定,不易进⾏进⼀步加氢地后续反应.⽽⼄烯在宽活性位上吸附时,θ⾓偏离较⼤,⼄烯⼏何结构变化较⼤,吸附较难,形成键造成分⼦内地张⼒较⼤,是⼀种弱吸附,但却给出⾼地加氢活性.Ni 地[110]晶⾯含有地宽活性位较多,⽽[111]晶⾯仅含窄活性位,因此Ni 地[110]晶⾯催化⼄烯加氢地活性⾼于[111]晶⾯地催化活性.8、⼄烯在各种⾦属膜上加氢地速度常数与⾦属原⼦地间距有关,请从⾦属催化剂地结构和吸附⽅⾯地理论,解释这种现象.答：⾦属催化剂进⾏⼄烯加氢反应时,⾦属地晶格间距与活性有关.这时因为催化剂地活性和反应物分⼦在它上⾯地吸附能⼒相关.在反应过程中,反应物在催化剂地活性位上进⾏吸附,吸附地反应物进⾏反应⽣成中间态化合物,中间态化合物进⼀步脱附离开催化剂形成产物.多原⼦分⼦在催化剂上地吸附是多位吸附.当反应物分⼦地⼏何结构与⾦属地晶格距离接近时,在反应过程中,吸附地反应物分⼦在催化剂表⾯形成强吸附和稳定化合物,不能进⼀步反应⽣成中间态和脱附,导致反应物分⼦不能继续吸附,所以不能起到催化作⽤.当反应物分⼦⼏何结构与⾦属地晶格距离相差较⼤时,在反应过程中,反应物分⼦不能吸附在催化剂表⾯,也以不能起到催化作⽤.只有反应物分⼦地⼏何结构与⾦属地晶格距离相匹配,形成强度适中地吸附物种,才能起到催化作⽤.⼄烯加氢反应中,⼄烯在⾦属催化剂上吸附反应时地C-C 键长是0.154nm,⽽原⼦间距在0.375～0.39nm 地Pd、Pt、Rh 等与⼄烯有强度适中地吸附作⽤,所以对该反应具有较好地催化作⽤.9、巴兰⾦多位理论：巴兰⾦：提出催化作⽤地⼏何适应性与能量适应性地概念地多位理论.其基本观点如下：反应物分⼦扩散到催化剂表⾯,⾸先物理吸附在催化剂活性中⼼上；然后反应物分⼦指⽰基团（指分⼦中与催化剂接触进⾏反应地部分）与活性中⼼作⽤,于是分⼦发⽣变形,⽣成表⾯中间络合物（化学吸附）；通过进⼀步催化反应,最后解吸成为产物.⼏何适应性；指⽰基团地对称性与活性中⼼地对称性⼀致才能具有催化作⽤. 能量适应性；根据最省⼒原则,要求活性中⼼与反应分⼦间有⼀定地结构对应性,并且吸附不能太弱,也不能太强.因为太弱吸附速度太慢,太强则解吸速度太慢,只有适中才能满⾜能量适应地要求.10、晶格缺陷地类型：原⼦（离⼦）缺陷（点缺陷）[空位、间隙原⼦（离⼦）、杂质、取代原⼦（离⼦）、缔合中⼼],电⼦缺陷[电⼦],扩展缺陷（复合）[缺陷簇、切变⾯],线缺陷[错位],⾯缺陷[晶体表⾯]11、合⾦地分类：机械混合：各⾦属原⼦仍保持其原来地晶体结构,只是粉碎后机械地混在⼀起.这种机械混合常⽤于晶格结构不同地⾦属,它不符合化学计量.化合物合⾦：两种⾦属符合化合物计量地⽐例,⾦属原⼦间靠化学⼒结合组成地⾦属化合物.这种合⾦常⽤于晶格相同或相近,原⼦半径差不多地⾦属.固溶体：介于上述两者之间,这是⼀种固态溶液,其中⼀种⾦属元素可视为溶剂,另⼀种较少地⾦属可视为溶解在溶剂中地溶质.固溶体通常分为填隙式和替代式两种.12、解释在⽤ Cu-Ni 合⾦催化剂催化⼄烷氢解和环⼰烷脱氢反应过程中Cu 含量增加对两个反应速度影响地差异：⼄烷氢解为甲烷地反应速度降低约４个数量级,⽽环⼰烷脱氢速度只是略有增加,然后变得与合⾦组成⽆关,直到接近纯铜时,速率才迅速下降.答：（1）Cu-Ni合⾦催化剂上铜表⾯富集作⽤；（2）环⼰烷脱氢C-H键断裂容易发⽣,所以合⾦化影响不明显；（3）⽽对于⼄烷氢解C-C键地裂解,由于发⽣氢解反应,⾦属表⾯⾄少有⼀对相邻⾦属原⼦与2个C原⼦成键,才能进⾏氢解反应. 当镍和铜形成合⾦时,由于Cu地富集,镍地表⾯双位数减少,⽽且吸附强度降低,因⽽导致氢解反应速度⼤⼤降低.13、计算：[Ni](3d8)(4s2).Ni 六个轨道参与成键,有两种成键杂化轨道.在Ni-A（d2sp3杂化)中共有6 个杂化轨道,其中4 个原⼦占据3 个d 轨道,在6 个杂化轨道中共有2 个d 轨道, 故d 轨道百分数为2/6＝0.33Ni-B(d3sp2杂化) 中共有7 个杂化轨道,其中4 个原⼦占据2 个d 轨道,在7个杂化轨道中共有3 个d 轨道, 故d 轨道百分数为3/7＝0.43,故Ni 地d 轨道百分数为：0.33*30%+0.43*70%＝40％答：Ni地d 轨道百分数为40％第五章⾦属氧化物催化剂1、n 型半导体与p 型半导体地掺杂⽣成规律：n 型半导体地⽣成：（1）⾮化学计量⽐化合物中含有过量地⾦属原⼦或低价离⼦可⽣成n型半导体,（2）负离⼦（氧）缺位,（3）⾼价离⼦取代晶格中地正离⼦,（4）向氧化物引⼊电负性⼩地原⼦.p 型半导体地⽣成：（1）氧化物中正离⼦缺位地⾮化学计量化合物,（2）⽤低价正离⼦取代晶格中正离⼦,（3）通过向晶格掺⼊电负性⼤地间隙原⼦.2、应⽤⾦属氧化物催化剂进⾏⼄烯完全催化氧化反应(1),催化剂地活性和⽣成热焓有关系,如图所⽰:下图中纵坐标Ｔ1.8代表⼄烯转化率达到1.8％时地反应温度,温度越低表⽰反应活性越⾼；横坐标-△Hf o代表氧化物地⽣成热焓,表⽰⾦属-氧键地强弱.由图可见,氧化物⽣成热与⼄烯氧化反应活性成⽕⼭曲线.曲线顶端附近是PdO,它地⽣成热焓△Hf o=-8.54kJ·g-1(atomO)；⽽⼄烯完全氧化反应（1）地反应热焓ΔＨ=-220.6 kJ·g-1(atomO)；PdO 地ΔＨｆ０与反应热焓1/2ΔＨ接近,表现出活性最⾼.试⽤能量适应原理和⾦属氧化物催化剂地氧化还原原理对该现象进⾏解释.答：根据催化地能量适应性原理,对于吸热反应,催化剂催化⽬地反应进⾏地活化能约为该反应反应热地⼀半时,催化剂有较好地催化性能.因为⼄烯反应热焓ΔＨ＝－220.6KJ.g－１(atomO),所以催化剂地活化能等于1/2ΔＨ时,具有较好地活性.对于⾦属氧化物催化剂上进⾏地⼄烯氧化反应包括两个过程：即C2H4 地氧化（同时PdO被还原）和还原地Pd 被⽓相氧氧化地过程.M+1/2O2—MO 1/6C2H4+MO—1/3CO2+1/3H2O+M这是个串联反应,过程中较慢（活化能较⼤）地⼀步将决定反应地速率.在整个反应中维持⾦属氧化物和⾦属之间地氧化还原循环是催化剂在反应中起到地地主要作⽤.当⾦属氧化物被还原和相应地⾦属被⽓相氧氧化地速率相当,才能给出最好地活性.因为⾦属被⽓相氧氧化地反应步骤能够决定整个反应地速率,这步反应地活化能即为整个反应地活化能,因此⾦属地⽣成热焓（ΔＨｆ０）等于1/2ΔＨ地⾦属氧化物催化剂对该反应具有较好地活性.由图可见PdO 地ΔＨｆ０约等于1/2ΔＨ,所以有较好地活性.3. 氧化物催化剂地半导体机理：（半导体催化地电⼦机理）在半导体催化剂上发⽣地催化剂反应通常伴有反应物与催化剂之间地电⼦转移,即反应物在半导体催化剂表⾯化学吸附形成单电⼦键、双电⼦键或离⼦键,使反应物分⼦被活化,然后进⾏⼀系列化学反应.4. 氧化——还原机理(dual-redox)：过渡⾦属氧化物催化剂在催化烃类氧化反应中,反应产物中地氧常常不是直接来⾃⽓相中氧,⽽是来⾃⾦属氧化物中地晶格氧,⽓相中地氧只是⽤来补充催化剂在反应中消耗地晶格氧.5. 半导体有哪三种类型,它们导电特征是什么？答：⼀种是本征半导体,这种半导体要导电,是依靠温度激发,把少量价电⼦由满带激发到导带(空带)中,导带中得到⾃由电⼦,这⾃由电⼦导电就叫做电⼦导电．同时满带放⾛了部分价电⼦后,由本来地中和状态(不带电)变为带正电,这在半导体术语中叫做正空⽳(或简称正⽳)地形成．正⽳地移动也能产⽣电流,这叫做正⽳电．它地导电办法是：邻近地电⼦迁到正空⽳地位置,产⽣新地正空⽳,新地正空六⼜再被其邻近地电⼦所占住,如此继续下去,使电⼦向⼀定地⽅向流动,产⽣了电流．电⼦导电⼜叫n 型导电．空⽳导电⼜叫P 型导电．所以本征半导体地导电,同时存在n 型导电与P 型导电． 6. 在丁烷氧化脱氢催化剂Cr 2O 3-Al 2O 3 中添加Li 2O 时,其催化脱氢速率下降；加Na 2O 量低时（少于1%）,脱氢速率也是下降地,但加Na 2O 量较⼤时（⼤于2%）,脱氢速度⼜增加；加K 2O 时,脱氢速率⼤增.请解释其原因.Li +离⼦半径⽐Cr 3+、Al 3+离⼦半径略⼩,它们容易占据Cr 3+、Al 3+地位置．价数诱导地结果,引起P 型电导地增加,n 型电导地减少．所以,加进Li 2O,使丁烷脱氢反应速度减⼩．加进Na 2O,在少于1%地添加量时,和Li 2O ⼀样,促使n -减少,亦即使反应速度降低．但加进Na 2O 达到2%时,Na +只能在品格间隙,相当于表⾯带正电荷,促使表⾯能放下降,结果使n -增加,从⽽促进反应．K +⽐Na +、Li +地离⼦半径均⼤,它不能取代Cr 3+、Al 3+ ,只能在晶格间隙,因⽽纯粹起着增加n -地作⽤．使丁烷脱氢反应速度⼤增．Langmuir 等温⽅程依据模型：①吸附剂表⾯是均匀地,各吸附中⼼能量相同；②吸附分⼦间⽆相互作⽤；③吸附是单分⼦层吸附,其吸附分⼦与吸附中⼼碰撞才能吸附,⼀个分⼦只占据⼀个吸附中⼼；④⼀点条件下,吸附与脱附可建⽴动态平衡. 满⾜上述条件地吸附,就是Langmuir 吸附,其吸附热q 与覆盖度θ⽆关.吸附速度va 与压⼒p 、⾃由表⾯（1-θ）成正⽐,即va=ap(1-θ）,式中a 为吸附速度常数；脱附速度vd 只与已覆盖地表⾯成正⽐,即vd=b θ,式中b 为脱附速度常数.吸附达到平衡时,va=ad.所以ap(1-θ）= b θ于是可得ap b ap +=θ ,若令b a /=λ,则pb p λλθ+= 上式即为Langmuir 等温⽅程,因为m V V /=θ,故可得p b p V V m λλ+=/式中,m V 为⼀定压⼒下单吸附层地饱和吸附量.上式还可表⽰为p V V V m m λ1111?+=。
