工业催化

四章

1简答

1. 布朗斯特(Br?nsted)酸、碱和路易斯(Lewis)酸、碱的定义是什么？

2. 什么是B酸强度和L酸强度？

3. 为什么TiO2占主要组分的TiO2-SiO2和SiO2占主要组分的SiO2-TiO2都是酸性催化剂？

4. 什么是超强酸?

5. 什么是分子筛？分子筛的结构构型三种层次是什么？

6. 分子筛择形催化有哪几种形式？

7. 什么是金属晶体的费米(Fermi)能级？它与电子逸出功之间的关系。

8. 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？

9. 什么溢流现象？其发生的条件是什么？

10. 造成催化反应结构非敏感性的原因有哪几种？

11. n型和p型半导体生成的因素分别有哪些？

2选择

1、加氢脱硫催化剂大部分的活性相是过渡金属硫化物的主要原因是（）

A：金属与硫之间键相对较弱，同时硫负性比氧小而原子半径大；

B：硫化物有很好的稳定性，同时又不会引入其它杂质；

C：硫化物加氢需外加能量较氧化物低。

2、利用固体酸的吡啶-TPD曲线可以判断固体酸（）

A：酸强度；B：酸量；C：酸的类型

3、过渡金属离子可以L酸，其酸性与（）有很好的关联性。

A：电离能；B：生成焓；C：电负性

4、X、Y型分子筛的区别在于（）

A：分别由α、β笼构成；

B：是否有八面沸石结构；

C：硅铝比不同。

5、在催化氧化过程中经常用到钙钛矿催化剂，现在一般催化剂中所指的钙钛矿ABO3中（）

A：A=Ca2+，B=Ti4+；

B：A=稀土（特别是La3+）；B=过渡金属（M3+）；

C：A=非金属（P5+），B=碱土金属（Mg2+）

6、对于半导体催化剂ZnO引入少量的Al3+后，费米能级出现（）

A：上升；B：下降；C：不发生变化。

7、金属的能带理论认为过渡金属和贵金属具有较高的催化性能与d空穴的多少有关。经磁矩测试Fe、Co和Ni d空穴分别为2.2，1.7，0.6，适合加氢作为加氢的催化剂为（）。

A：Fe；B：Ni；C：Co

8、按Boudart等人总结归纳Ni-Cu合金催化剂出现结构敏感的催化过程可能是（）

A：C-C键断裂；B：C-H键断裂；C：H-H键断裂。

9、非晶态催化剂在催化选择性加氢过程中表现出较高的活性和选择性，但使用非晶态催化剂时应注意的问题是（）。A：反应温度不宜过高；B：反应压力不宜过高；C：反应时间不应过长。

10、络合催化中的18规则是指（）

A：中心过渡金属最多可容纳18个价电子；B：配位体本身的电子数；C：中心金属与配位体价电子总和。

三、应用题

1、用CO来测定二种催化剂（A和B）的镍表面。已知CO在A催化剂上吸附态为Ni=C-O，在B催化剂上的镍的吸附态为, 测定所耗CO体积V A=VB。试求SA/SB（SA、SB分别为A、B催化剂中镍比表面积）。

1. 解：根据选择性吸附测催化剂比表面积的原则，Sm=Ns·S，NS=（V/Vm）·n·NA由题设知，V A=VB，吸附计量比nA =1，nB =2 ，得SA/SB=NA/NB=1/2

五章

一. 选择题

1.γ-Al2O3是( )。

A．酸性载体B．两性载体C．中性载体D．碱性载体

2.一般来讲反应器直径与催化剂颗粒的直径比应控制在( )。

A．1-5 B．5-10 C．10-15 D．15-20

3.正丁烯异构为异丁烯选用的催化剂是( )

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

4.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( )

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

5. Pt/Al2O3重整催化剂中各组分所起的催化作用是( )

A．Pt起脱氢催化作用，Al2O3起酸催化与载体B．Pt起氧化催化作用，Al2O3起酸催化与载体

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

6. 关于结焦描述正确的是（）

A. 结焦的催化剂要更换或再生

B. 结焦的量不会高于20%

C. 结焦后活性组分覆盖在碳上

D. 结焦增加了可达的表面积

7.下列催化剂制备方法中，只能制备低含量金属负载型催化剂的是( )