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。
工业催化习题整理-
工业催化原理课后习题汇编1.1、论述催化剂是如何加速反应速率的？催化剂可使化学反应物在不改变的情况下，经由只需较少活化能的路径来进行化学反应。
因而加快了反应速率。
1.2、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) 实际上催化剂并不能无限期地使用，在长期受热和化学、物理作用下，会发生不可逆的变化，这将导致催化剂活性下降，最终导致催化剂失活。
1.3、说明催化剂为什么不能改变平衡反应的平衡位置？对于给定的反应，在已知条件下，其催化和非催化过程的-△G 0r 值是相同的，即K f 值是相同的，所以平衡位置没有改变。
另一种答案：化学平衡是由热力学决定的，ln p G RT k D =- ，其中p k 为反应的平衡常数，G ∆ 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G∆ 值，它只能加速达到平衡所需的时间，而不能移动平衡点。
1.4、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K f = ,催化剂可以以相同的比例加速正、逆反应的速率常数。
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。
2.1、通常固体催化剂有哪几个部分组成的？载体和助催化剂的功能分别是什么？通常估计催化剂由活性组分、载体和助催化剂三个部分组成。
（1）载体：载体是催化剂活性组分的分散剂、黏合物或支撑体，是负载活性组分的骨架。
（2）助催化剂：本身没有活性或者活性很小，但加入到催化剂中后，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、表面结构、孔结构、分散状态、机械强度等，从而提高催化剂的活性、选择性、稳定性和寿命。
3.1、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。
催化原理习题汇总
《催化原理》习题（一）第一章一、填空题a)本世纪初, 合成______, _______, _______催化剂的研制成功为近代无机化学工业的发展奠定了基础。
______, ______, ______催化剂的研制成功促进了石油化工的发展。
b)随着科学的进步, 所研制的催化剂活性的提高和寿命的延长, 为化工工艺上降低_______, _______, 简化______提供了有力的条件。
四.回答题1.简单叙述催化理论的发展过程。
2.哪几种反应可以在没有催化剂的情况下进行，在此基础上分析催化作用的本质是什么。
第二章一.概念题(催化剂的) 选择性, 催化剂失活, 可逆中毒, 催化剂机械强度二.填空题:a) 按照反应机理中反应物被活化的方式催化反应可分为: ________,_________, _________。
b)结构性助剂可改变活性组分的________ 性质, 而调变形助剂可改变活性组分的________ 性质。
c)催化剂的活化可分为__________ 和________ 。
d)消除外扩散的主要方法是_____________,消除内扩散的主要方法是_____________ 。
e)非均相催化反应可以分为____________ , ______________, __________.f)扩散的类型可分为____________ , ______________, __________.三. 简答题a)根据其功能的不同, 助剂可分为哪几类?b)根据使用条件下的物质类型,催化剂可分为哪几类?c)为什么象铝一样的轻金属不适宜作氧化还原反应的催化剂?d)催化剂失活的主要因素有哪些?e)什么元素或基团可使过渡金属催化剂中毒, 中毒机理是什么?三.回答题a)助剂在催化剂中的作用有哪些?b)CO和H2甲烷化为CO +H2 = CH4 + H2O H = -49.3 kcal/mol当采用Ni/Al2O3为催化剂时，催化反应中CO吸附，H2和H2O不吸附，测得CO|的吸附活化能为10kcal/mol，吸附热Q = 16kcal/mol。
工业催化试题及答案
工业催化试题及答案一、选择题（每题2分，共20分）1. 工业催化中，催化剂的作用是：A. 提高反应速率B. 改变反应的平衡位置C. 降低反应的活化能D. 以上都是答案：D2. 以下哪种催化剂属于生物催化剂？A. 酶B. 金属催化剂C. 固体酸催化剂D. 氧化还原催化剂答案：A3. 工业催化中，催化剂的失活通常是由以下哪种原因引起的？A. 催化剂中毒B. 催化剂磨损C. 催化剂烧结D. 以上都是答案：D4. 催化剂的活性与其表面积的关系是：A. 正相关B. 负相关C. 无关D. 先正后负5. 工业催化中，催化剂的再生通常是指：A. 恢复催化剂的活性B. 改变催化剂的形状C. 增加催化剂的量D. 替换催化剂答案：A6. 以下哪种方法可以增加催化剂的稳定性？A. 增加催化剂的粒径B. 减少催化剂的表面积C. 改善催化剂的制备工艺D. 以上都是答案：C7. 工业催化中，催化剂的载体通常起到什么作用？A. 增加催化剂的表面积B. 改善催化剂的热稳定性C. 降低催化剂的成本D. 以上都是答案：D8. 以下哪种物质不是催化剂的载体？A. 活性炭B. 氧化铝C. 硅胶D. 硫酸答案：D9. 工业催化中，催化剂的预处理通常包括以下哪项？B. 活化C. 粉碎D. 以上都是答案：D10. 以下哪种催化剂属于均相催化剂？A. 固体催化剂B. 液体催化剂C. 气体催化剂D. 以上都是答案：B二、填空题（每空1分，共20分）1. 工业催化中，催化剂的_________是其最重要的性能指标之一。
答案：活性2. 催化剂的_________是指催化剂在反应过程中失去活性的现象。
答案：失活3. 工业催化中，催化剂的_________是指催化剂在反应过程中的稳定性。
答案：寿命4. 催化剂的_________是指催化剂在反应过程中不被消耗的特性。
答案：可再生性5. 工业催化中，催化剂的_________是指催化剂在反应过程中的热稳定性。
工业催化第一次作业
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������������ + ������������ + ������������ = 1 1
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化工 141（杏）潘锦洋
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������������ = 1 + ������������������������ + ������������������������
2、有惰性气体参加的 Langmuir 等温式
三种物质 A、B 和 C 在同一吸附位上吸附，其中 C 为惰性气
体。令 A 的覆盖分率为θA，B 的覆盖分率为θB，C 的覆盖分率 为θC,则表面空位的分率为（1-θA-θB-θC）。若两种分子吸附时 都不发生解离，则
三个未知数三个方程联列解，得
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1
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工业催化的25题答案
1.多相催化的反应步骤 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吸附.3.被吸附的反应物分子在催化剂表面相互作用或与气相分子进行化学反应.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像催化剂周围的介质扩散2.生物催化反应的特征 催化效率极高（传统化工催化剂用量0.1-1%，酶用量%.2.选择性极高（相对/绝对专一性）一种酶只能催化一种底物，（绝对专一性）一种酶能催化一类结构相似的底物.3.催化条件极温和常温，常压，PH=5-89（通常在7）3选择性催化还原 是对下游工质的一项处理工艺.其原理就是在含有的尾气中喷入氨，尿素或者其他含氮化合物，使其中的还原成和水4.三效催化剂载体涂层及其要求 涂层：具有高比表面积的无机氧化涂层(20-100 ) 也叫第二载体（真正的核心技术所在）常用 等及复合物。
对涂层的要求 1.有较高的热稳定性.2.增强涂层中某个重要组分的热稳定性 如3.协助或改善催化剂组分的功能5.酶抑制剂作用及机理 失活作用： 次级键被破坏，导致空间构相变化，酶蛋白变质 抑制作用： 酶的必需基因受某种化学物质影响，导致火性降低。
去激活作用： 用螯合剂可去除能激活酶的金属离子6.催化剂失活的主要种类及原因 中毒 催化剂的活性和选择性由于受到少数杂质作用而显著下降的现象。
积碳 催化剂在使用过程中，逐渐在表面沉积一层炭质化合物，减少了可利用的表面积，引起催化剂活性衰退的现象。
烧结，挥发和剥落。
烧结 催化剂长期处于高温下操作，融结而导致晶粒长大，减少了活性金属的比表面积，使活性降低。
7.简述载体的功能 提供适宜的比表面积和孔结构 维持催化剂的形状和机械强度 改善催化剂热传导性 提高催化剂活性组分分散度减少含量 提供附加活性中心 活性组分和载体的溢流现象和强相互作用9.d带穴玉催化剂活性金属能带模型提供了d带穴概念，并将它与催化剂活性关联起来。
D空穴越多，d能带中未占用的d电子或空轨道越多，磁化率越大，磁化率与金属催化剂活性有一定的关系，随金属和合金的结构以及负载情况而不同。
工业催化答案完整版
工业催化答案完整版工业催化是现代化学工业中最重要的技术之一，它通过化学反应提高产品的产量和质量，减少生产工序，降低能源消耗和废弃物排放，从而改善生态环境和社会经济效益。
本文将从催化基础、反应机理、催化剂种类、工业应用和发展趋势等几个方面介绍工业催化的答案。
一、催化基础催化是通过加速反应速率、降低反应能量、改变反应路径等方式促进化学反应的过程。
催化剂是参与反应但不改变反应物的数量和能量的物质。
催化机理包括活化、吸附、表面反应和解除等步骤，其中吸附是关键步骤，表现为物质在催化剂表面附着并发生化学作用。
催化反应速率可以用动力学公式表示，它与反应物浓度、温度、催化剂性质和反应条件等因素有关。
常见的催化反应包括加氢、氧化、重整、异构化、裂解、聚合等，它们涉及碳氢化合物、醇、酸、酯、脂肪酸、芳香族化合物等底物，产生烃、酮、醛、酸、胺、酯等产物。
二、反应机理催化反应的机理复杂，需要通过实验和理论模拟相结合来研究。
一般来说，反应物分子在催化剂表面上被吸附形成中间体，并与其他吸附物分子进行相互作用和转化，最终生成产物和脱附到气相或液相。
反应机理受到催化剂种类、表面结构、晶体形态、电子结构等因素影响，需要通过物理化学手段来探究。
三、催化剂种类催化剂种类繁多，可以按其形态、成分、用途等分类。
常见的催化剂包括金属、氧化物、酸、碱、离子液体、生物酶、膜等。
金属催化剂常用于氢化、氢解、氧化等反应中，例如铂、钯、镍等；氧化物催化剂常用于脱除污染物、水溶液处理、能源转化等反应中，例如二氧化钛、二氧化硅、氧化铝等；酸碱催化剂常用于酯化、缩合、酸碱中和等反应中，例如硫酸、磷酸、氢氧化钠等；离子液体催化剂具有优异的溶解度、稳定性和特殊性质，在新材料、新能源、新催化剂领域有广泛应用；生物酶和膜等催化剂在生物技术、食品工业、医药化学等领域发挥着重要作用。
四、工业应用工业催化是现代化学工业中最常见的工艺之一，它遍布化工、石油、制药、冶金、环保等各个领域。
工业催化原理——作业汇总(含标准答案)
第一章催化剂与催化作用基本知识1、简述催化剂地三个基本特征.答：①催化剂存在与否不影响△Gθ地数值,只能加速一个热力学上允许地化学反应达到化学平衡状态而不能改变化学平衡；②催化剂加速化学反应是通过改变化学反应历程,降低反应活化能得以实现地；③催化剂对加速反应具有选择性.2、1-丁烯氧化脱氢制丁二烯所用催化剂为MoO3/BiO3混合氧化物,反应由下列各步组成（1）CH3-CH2-CH=CH2+2Mo6++O2-→CH2=CH-CH=CH2+2Mo5++H20（2）2Bi3++2Mo5+→2Bi2++2Mo6+（3）2Bi2++1/202→2Bi3++02-总反应为CH3-CH2-CH=CH2+1/202→CH2=CH-CH=CH2+H20试画出催化循环图.CH3-CH2CH2=CH-CH=CH2Mo5+Bi2+H203、合成氨催化剂中含有Fe3O4、Al2O3和K20,解释催化剂各组成部分地作用. 答：Fe3O4：主催化剂,催化剂地主要组成,起催化作用地根本性物质Al2O3：构型助催化剂,减缓微晶增长速度,使催化剂寿命长达数年K20：调变型助催化剂,使铁催化剂逸出功降低,使其活性提高第二章催化剂地表面吸附和孔内扩散1、若混合气体A和B2在表面上发生竞争吸附,其中A为单活性吸附,B2为解离吸附：A+B2+3*→A*+2B*,A和B2地气相分压分别为p A和p B.吸附平衡常数为k A和k B.求吸附达到平衡后A地覆盖率θA和B地覆盖率θB.解：对于气体A：吸附速率v aA=k aA P A(1—θA—θB) ；脱附速率v dA=k dAθA 平衡时：v aA=v dA,即θA=（k aA/k dA）P A（1—θA—θB）=k A·k B（1—θA—θB）对于气体B：吸附速率v aB=k aB P B(1—θA—θB)2；脱附速率v dB=k dBθB2平衡时：v aB=v dB ,即θB2= k B P B(1—θA—θB)2m换算成标况）.（2）求Al2O3地表面积.（已知：N2分子截面积16.2×10-20m2）解：P/V a(P0-P)=(1/CV m)[1+(C-1)P/P O]=[(C-1)/CV m](P/P O)+1/CV m 由题目可知：（C-1）/CVm=50.06 1/CVm=0.2723 ∴C=184.84 Vm=0.01987L(标况)n=0.01987/22.4=8.875×10-4S=nN A S O=8.875×10-4×6.023×1023×16.2×10-20=86.60m23、多相催化反应一般包括那几个步骤？其中哪几个步骤属于化学过程？答：多相催化反应包括：外扩散:反应物分子从气流中向催化剂颗粒表面扩散;（孔）内扩散:反应物分子从颗粒表面向颗粒内表面扩散;化学吸附:反应物分子在催化剂内表面吸附;表面反应:吸附地反应物分子在催化剂表面上反应;脱附:产物分子自催化剂内表面脱附;（孔）内扩散:产物分子从颗粒内表面向颗粒外表面扩散;外扩散:产物分子从催化剂颗粒外表面向气流中扩散;其中化学吸附、表面反应、脱附属于化学过程.4、在多相催化反应中,为什么至少有一种反应物必须经过化学吸附？答：因为化学吸附可使反应物分子均裂生成自由基,也可以异裂生成离子或使反应物分子强极化为极性分子,生成地这些表面活性中间物种具有很高地反应活性,有利于催化反应地进行.5、物理吸附、化学吸附地差别如何？物理吸附和化学吸附地特征比较化学吸附态一般是指分子或原子在固体催化剂表面进行化学吸附地化学状态、电子结构及几何构型.7、氢地吸附态有：在金属表面上地吸附态（均裂吸附）和在金属氧化物表面上地吸附态（均裂吸附）8、室温下,氢在ZnO上地化学吸附有两类,它们是：第一类是快速可逆地吸附：这类吸附地氢参与了乙烯加氢-氘交换反应,表明它是处于活化状态；第二类化学吸附是慢地、不可逆地：示踪实验表明这类吸附地氢不能进行乙烯加氢和氢-氘交换反应,因而是没有得到活化地.即所谓地高配位M-吸附态和低配位L-吸附态.9、CO在过渡金属上两种吸附态是：分子态吸附、解离型吸附10、在一些催化剂上,已经确定了哪几种氧吸附形式？哪种氧吸附态易使烃类发生深度氧化作用？多种吸附态：电中性地氧分子O2和带负电荷地阳离子（O2-,O-,O2-）带吸附阳离子与深度氧化有关.11、关于烯烃在金属上地缔合化学吸附,已经提出哪两种吸附态？答：σ型和π型12、有关乙炔在金属表面上地吸附态,已经提出地吸附态有哪几种？答：π型一位吸附、σ型二位吸附、解离吸附13、关于苯在金属上地吸附已经提出地看法有：答：6位σ型吸附、2位σ型吸附、η6π缔合型吸附态、解离吸附14、在一种催化剂表面产生各种吸附态地成因是多方面地,主要原因有哪两种？答：固有不均一性、诱导不均一性.15、固有不均一性地定义：指表面原子（离子）微环境地不均一性,一般是指由催化剂本身地结构所决定地和在制备过程中所产生地价不饱和性或配位不配合性地差异.16、Langmuir吸附地基本假设如何？答：（1）吸附剂表面是均匀地,各吸附中心能量相同；（2）吸附分子间无相互作用；（3）吸附是单分子层吸附,其吸附分子与吸附中心碰撞才能吸附,一个分子共占据一个吸附中心；（4）一定条件下,吸附与脱附可建立动态平衡.17、乔姆金等温式成立地条件：只适用于化学吸附,且在较小地覆盖度范围内才有效,从化学吸附只能在一部分表面中心上进行（即吸附分子只能吸附在可以成键地吸附中心上）地观点来看,上述二者显然是一致地.18、物理吸附地多分子层理论地基本假设：（1）固体表面是均匀地,自由表面对所有分子地吸附机会相等,分子地吸附、脱附不受其他分子存在地影响；（2）固体表面与气体分子地作用力为范德华力,因此在第一吸附层之上还可以进行第二层、第三层等多层吸附.19、溢流定义：一定条件下形成或存在于一种固相表面地活性物种,不经脱附过程进入气相而向同样条件下不能直接形成或本来不存在该活性物种地另一种固相表面上地迁移.第三章酸碱催化剂及其催化应用1、酸、碱地质子论地定义：凡是能提供质子（H +）地物质称为酸（B 酸）；凡是能够接受质子地物质称为碱（B 碱）2、酸、碱地电子论地定义： 凡是能接受电子对地物质称为酸（L 酸）；凡是能提供电子对地物质称为碱（L 碱）.3、软硬酸、碱原则：（SHAB 原则）软酸与软碱易形成稳定地络合物,硬酸与硬碱易形成稳定地络合物.而交界酸碱不论结合对象是软或硬酸碱,都能相互配位,但形成络合物地稳定性差.4、酸、碱性质地完整描述包括哪三个方面？答：酸中心地类型、酸中心地浓度、酸中心地强度5、均相酸、碱催化反应地特征？