A．沉淀法B．机械混合法C．离子交换法D．浸渍法

8.用沉淀法制备窄分布的小颗粒催化剂时，应控制( )

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

9. 孔半径范围在1.5~15 nm的孔现在称为（）

A. 微孔

B.中间孔

C.中大孔

D.大孔

10.在沉淀法制备Al2O3时，如果焙烧温度达到1200 oC，将得到( )

A．γ-Al2O3 B．η-Al2O3C．α-Al2O3 D．θ-Al2O3

11.对于润湿固体的液体来说，在发生毛细管凝聚现象时( )

A．毛细管孔径越大，发生凝聚所需的蒸汽压越低B．毛细管孔径越小，发生凝聚所需的蒸汽压越高

C．毛细管孔径越小，发生凝聚所需的蒸汽压越低D．发生凝聚所需的蒸汽压与毛细管孔径关系不大

12.催化裂化过程中，造成分子筛催化剂失活的主要原因是( )

A．活性组分的流失B．催化剂晶相结构受到大的破坏C．催化剂颗粒破裂D．催化剂酸中心上发生严重积炭

13.合成氨反应混合气中，水蒸汽与硫化氢会使铁催化剂的中毒，其中( )

A．水蒸汽是可逆中毒，硫化氢是不可逆中毒B．水蒸汽是不可逆中毒，硫化氢是可逆中毒C．两者皆为可逆中毒D．两者皆为不可逆中毒

14.下列氧化物属于绝缘体的是( )

A．ZnO B．Cu2O C．Al2O3 D．NiO

15.用浸渍法制备NiO/γ-Al2O3催化剂时，当焙烧温度为500-600oC，会发生( )

A．γ-Al2O3的晶相转变B．γ-Al2O3孔结构破坏C．NiO与γ-Al2O3固态反应生成NiAl2O4D．NiO的挥发损失16.下列哪种制备方法是控制均匀沉淀的有效方法( )

A．在金属盐溶液中加NaOH作沉淀剂B．在金属盐溶液中加尿素作沉淀剂并加热C．在金属盐溶液中加Na2CO3作沉淀剂D．在金属盐溶液中加醋酸作沉淀剂

17.催化剂因烧结而发生的变化有( )

A. 催化剂微晶长大

B. 催化剂孔径分布发生变化

C. 催化剂活性位减少

D. 以上变化都有可能发生

18.下列催化剂中哪一个对毒物最敏感( )

A．用还原法制得的金属催化剂B．金属氧化物催化剂C．金属硫化物催化剂D．分子筛催化剂

二. 计算题

1.工业上生产环氧乙烷是用空气氧化乙烯来实现，通常使用的催化剂为Ag / α-Al2O3。①请你说明催化剂Ag / α-Al2O3中各组分所起的作用，以及选择的理由。②若此催化反应是在固定床上进行，在反应乙烯累积进样量为500 mol 后，累计获得了325 mol 环氧乙烷，25 mol 二氧化碳，残余乙烯为60 mol。请计算此反应乙烯的转化率, 环氧乙烷的选择性

解: ①催化剂中Ag 为催化活性组分，α-Al2O3作载体。由于乙烯空气氧化制环氧乙烷反应中，存在中间氧化产物环氧乙烷进一步氧化生成二氧化碳的副反应。如果选用氧化活性非常高活性金属,则易发生深度氧化副反应。因此，在此催化反应中，一般选用氧化活性比较弱的Ag作为活性组分；此外，选用比表面积很小的α-Al2O3作载体, 通过降低Ag活性组分在载体上的分散度来进一步降低Ag的氧化活性，从而达到进一步抑制深度氧化副反应, 提高中间氧化产物环氧乙烷的选择性。

②乙烯的转化率(%) = (500-60)/500×100% = 88.0 %

环氧乙烷的选择性(%) =325/ (500-60) ×100% =73.9 %