答：均相酸碱催化一般以离子型机理进行,即酸碱催化剂与反应物作用形成正碳离子或负碱离子中间物种,这些中间物种与另一反应物作用（或本身分解）,生成产物并释放出催化剂,构成酸碱催化循环.在这些催化过程中均以质子转移步骤为特征,所以,一些有质子转移地反应,如水合、脱水、酯化、水解、烷基化和脱烷基等反应,均可使用酸碱催化剂进行催化反应.6、Bronsted 规则公式是什么,怎么应用该规则对液体酸催化反应建立催化剂筛选模型？答：Bronsted 规则公式：α=aa a K G k 取对数,得：logk a =logG a +αlogK a 或 logk a =logG a -αpK a用logk a 对pK a 作图,可得到一直线,斜率为-αα值在0～1之间.α值很小,表明反应对催化剂地酸强度不敏感,此时任何一种酸都是优良地质子给予者,反应与催化剂酸强度无关；相反,α值接近1,表明反应对催化剂酸强度很敏感,只有强酸中心才能催化该反应.有些酸催化剂在反应过程中可同时离解出两个或多个质子,在这种情况下就须对方程作些修正.对酸催化反应为：α=)K p q (G p k a a a 对碱催化反应为：β=b b b K G k 或 β=)K q p(G p k b b b7、对酸中心地检测包括哪几个方面？答：酸中心地类型、酸量（酸度、酸密度、酸浓度）、酸强度及其分布.8、以TiO 2-SiO 2 为例,请阐述田部浩三关于二元混合氧化物酸性中心模型.答：在TiO2-SiO2二元混合氧化物中,一级结构为杂多负离子；二级结构为杂多负离子和抗衡正离子所组成杂多酸或杂多酸盐地晶体结构；三级结构指地是由杂多负离子抗衡正离子和结晶水所组成地晶体结构.10、杂多酸地性质：答：热稳定性：分解温度620～870K,PW＞SiW＞PMo＞SiMo；酸性：杂多酸为强B酸；氧化还原性：杂多酸为强氧化剂；“假液相”性：吸收大量极性分子地杂多酸类似于一种浓溶液11、用指示剂测定固体酸地酸性（1）如,某固体酸能使蒽醌变黄色,则样品酸强度：H o≤-8.2（2）如,某固体酸不能使蒽醌变色而能使亚苄基乙酰苯变黄色,则样品酸强度：-8.2＜H o＜-5.612、正碳离子稳定性顺序是:叔正碳离子＞仲正碳离子＞伯正碳离子＞乙基正碳离子＞甲基正碳离子13、固体碱催化反应机理：负碳离子机理,L碱中心能够供给电子对,把C-H中地H+脱去,形成负碳离子14、请简述分子筛沸石地结构特点.答：分子筛地晶格骨架主要由硅铝酸部分所组成,固体内部地原子排列,是按照一定地规律作周期性地三维排列.对于不同地硅铝比例,不同地制备条件与方法,骨架结构也不同.分子筛只有中空地有高度规则性地笼状结构,通向这笼状多面体,有各种大小均一地孔道,从而组成了四通八达地微晶体.入口孔径(窗口)地大小限制了能够吸附在分子筛内部表面地分子地几何大小,从而具有筛分分子地性能.其孔径大小也与阳离子地类型有关.15、沸石分子筛地离子交换度(简称交换度)：可用Na+交换度衡量：Na+交换度% =（交换下来地Na20量/原来沸石中含地Na20量）×100%16、分子筛地择形选择性：（A）反应物择形催化：当反应混合物中有些反应物分子地临界直径小于孔径时,可以进到晶孔内,与催化剂内表面相接触进行催化反应,而大于孔径地分子不能进入晶孔内,这样便产生反应物择形催化.（B）产物择形催化：反应产物中分子临界直径小于孔口地可以从孔中扩散出来,最终成为产物,而分子临界直径大于孔径地则无法从孔内溢出,此时便产生了产物选择性.（C）限制过渡态择形催化：反应物分子相互作用时可生成相应地过渡态,它需要一定空间,当催化剂空腔中地有效空间小于过渡态所需要地空间时,反应将受到阻止,此时便产生限制过渡态选择性催化.（D）分子交通控制地择形催化：具有两种不同形状和大小和孔道分子筛中,反应物分子可以很容易地通过一种孔道进入到催化剂地活性部位,进行催化反应,而产物分子则从另一孔道扩散出去,尽可能地减少逆扩散,从而增加反应速率.这种分子交通控制地催化反应,是一种特殊形式地择形选择性,称分子交通控制择形催化.17、请简述催化裂化原料油中固体酸催化剂地发展过程.催化剂地选择比较明显地经历以下三个阶段：一、1936 年开始采用天然粘土催化剂(例如酸处理过地白土－微晶膨润土、蒙脱土、高岭土).这些粘土是水合硅铝酸盐,合有可交换地Ca2+、Mg2+、Fe3+等离子.经过H2SO4处理后,这些离子绝大部分为H+所交换；二、40 年代以后,催化裂化使用了合成非晶态硅酸铝类催化剂(又称硅铝胶SiO2-Al2O3).它地优点是抗硫性能、机械性能较好,所产生地汽油辛烷值比天然催化刑也高,但汽油与焦炭比例较差；三、近年来,由新型分子筛催化剂,与硅铝胶催化剂对比,有四个特点：1)活性高得多；2)汽油组分中合饱和烷烃及芳烃多,汽油质量较好；3)单程转化率提高,比较不易产生“过裂化”,裂化效率较高；4)抗重金属污染性能高.第四章金属催化剂及其催化应用1、金属分散度：分散度（D）=表相原子数/（表相+体相）原子数.分散度是指金属晶粒大小而言,晶粒大,分散度小,反之晶粒小,分散度大.2、能带：按照分子轨道理论,把金属以及金属氧化物看成N个原子规则排列成地近乎无限地巨大分子,相邻原子地轨道重叠,组成成属于整个材料地N个非定域分子轨道.随着N趋于无限大,能带总宽度逐渐增大,但仍保持有限值,因此能级间隔趋向于零,称为能带.3、费米能级：电子在能带中填充地最高能级4、d 轨道百分数：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等原子轨道地线性组合,称为spd 或dsp杂化,杂化轨道中d 原子轨道所占地百分数称为d特性百分数,以符号d%表示.5、逸出功φ：费密能级与导带顶地能量差,即把一个电子从半导体内部拉到外部,变成完全自由电子时所需地最低能量.6、金属晶体不均一性：近年来随着表面分析技术地发展,人们用低能电子衍射、俄歇能谱、紫外光电子能谱及质谱等研究金属单晶地表面结构,直接观察到晶体表面存在着晶台、晶阶和晶弯等不均一表面,7、参照图,根据金属催化剂表面原子地几何排布对催化活性地影响,解释采用金属Ni 催化乙烯加氢反应时Ni地[110]晶面催化活性高于[111]晶面地催化活性地原因.乙烯地双位吸附络合物如图所示：乙烯中碳原子为正四面体,θ约为109°28＇,C－C 键距离为0.154 nm,C-Ni 键地距离为0.182 nm.答：乙烯在金属催化剂上加氢反应机理是：氢在Ni表面解离,乙烯在Ni表面采取不解离双位（α,β）吸附,然后两者在表面上互相作用,形成半氢化地吸附态ＣＨ2ＣＨ3,最后进一步氢化为乙烷.乙烯地双位吸附络合物如图所示：乙烯中碳原子为正四面体,θ约为109°28＇,C－C键距离为0.154 nm,C-Ni 键地距离为0.182 nm.为了活化最省力,原则上除所欲断裂地键外,其他地键长和键角力求不变.这样就要求双位活性中心M-M 有一定地间距a.a,b,c地关系为：θ=arccos[(c-a)/2b]金属Ni为面心立方晶格,其不同晶面上有两种Ni-Ni 双位活性中心,分别称为窄活性位和宽活性位.窄活性位Ni-Ni 间距为a=0.248 nm,其吸附乙烯时θ=105°41’.(比109°28’小4°28’).宽活性位Ni-Ni 间距为a=0.351 nm,其吸附乙烯时θ=122°57’. (比109°28’小13°32’).所以,乙烯在窄活性位上吸附时,θ角偏离较小,乙烯几何结构变化较小,因此乙烯在窄活性中心上容易吸附,是一种强吸附.但其加氢活性并不高,这是因为这种吸附产生地活性物种太稳定,不易进行进一步加氢地后续反应.而乙烯在宽活性位上吸附时,θ角偏离较大,乙烯几何结构变化较大,吸附较难,形成键造成分子内地张力较大,是一种弱吸附,但却给出高地加氢活性.Ni 地[110]晶面含有地宽活性位较多,而[111]晶面仅含窄活性位,因此Ni 地[110]晶面催化乙烯加氢地活性高于[111]晶面地催化活性.8、乙烯在各种金属膜上加氢地速度常数与金属原子地间距有关,请从金属催化剂地结构和吸附方面地理论,解释这种现象.答：金属催化剂进行乙烯加氢反应时,金属地晶格间距与活性有关.这时因为催化剂地活性和反应物分子在它上面地吸附能力相关.在反应过程中,反应物在催化剂地活性位上进行吸附,吸附地反应物进行反应生成中间态化合物,中间态化合物进一步脱附离开催化剂形成产物.多原子分子在催化剂上地吸附是多位吸附.当反应物分子地几何结构与金属地晶格距离接近时,在反应过程中,吸附地反应物分子在催化剂表面形成强吸附和稳定化合物,不能进一步反应生成中间态和脱附,导致反应物分子不能继续吸附,所以不能起到催化作用.当反应物分子几何结构与金属地晶格距离相差较大时,在反应过程中,反应物分子不能吸附在催化剂表面,也以不能起到催化作用.只有反应物分子地几何结构与金属地晶格距离相匹配,形成强度适中地吸附物种,才能起到催化作用.乙烯加氢反应中,乙烯在金属催化剂上吸附反应时地C-C 键长是0.154nm,而原子间距在0.375～0.39nm 地Pd、Pt、Rh 等与乙烯有强度适中地吸附作用,所以对该反应具有较好地催化作用.9、巴兰金多位理论：巴兰金：提出催化作用地几何适应性与能量适应性地概念地多位理论.其基本观点如下：反应物分子扩散到催化剂表面,首先物理吸附在催化剂活性中心上；然后反应物分子指示基团（指分子中与催化剂接触进行反应地部分）与活性中心作用,于是分子发生变形,生成表面中间络合物（化学吸附）；通过进一步催化反应,最后解吸成为产物.几何适应性；指示基团地对称性与活性中心地对称性一致才能具有催化作用. 能量适应性；根据最省力原则,要求活性中心与反应分子间有一定地结构对应性,并且吸附不能太弱,也不能太强.因为太弱吸附速度太慢,太强则解吸速度太慢,只有适中才能满足能量适应地要求.10、晶格缺陷地类型：原子（离子）缺陷（点缺陷）[空位、间隙原子（离子）、杂质、取代原子（离子）、缔合中心],电子缺陷[电子],扩展缺陷（复合）[缺陷簇、切变面],线缺陷[错位],面缺陷[晶体表面]11、合金地分类：机械混合：各金属原子仍保持其原来地晶体结构,只是粉碎后机械地混在一起.这种机械混合常用于晶格结构不同地金属,它不符合化学计量.化合物合金：两种金属符合化合物计量地比例,金属原子间靠化学力结合组成地金属化合物.这种合金常用于晶格相同或相近,原子半径差不多地金属.固溶体：介于上述两者之间,这是一种固态溶液,其中一种金属元素可视为溶剂,另一种较少地金属可视为溶解在溶剂中地溶质.固溶体通常分为填隙式和替代式两种.12、解释在用 Cu-Ni 合金催化剂催化乙烷氢解和环己烷脱氢反应过程中Cu 含量增加对两个反应速度影响地差异：乙烷氢解为甲烷地反应速度降低约４个数量级,而环己烷脱氢速度只是略有增加,然后变得与合金组成无关,直到接近纯铜时,速率才迅速下降.答：（1）Cu-Ni合金催化剂上铜表面富集作用；（2）环己烷脱氢C-H键断裂容易发生,所以合金化影响不明显；（3）而对于乙烷氢解C-C键地裂解,由于发生氢解反应,金属表面至少有一对相邻金属原子与2个C原子成键,才能进行氢解反应. 当镍和铜形成合金时,由于Cu地富集,镍地表面双位数减少,而且吸附强度降低,因而导致氢解反应速度大大降低.13、计算：[Ni](3d8)(4s2).Ni 六个轨道参与成键,有两种成键杂化轨道.在Ni-A（d2sp3杂化)中共有6 个杂化轨道,其中4 个原子占据3 个d 轨道,在6 个杂化轨道中共有2 个d 轨道, 故d 轨道百分数为2/6＝0.33Ni-B(d3sp2杂化) 中共有7 个杂化轨道,其中4 个原子占据2 个d 轨道,在7个杂化轨道中共有3 个d 轨道, 故d 轨道百分数为3/7＝0.43,故Ni 地d 轨道百分数为：0.33*30%+0.43*70%＝40％答：Ni地d 轨道百分数为40％第五章金属氧化物催化剂1、n 型半导体与p 型半导体地掺杂生成规律：n 型半导体地生成：（1）非化学计量比化合物中含有过量地金属原子或低价离子可生成n型半导体,（2）负离子（氧）缺位,（3）高价离子取代晶格中地正离子,（4）向氧化物引入电负性小地原子.p 型半导体地生成：（1）氧化物中正离子缺位地非化学计量化合物,（2）用低价正离子取代晶格中正离子,（3）通过向晶格掺入电负性大地间隙原子.2、应用金属氧化物催化剂进行乙烯完全催化氧化反应(1),催化剂地活性和生成热焓有关系,如图所示:下图中纵坐标Ｔ1.8代表乙烯转化率达到1.8％时地反应温度,温度越低表示反应活性越高；横坐标-△Hf o代表氧化物地生成热焓,表示金属-氧键地强弱.由图可见,氧化物生成热与乙烯氧化反应活性成火山曲线.曲线顶端附近是PdO,它地生成热焓△Hf o=-8.54kJ·g-1(atomO)；而乙烯完全氧化反应（1）地反应热焓ΔＨ=-220.6 kJ·g-1(atomO)；PdO 地ΔＨｆ０与反应热焓1/2ΔＨ接近,表现出活性最高.试用能量适应原理和金属氧化物催化剂地氧化还原原理对该现象进行解释.答：根据催化地能量适应性原理,对于吸热反应,催化剂催化目地反应进行地活化能约为该反应反应热地一半时,催化剂有较好地催化性能.因为乙烯反应热焓ΔＨ＝－220.6KJ.g－１(atomO),所以催化剂地活化能等于1/2ΔＨ时,具有较好地活性.对于金属氧化物催化剂上进行地乙烯氧化反应包括两个过程：即C2H4 地氧化（同时PdO被还原）和还原地Pd 被气相氧氧化地过程.M+1/2O2—MO 1/6C2H4+MO—1/3CO2+1/3H2O+M这是个串联反应,过程中较慢（活化能较大）地一步将决定反应地速率.在整个反应中维持金属氧化物和金属之间地氧化还原循环是催化剂在反应中起到地地主要作用.当金属氧化物被还原和相应地金属被气相氧氧化地速率相当,才能给出最好地活性.因为金属被气相氧氧化地反应步骤能够决定整个反应地速率,这步反应地活化能即为整个反应地活化能,因此金属地生成热焓（ΔＨｆ０）等于1/2ΔＨ地金属氧化物催化剂对该反应具有较好地活性.由图可见PdO 地ΔＨｆ０约等于1/2ΔＨ,所以有较好地活性.3. 氧化物催化剂地半导体机理：（半导体催化地电子机理）在半导体催化剂上发生地催化剂反应通常伴有反应物与催化剂之间地电子转移,即反应物在半导体催化剂表面化学吸附形成单电子键、双电子键或离子键,使反应物分子被活化,然后进行一系列化学反应.4. 氧化——还原机理(dual-redox)：过渡金属氧化物催化剂在催化烃类氧化反应中,反应产物中地氧常常不是直接来自气相中氧,而是来自金属氧化物中地晶格氧,气相中地氧只是用来补充催化剂在反应中消耗地晶格氧.5. 半导体有哪三种类型,它们导电特征是什么？答：一种是本征半导体,这种半导体要导电,是依靠温度激发,把少量价电子由满带激发到导带(空带)中,导带中得到自由电子,这自由电子导电就叫做电子导电．同时满带放走了部分价电子后,由本来地中和状态(不带电)变为带正电,这在半导体术语中叫做正空穴(或简称正穴)地形成．正穴地移动也能产生电流,这叫做正穴电．它地导电办法是：邻近地电子迁到正空穴地位置,产生新地正空穴,新地正空六又再被其邻近地电子所占住,如此继续下去,使电子向一定地方向流动,产生了电流．电子导电又叫n 型导电．空穴导电又叫P 型导电．所以本征半导体地导电,同时存在n 型导电与P 型导电． 6. 在丁烷氧化脱氢催化剂Cr 2O 3-Al 2O 3 中添加Li 2O 时,其催化脱氢速率下降；加Na 2O 量低时（少于1%）,脱氢速率也是下降地,但加Na 2O 量较大时（大于2%）,脱氢速度又增加；加K 2O 时,脱氢速率大增.请解释其原因.Li +离子半径比Cr 3+、Al 3+离子半径略小,它们容易占据Cr 3+、Al 3+地位置．价数诱导地结果,引起P 型电导地增加,n 型电导地减少．所以,加进Li 2O,使丁烷脱氢反应速度减小．加进Na 2O,在少于1%地添加量时,和Li 2O 一样,促使n -减少,亦即使反应速度降低．但加进Na 2O 达到2%时,Na +只能在品格间隙,相当于表面带正电荷,促使表面能放下降,结果使n -增加,从而促进反应．K +比Na +、Li +地离子半径均大,它不能取代Cr 3+、Al 3+ ,只能在晶格间隙,因而纯粹起着增加n -地作用．使丁烷脱氢反应速度大增．Langmuir 等温方程依据模型：①吸附剂表面是均匀地,各吸附中心能量相同；②吸附分子间无相互作用；③吸附是单分子层吸附,其吸附分子与吸附中心碰撞才能吸附,一个分子只占据一个吸附中心；④一点条件下,吸附与脱附可建立动态平衡. 满足上述条件地吸附,就是Langmuir 吸附,其吸附热q 与覆盖度θ无关.吸附速度va 与压力p 、自由表面（1-θ）成正比,即va=ap(1-θ）,式中a 为吸附速度常数；脱附速度vd 只与已覆盖地表面成正比,即vd=b θ,式中b 为脱附速度常数.吸附达到平衡时,va=ad.所以ap(1-θ）= b θ 于是可得ap b ap +=θ ,若令b a /=λ,则pb p λλθ+= 上式即为Langmuir 等温方程,因为m V V /=θ,故可得p b p V V m λλ+=/式中,m V 为一定压力下单吸附层地饱和吸附量.上式还可表示为p V V V m m λ1111∙+=。
工业催化试题及答案
工业催化试题及答案一、选择题（每题2分，共20分）1. 工业催化中，催化剂的主要作用是（）。
A. 提高反应速率B. 改变反应平衡C. 降低反应温度D. 改变反应物的化学性质答案：A2. 以下哪种催化剂属于生物催化剂（）。
A. 铂B. 镍C. 酶D. 钯答案：C3. 催化剂的活性通常与以下哪个因素无关（）。
A. 催化剂的表面积B. 催化剂的孔隙结构C. 催化剂的化学组成D. 催化剂的颜色答案：D4. 工业催化中，催化剂的失活通常是由以下哪种原因引起的（）。
A. 催化剂中毒B. 催化剂磨损C. 催化剂老化D. 以上都是答案：D5. 以下哪种物质不是催化剂的载体（）。
A. 氧化铝B. 活性炭C. 石英砂D. 硅胶答案：C6. 工业催化中，催化剂的再生是指（）。
A. 恢复催化剂的活性B. 改变催化剂的形状C. 增加催化剂的表面积D. 减少催化剂的孔隙结构答案：A7. 以下哪种催化剂属于均相催化剂（）。
A. 固定床催化剂B. 悬浮催化剂C. 液相催化剂D. 气相催化剂答案：C8. 工业催化中，催化剂的制备方法不包括（）。
A. 浸渍法B. 共沉淀法C. 熔融法D. 蒸发法答案：D9. 以下哪种催化剂的活性最高（）。
A. 铂B. 钯C. 镍D. 铜答案：A10. 工业催化中，催化剂的稳定性是指（）。
A. 催化剂的活性B. 催化剂的强度C. 催化剂的抗中毒能力D. 催化剂的抗磨损能力答案：C二、填空题（每题2分，共20分）1. 催化剂的活性是指催化剂在单位时间内能促使反应物转化为产物的______。
答案：能力2. 催化剂的活性通常与其______的表面积成正比。
答案：表面3. 催化剂的失活可以通过______来恢复其活性。
答案：再生4. 催化剂的载体通常具有______的孔隙结构。
答案：均匀5. 催化剂的制备方法包括浸渍法、共沉淀法和______。
答案：熔融法6. 均相催化剂是指催化剂与反应物处于同一______中。
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。
工业催化答案
工业催化答案1.什么是催化剂？催化剂是一种能够改变一个化学反应的反应速度，却不改变化学反应热力学平衡位置，本身在化学反应中不被明显地消耗的化学物质。
3.催化作用有哪些基本特征a)催化作用不能改变化学平衡b)催化作用改变反应历程而改变反应速度c)催化剂对加速化学反应具有选择性4.催化剂为什么不会改变化学平衡的位置？化学平衡是由热力学决定的，＝—RT1n，其中为反应的平衡常数，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值，它只能加速达到平衡所需的时间，而不能移动平衡点。
5.催化剂为什么能加快反应速度？催化剂能降低反应的活化能6.按使用条件下的物态催化剂可分为几类，各是什么？酸碱催化剂、非纳米分子筛催化剂、金属催化剂、金属氧化物和硫化物催化剂、络合催化剂，7.催化剂的组成包括哪几部分？各部分功能?活性组分：化学活性助催化剂：对活性组分/载体改性载体：高表面积、孔结构、机械强度8.吸附和催化有什么关系催化的前提是发生吸附，气—固相催化反应中，至少有一种反应物要吸附在催化剂的表面上。
吸附键的强度要适当，吸附的过强或过弱都不利于下一步化学反应的进行。
如果催化剂对反应物吸附过强，往往形成较稳定的表面络合物；吸附过弱，反应物分子活化不够，不利于反应。
9.物理吸附与化学吸附有什么区别。
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，不受温度影响，不需活化能; 较慢，温度升高,速度加快，需要a.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著变化。
b.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。
催化原理考试题及答案
催化原理考试题及答案一、单项选择题（每题2分，共20分）1. 催化作用是指在化学反应中，催化剂能够：A. 改变反应速率B. 改变反应的平衡常数C. 改变反应的熵变D. 改变反应的焓变答案：A2. 催化剂在反应中的作用是：A. 降低反应的活化能B. 提高反应的活化能C. 改变反应物的浓度D. 改变产物的浓度答案：A3. 以下哪种物质不是催化剂？A. 铂B. 铜C. 铁D. 氧气答案：D4. 催化剂的特点是：A. 反应前后化学性质不变B. 反应前后化学性质改变C. 反应前后物理性质不变D. 反应前后物理性质改变答案：A5. 催化剂在反应中的作用机理是：A. 提供反应物B. 形成中间产物C. 改变反应物的化学性质D. 改变产物的化学性质答案：B6. 催化剂的活性与其：A. 表面积无关B. 表面积有关C. 化学组成无关D. 化学组成有关答案：B7. 催化剂的稳定性是指：A. 催化剂在反应中不被消耗B. 催化剂在反应中不被毒化C. 催化剂在反应中不被分解D. 催化剂在反应中不被氧化答案：B8. 催化剂的再生是指：A. 催化剂的物理性质恢复B. 催化剂的化学性质恢复C. 催化剂的活性恢复D. 催化剂的稳定性恢复答案：C9. 催化剂的中毒是指：A. 催化剂的活性降低B. 催化剂的稳定性降低C. 催化剂的再生能力降低D. 催化剂的物理性质改变答案：A10. 催化剂的失活是指：A. 催化剂的活性降低B. 催化剂的稳定性降低C. 催化剂的再生能力降低D. 催化剂的化学性质改变答案：D二、填空题（每空1分，共20分）1. 催化剂能够改变反应的________，但不能改变反应的________。
答案：速率；平衡常数2. 催化剂在反应中的作用机理是通过形成________来降低反应的活化能。
答案：中间产物3. 催化剂的活性与其________有关，通常表面积越大，活性越高。
答案：表面积4. 催化剂的稳定性是指在反应条件下，催化剂不被________。
工业催化答案完整版
工业催化答案完整版第一章催化剂基本知识1、名词解释（1）活性:催化剂使原料转化得速率,工业生产上常以每单位容积(或质量)催化剂在单位时间内转化原料反应物得数量来表示,如每立方米催化剂在每小时内能使原料转化得千克数。
（2）选择性:目得产物在总产物中得比例,实质上就是反应系统中目得反应与副反应间反应速度竞争得表现。
（3）寿命:指催化剂得有效使用期限。
（4）均相催化反应:催化剂与反应物同处于一均匀物相中得催化作用。
（5）氧化还原型机理得催化反应:催化剂与反应物分子间发生单个电子得转移,从而形成活性物种。
（6）络合催化机理得反应:反应物分子与催化剂间配位作用而使反应物分子活化。
（7）(额外补充)什么就是络合催化剂？答:一般就是过渡金属络合物、过渡金属有机化合物。
（8）反应途径:反应物发生化学反应生成产物得路径。
（9）催化循环:催化剂参与了反应过程,但经历了几个反应组成得循环过程后,催化剂又恢复到初始态,反应物变成产物,此循环过程为催化循环。
（10）线速度:反应气体在反应条件下,通过催化床层自由体积得得速率。
（11）空白试验:在反应条件下,不填充催化床,通入原料气,检查有无壁效应,就是否存在非催化反应。
（12）催化剂颗粒得等价直径:催化剂颗粒就是不规则得,如果把催化剂颗粒等效成球体,那么该球体得直径就就是等价直径。
（13）接触时间:在反应条件下得反应气体,通过催化剂层中得自由空间所需要得时间。
（14）初级离子:内部具有紧密结构得原始粒子。
（15）次级粒子:初级粒子以较弱得附着力聚集而成-----造成固体催化剂得细孔。
2.叙述催化作用得基本特征,并说明催化剂参加反应后为什么会改变反应速度？①催化剂只能加速热力学上可以进行得反应,而不能加速热力学上无法进行得反应。
②催化剂只能加速反应趋于平衡,而不能改变平衡得位置(平衡常数)。
③催化剂对反应具有选择性。
④催化剂得寿命。
催化剂之所以能够加速化学反应趋于热力学平衡点,就是由于它为反应物分子提供了一条轻易进行得反应途径。
催化原理(完整答案)
1、下面哪种催化剂可以催化加氢脱硫反应？（B ）A、金属B、金属氧化物C、固体酸D、金属硫化物1、AL2O3是合成氨催化剂中的（）A、结构型助剂B、电子型助剂C、主剂D、载体2、固体超强酸指固体的酸强度不大于（）A、11.9B、-11.9C、12.9D、-12.93、根据吸附试能曲线，覆盖度（）有效变大（）D、脱附活化能变大2.负载型金属硫化物的载体不能选择( C )A Y-AL2O3B TiO2c SiO2D ZrO23.在沉淀法制备催化剂过程中,影响沉淀形成的因素不包括（A ）。
A 时间;B 温度;C pH值;D 溶液的浓度c4、n型半导体可（）加氢反应，p型半导体可以（）氧化反应。
A、加速、减速B、减速、减速C、加速、加速D、减速、加速5、XRD是（）表征方法的缩写A、X-射线B、红外光谱C、光电子能谱D、扫描电镜7、下面（）不是催化剂寿命的影响因素C、耐温稳定性8、据统计（）化学工业过程是采用催化过程来实现的D.80%1.催化剂的性能是由其表面原子的配位状态及其相互作用决定的（A ）。
A正确B 错误4.K2O流失是合成氨催化剂失活的原因之一（A ）。
A 正确B 错误5.催化氧化反应可分为深度氧化反应和适度氧化反应（B ）A 正确B 错误6.在催化剂制备流程中烧过程中可以形成固溶体（A ）A正确B错误7.BET吸附等温式适用于多分子层的物理吸附（A ）A正确B错误8.i-型半导体可以作为裂解反应的催化剂。
( A )A正确B错误9.固化可造成催化剂的失活。
( A )A正确B错误10 羟基合成过程的催化剂获得了诺贝尔化学奖（A ）A正确B错误11. 球基合成过程的催化剂获得了诺贝尔化学奖（B ）。
A正确B错误12.物理吸附可能是吸热的也可能是放热的。
·( B )A正确B错误13、催化剂的内表面积占其总表面积的95%（）A正确B 错误14、HDN是加氢脱金属反应单缩写（）A正确B 错误15、硅铝分子筛单基本结构单元是硅氧四面体和铝氧四面体。
工业催化试题答案
⼯业催化试题答案催化科学与技术⼋⼤领域：1.多相催化科学与技术2.均相催化科学与技术(包括负载络合催化, 均相过程多相化).3.光、电催化科学与技术(光催化与电极催化过程).4.酶催化科学与技术(酶的结构与性能,酶改性,酶浓集和固定化,酶的分离和负载以及仿酶催化).5.催化分离科学与技术(催化蒸馏,催化膜反应,催化萃取)6.催化材料科学与技术7.催化剂制造科学与技术(沉淀法,浸渍法,沉淀沉积法,溶胶凝胶法,超临界反应法, 等离⼦体法,⽣物法制酶等).8.催化剂性能表征和催化研究⽅法特征：（1）催化剂只能加速热⼒学上可以进⾏的反应.（2）只能加速到达反应平衡的时间，不能改变化学平衡位置.（3）催化剂对反应具有选择性（4）催化剂活性有⼀定寿命催化剂组成①活性组分：提供改变反应历程的组分，多为⾦属、氧化物、酸碱②载体组分：是或活性组分的分散剂、粘合剂、或⽀撑体。
多数为硅和铝的氧化物③助催化剂组分：催化剂的辅助组分，本⾝没有活性或者活性很低，⽤于改善催化剂的各种性能载体功能：①提供适宜的⽐表⾯和孔结构②维持催化的形状和机械强度③改善催化剂热传导性④提⾼催化剂中活性组分分散度⑤提供附加活性中⼼⑥活性组分和载体的溢流现象和强相互作⽤活性组分与载体的溢流现象（Spillover）和强相互作⽤所谓溢流现象，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的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。
它们可以化学吸附诱导出新的活性或进⾏某种化学反应。
如果没有原有活性中⼼，这种次级活性中⼼不可能产⽣出有意义的活性物种，这就是溢流现象。
它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。
⼯业催化剂的要求1、催化剂的活性：2、催化剂的选择性：3、催化剂的稳定性4、环境相容性催化剂稳定性化学稳定性、耐热稳定性、抗毒稳定性、机械稳定性螺型位错：在切应⼒τ的作⽤下，晶体右端上下两部分沿滑移⾯ABCD发⽣了⼀个原⼦间距的局部位移，⽽右半部分未发⽣位移，其边界线bb’就是⼀条位错线，平⾏于滑移⽅向。
工业催化考试题目和答案
工业催化考试题目和答案一、单项选择题（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. 改变反应平衡C. 降低反应温度D. 改变反应物的化学性质答案：A2. 下列哪种催化剂属于生物催化剂？（）A. 铂B. 镍C. 酶D. 铁答案：C3. 催化剂的活性与下列哪个因素无关？（）A. 催化剂的表面积B. 催化剂的孔隙结构C. 催化剂的化学组成D. 反应物的浓度答案：D4. 工业催化中，催化剂的失活通常是由以下哪个原因引起的？（）A. 催化剂中毒B. 催化剂磨损C. 催化剂老化D. 所有以上选项答案：D5. 工业催化中，催化剂的再生通常涉及以下哪个步骤？（）A. 清洗B. 热处理C. 化学处理D. 所有以上选项答案：D6. 工业催化中，催化剂的载体通常起到什么作用？（）A. 提高反应物的浓度B. 增加催化剂的机械强度C. 提高催化剂的热稳定性D. 所有以上选项答案：D7. 工业催化中，催化剂的制备方法不包括以下哪一项？（）A. 浸渍法B. 共沉淀法C. 熔融法D. 蒸馏法答案：D8. 工业催化中，催化剂的表面积对催化剂性能的影响是（）。
A. 表面积越大，催化剂活性越低B. 表面积越大，催化剂活性越高C. 表面积对催化剂活性没有影响D. 表面积与催化剂活性无关答案：B9. 工业催化中，催化剂的孔隙结构对催化剂性能的影响是（）。
A. 孔隙结构越小，催化剂活性越低B. 孔隙结构越小，催化剂活性越高C. 孔隙结构对催化剂活性没有影响D. 孔隙结构与催化剂活性无关答案：B10. 工业催化中，催化剂的稳定性是指（）。
A. 催化剂在反应条件下的物理稳定性B. 催化剂在反应条件下的化学稳定性C. 催化剂在反应条件下的热稳定性D. 所有以上选项答案：D二、多项选择题（每题3分，共15分）11. 工业催化中，催化剂的活性可以通过以下哪些因素来提高？（）A. 增加催化剂的表面积B. 优化催化剂的孔隙结构C. 改变催化剂的化学组成D. 增加反应物的浓度答案：A, B, C12. 工业催化中，催化剂的失活可能由以下哪些原因引起？（）A. 催化剂中毒B. 催化剂磨损C. 催化剂老化D. 反应物的浓度变化答案：A, B, C13. 工业催化中，催化剂的再生方法包括（）。
工业催化原理真题
工业催化原理真题一、名词解释1.互补原理；2.施主能级；3.反式影响；二、填空1.助催化剂为本身无活性或活性较小，加入少量后，可大大提高Cat.的活性、选择性、寿命、稳定性等性能的物质。
助催化剂可分为： 结构性助剂 、 调变性助剂 、 晶格缺陷性助剂 、 扩散性助剂 。
2.在八面体场中，若d 轨道填充电子为6个时，其晶体场稳定化能为 4 或 24 D q 。
3.若某金属催化剂原子排布方式为面心立方结构，那么其配位数为 12 ；若在晶体表明沿着三个不同的晶面(100)、(110)、(111)切开，其表面原子的配位数分别为 8 、 9 、 7 。
4.请写出酶催化剂中基团之间的作用形式（即次级键的类型）： 氢键 、 疏水键 、 范德华力 、 配位键 、 离子键 。
5.正离子填充八面体空隙的条件是 0.414 < r +/r - < 0.732 ，在NaCl 晶体中，正离子半径r + = 0.94，负离子半径r - = 1.80，正离子填充 八面体 空隙，填充率为 100% 。
6.气态碱可以测酸的 酸强度 和 酸浓度 ，但不能测 酸类型 。
三、简答1.按照能带理论，s 能带电子云密度小于d 能带电子云密度，s 能带带宽却大于d 能带带宽，请解释为什么会出现这种情况。
2.已知某插入反应的反应方程式如下所示，其过渡态分别是什么？212P A P 1-1k k k A 3.根据下图所示内容判断基元化学反应类型，①A 和B 1属于何种基元化学反应，其中A 起什么作用；②A 和B 2属于何种基元化学反应，其中A 起什么作用。
4.观察下列两种配合物，判断哪一种配合物中的Pt —Cl 键长更长，说明理由。
四、综合题1. 两个催化剂k 1，k 2，在一个多催化反应体系中均起催化作用，其反应途径如下所示，两催化剂起什么催化作用？其一般的催化反应机理和催化循环过程示意图是什么?2.已知某化学反应为A+B 2C ，其反应机理如下： 12-1-23-4-34k k k k k k k k A+S ASB+S BS AS+BS CS+C CS C+S若脱附步骤为控制步骤，则回答下列问题：（1）试推导动力学方程；（2）若S A B P p =p =2；k 1，k 2，k 3/k -3，k 41，试求初始反应速率r 初和总压p s 之间的关系。
【2019年整理】工业催化原理——作业汇总含答案
第一章催化剂与催化作用基本知识1、简述催化剂的三个基本特征。
答：①催化剂存在与否不影响△Gθ的数值，只能加速一个热力学上允许的化学反应达到化学平衡状态而不能改变化学平衡；②催化剂加速化学反应是通过改变化学反应历程，降低反应活化能得以实现的；③催化剂对加速反应具有选择性。
2、1-丁烯氧化脱氢制丁二烯所用催化剂为MoO3/BiO3混合氧化物，反应由下列各步组成（1）CH3-CH2-CH=CH2+2Mo6++O2-→CH2=CH-CH=CH2+2Mo5++H20（2）2Bi3++2Mo5+→2Bi2++2Mo6+（3）2Bi2++1/202→2Bi3++02-总反应为CH3-CH2-CH=CH2+1/202→CH2=CH-CH=CH2+H20试画出催化循环图。
CH3-CH2CH2=CH-CH=CH2Mo5+Bi2+H203、合成氨催化剂中含有Fe3O4、Al2O3和K20，解释催化剂各组成部分的作用。
答：Fe3O4：主催化剂，催化剂的主要组成，起催化作用的根本性物质Al2O3：构型助催化剂，减缓微晶增长速度，使催化剂寿命长达数年K20：调变型助催化剂，使铁催化剂逸出功降低，使其活性提高第二章催化剂的表面吸附和孔内扩散1、若混合气体A和B2在表面上发生竞争吸附，其中A为单活性吸附，B2为解离吸附：A+B2+3*→A*+2B*,A和B2的气相分压分别为p A和p B。
吸附平衡常数为k A和k B。
求吸附达到平衡后A的覆盖率θA和B的覆盖率θB。
解：对于气体A：吸附速率v aA=k aA P A(1—θA—θB) ；脱附速率v dA=k dAθA 平衡时：v aA=v dA，即θA=（k aA/k dA）P A（1—θA—θB）=k A·k B（1—θA —θB）对于气体B：吸附速率v aB=k aB P B(1—θA—θB)2；脱附速率v dB=k dBθB2平衡时：v aB=v dB ，即θB2= k B P B(1—θA—θB)2m换算成标况）。
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第一章催化剂与催化作用基本知识1、简述催化剂的三个基本特征。
答：①催化剂存在与否不影响△Gθ的数值，只能加速一个热力学上允许的化学反应达到化学平衡状态而不能改变化学平衡；②催化剂加速化学反应是通过改变化学反应历程，降低反应活化能得以实现的；③催化剂对加速反应具有选择性。
2、1-丁烯氧化脱氢制丁二烯所用催化剂为MoO3/BiO3混合氧化物，反应由下列各步组成（1）CH3-CH2-CH=CH2+2Mo6++O2-→CH2=CH-CH=CH2+2Mo5++H20（2）2Bi3++2Mo5+→2Bi2++2Mo6+（3）2Bi2++1/202→2Bi3++02-总反应为CH3-CH2-CH=CH2+1/202→CH2=CH-CH=CH2+H20试画出催化循环图。
CH3-CH2-CH=CHMoBi3、合成氨催化剂中含有Fe3O4、Al2O3和K20，解释催化剂各组成部分的作用。
答：Fe3O4：主催化剂，催化剂的主要组成，起催化作用的根本性物质Al2O3：构型助催化剂，减缓微晶增长速度，使催化剂寿命长达数年K20：调变型助催化剂，使铁催化剂逸出功降低，使其活性提高第二章催化剂的表面吸附和孔内扩散1、若混合气体A和B2在表面上发生竞争吸附，其中A为单活性吸附，B2为解离吸附：A+B2+3*→A*+2B*,A 和B2的气相分压分别为p A和p B。
吸附平衡常数为k A和k B。
求吸附达到平衡后A的覆盖率θA和B的覆盖率θB。
解：对于气体A：吸附速率v aA=k aA P A(1—θA—θB) ；脱附速率v dA=k dAθA平衡时：v aA=v dA，即θA=（k aA/k dA）P A（1—θA—θB）=k A·k B（1—θA—θB）对于气体B：吸附速率v aB=k aB P B(1—θA—θB)2；脱附速率v dB=k dBθB2平衡时：v=v，即θ2= k P(1—θ—θ)2。
m（2）求Al2O3的表面积。
（已知：N2分子截面积16.2×10-20m2）解：P/V a(P0-P)=(1/CV m)[1+(C-1)P/P O]=[(C-1)/CV m](P/P O)+1/CV m由题目可知：（C-1）/CVm=50.06 1/CVm=0.2723 ∴C=184.84 Vm=0.01987L(标况)n=0.01987/22.4=8.875×10-4S=nN A S O=8.875×10-4×6.023×1023×16.2×10-20=86.60m23、多相催化反应一般包括那几个步骤？其中哪几个步骤属于化学过程？答：多相催化反应包括：外扩散:反应物分子从气流中向催化剂颗粒表面扩散;（孔）内扩散:反应物分子从颗粒表面向颗粒内表面扩散;化学吸附:反应物分子在催化剂内表面吸附;表面反应:吸附的反应物分子在催化剂表面上反应;脱附:产物分子自催化剂内表面脱附;（孔）内扩散:产物分子从颗粒内表面向颗粒外表面扩散;外扩散:产物分子从催化剂颗粒外表面向气流中扩散;其中化学吸附、表面反应、脱附属于化学过程。
4、在多相催化反应中，为什么至少有一种反应物必须经过化学吸附？答：因为化学吸附可使反应物分子均裂生成自由基，也可以异裂生成离子或使反应物分子强极化为极性分子，生成的这些表面活性中间物种具有很高的反应活性，有利于催化反应的进行。
5、物理吸附、化学吸附的差别如何？7、氢的吸附态有：在金属表面上的吸附态（均裂吸附）和在金属氧化物表面上的吸附态（均裂吸附）8、室温下，氢在ZnO上的化学吸附有两类，它们是：第一类是快速可逆的吸附：这类吸附的氢参与了乙烯加氢-氘交换反应，表明它是处于活化状态；第二类化学吸附是慢的、不可逆的：示踪实验表明这类吸附的氢不能进行乙烯加氢和氢-氘交换反应，因而是没有得到活化的。
即所谓的高配位M-吸附态和低配位L-吸附态。
9、CO在过渡金属上两种吸附态是：分子态吸附、解离型吸附10、在一些催化剂上，已经确定了哪几种氧吸附形式？哪种氧吸附态易使烃类发生深度氧化作用？多种吸附态：电中性的氧分子O2和带负电荷的阳离子（O2-,O-,O2-）带吸附阳离子与深度氧化有关。
11、关于烯烃在金属上的缔合化学吸附，已经提出哪两种吸附态？答：σ型和π型12、有关乙炔在金属表面上的吸附态，已经提出的吸附态有哪几种？答：π型一位吸附、σ型二位吸附、解离吸附13、关于苯在金属上的吸附已经提出的看法有：答：6位σ型吸附、2位σ型吸附、η6π缔合型吸附态、解离吸附14、在一种催化剂表面产生各种吸附态的成因是多方面的，主要原因有哪两种？答：固有不均一性、诱导不均一性。
15、固有不均一性的定义：指表面原子（离子）微环境的不均一性，一般是指由催化剂本身的结构所决定的和在制备过程中所产生的价不饱和性或配位不配合性的差异。
16、Langmuir吸附的基本假设如何？答：（1）吸附剂表面是均匀的，各吸附中心能量相同；（2）吸附分子间无相互作用；（3）吸附是单分子层吸附，其吸附分子与吸附中心碰撞才能吸附，一个分子共占据一个吸附中心；（4）一定条件下，吸附与脱附可建立动态平衡。
17、乔姆金等温式成立的条件：只适用于化学吸附，且在较小的覆盖度范围内才有效，从化学吸附只能在一部分表面中心上进行（即吸附分子只能吸附在可以成键的吸附中心上）的观点来看，上述二者显然是一致的。
18、物理吸附的多分子层理论的基本假设：（1）固体表面是均匀的，自由表面对所有分子的吸附机会相等，分子的吸附、脱附不受其他分子存在的影响；（2）固体表面与气体分子的作用力为范德华力，因此在第一吸附层之上还可以进行第二层、第三层等多层吸附。
19、溢流定义：一定条件下形成或存在于一种固相表面的活性物种，不经脱附过程进入气相而向同样条件下不能直接形成或本来不存在该活性物种的另一种固相表面上的迁移。
第三章 酸碱催化剂及其催化应用1、酸、碱的质子论的定义： 凡是能提供质子（H +）的物质称为酸（B 酸）；凡是能够接受质子的物质称为碱（B 碱）2、酸、碱的电子论的定义：凡是能接受电子对的物质称为酸（L 酸）；凡是能提供电子对的物质称为碱（L 碱）。
3、软硬酸、碱原则：（SHAB 原则）软酸与软碱易形成稳定的络合物，硬酸与硬碱易形成稳定的络合物。
而交界酸碱不论结合对象是软或硬酸碱，都能相互配位，但形成络合物的稳定性差。
4、酸、碱性质的完整描述包括哪三个方面？答：酸中心的类型、酸中心的浓度、酸中心的强度5、均相酸、碱催化反应的特征？答：均相酸碱催化一般以离子型机理进行，即酸碱催化剂与反应物作用形成正碳离子或负碱离子中间物种，这些中间物种与另一反应物作用（或本身分解），生成产物并释放出催化剂，构成酸碱催化循环。
在这些催化过程中均以质子转移步骤为特征，所以，一些有质子转移的反应，如水合、脱水、酯化、水解、烷基化和脱烷基等反应，均可使用酸碱催化剂进行催化反应。
6、Bronsted 规则公式是什么，怎么应用该规则对液体酸催化反应建立催化剂筛选模型？答：Bronsted 规则公式：α=aa a K G k 取对数，得：logk a =logG a +αlogK a 或 logk a =logG a -αpK a用logk a 对pK a 作图，可得到一直线，斜率为-αα值在0～1之间。
α值很小，表明反应对催化剂的酸强度不敏感，此时任何一种酸都是优良的质子给予者，反应与催化剂酸强度无关；相反，α值接近1，表明反应对催化剂酸强度很敏感，只有强酸中心才能催化该反应。
有些酸催化剂在反应过程中可同时离解出两个或多个质子，在这种情况下就须对方程作些修正。
对酸催化反应为：α=)K pq (G p k a a a 对碱催化反应为：β=b b b K G k 或 β=)K q p (G p k b b b7、对酸中心的检测包括哪几个方面？答：酸中心的类型、酸量（酸度、酸密度、酸浓度）、酸强度及其分布。
8、以TiO 2-SiO 2 为例，请阐述田部浩三关于二元混合氧化物酸性中心模型。
抗衡正离子和结晶水所组成的晶体结构。
10、杂多酸的性质：答：热稳定性：分解温度620～870K ，PW ＞SiW ＞PMo ＞SiMo ；酸性：杂多酸为强B 酸；氧化还原性：杂多酸为强氧化剂；“假液相”性：吸收大量极性分子的杂多酸类似于一种浓溶液11、用指示剂测定固体酸的酸性酸强度的碱性指示剂（1o （2）如，某固体酸不能使蒽醌变色而能使亚苄基乙酰苯变黄色，则样品酸强度：-8.2＜H o ＜-5.614、请简述分子筛沸石的结构特点。
答：分子筛的晶格骨架主要由硅铝酸部分所组成，固体内部的原子排列，是按照一定的规律作周期性的三维排列。
对于不同的硅铝比例，不同的制备条件与方法，骨架结构也不同。
分子筛只有中空的有高度规则性的笼状结构，通向这笼状多面体，有各种大小均一的孔道，从而组成了四通八达的微晶体。
入口孔径(窗口)的大小限制了能够吸附在分子筛内部表面的分子的几何大小，从而具有筛分分子的性能。
其孔径大小也与阳离子的类型有关。
15、沸石分子筛的离子交换度(简称交换度)：可用Na+交换度衡量：Na+交换度% =（交换下来的Na20量/原来沸石中含的Na20量）×100%16、分子筛的择形选择性：（A）反应物择形催化：当反应混合物中有些反应物分子的临界直径小于孔径时，可以进到晶孔内，与催化剂内表面相接触进行催化反应，而大于孔径的分子不能进入晶孔内，这样便产生反应物择形催化。
（B）产物择形催化：反应产物中分子临界直径小于孔口的可以从孔中扩散出来，最终成为产物，而分子临界直径大于孔径的则无法从孔内溢出，此时便产生了产物选择性。
（C）限制过渡态择形催化：反应物分子相互作用时可生成相应的过渡态，它需要一定空间，当催化剂空腔中的有效空间小于过渡态所需要的空间时，反应将受到阻止，此时便产生限制过渡态选择性催化。
（D）分子交通控制的择形催化：具有两种不同形状和大小和孔道分子筛中，反应物分子可以很容易地通过一种孔道进入到催化剂的活性部位，进行催化反应，而产物分子则从另一孔道扩散出去，尽可能地减少逆扩散，从而增加反应速率。
这种分子交通控制的催化反应，是一种特殊形式的择形选择性，称分子交通控制择形催化。
17、请简述催化裂化原料油中固体酸催化剂的发展过程。
催化剂的选择比较明显地经历以下三个阶段：一、1936 年开始采用天然粘土催化剂(例如酸处理过的白土－微晶膨润土、蒙脱土、高岭土)。
这些粘土是水合硅铝酸盐，合有可交换的Ca2+、Mg2+、Fe3+等离子。
经过H2SO4处理后，这些离子绝大部分为H+所交换；二、40 年代以后，催化裂化使用了合成非晶态硅酸铝类催化剂(又称硅铝胶SiO2-Al2O3)。