催化剂试卷答案

一 选择题

1.催化活性与吸附的关系是（ C ）。

Ａ吸附越强 活性越强 Ｂ吸附越弱 活性越强 Ｃ吸附适中时活性最强 Ｄ吸附很弱或很强活性最强 ２.氧化反应常用具有（ B ）型半导体的氧化物为催化剂。 Ａ ｎ型半导体 Ｂ ｐ型半导体 Ｃ 本征半导体 Ｄ ｐ和ｎ半导体都可以 3.对催化剂描述正确的是（ A ） Ａ催化剂能同时加快正逆反应的速度 Ｂ催化剂改变化学反应的平衡常数 Ｃ催化剂不能改变化学反应的途径 Ｄ催化剂能降低控诉步骤的活化能 ４.催化剂的活化方式不包括（ D ）

Ａ 氧化活化 Ｂ还原活化 Ｃ硫化活化 Ｄ煅烧活化 ５．对于金属氧化物，下列条件中（ C ）不能形成ｎ型半导体。

Ａ掺杂低价金属离子 Ｂ氧缺位

Ｃ引入电负性大的原子 Ｄ高价离子同晶取代 6.催化剂的转化率越大，其选择性（ D ） A 越好 B 越差 C 不变 D 无一定的规律 7.铂碳催化剂中（ B ）

A铂和碳都是活性组分 B铂是活性组分 碳是载体

C铂是活性组分 碳是助催化剂 D 碳是活性组分 铂是助催化剂

8.在O2，CO,H2，N2中，金属最易吸附（ A ） A O2 B CO C H2 D N2

9.下列影响催化剂活性衰退的原因中，可逆的是（ D ） A 活性组分的烧结 B 活性组分剥落

C 催化剂的化学组成发生变化 D 吸附了其他物质 10.SO2被氧化成SO3的机理为：

NO+O2→NO2 SO2+NO2→SO3+NO 其中NO是（ C ）

A总反应的反应物 B中间产物 C催化剂 D最终产物

11.以下符合兰格缪尔吸附理论基本假定的是（ A ） A.固体表面是均匀的，各处的吸附能力相同 B.吸附分子层可以是单分子层或者多分子层 C.被吸附分子间有作用，相互影响 D.吸附热和吸附的位置和覆盖度有关 二 填空题

１.催化剂的一般组成包括 主催化剂 ， 助催化剂 ， 共催化剂 和 载体 。

２.Ｅａ，Ｅｄ，Ｑｃ之间的关系为 Ed=Ea+Qc 。 ３.分子筛的化学组成为 M2/nO˙Al2O3˙mSiO2˙pH2O ，

结构单元是 SiO4和AlO4的四面体 ,常见的分子筛类型有 X型 ， Y型 ， A型 ， ZSM-5型 。 ４.金属催化剂的毒物主要包含 硫化物 ， 砷化物 ， 重金属杂质 。

５.浸渍法包括 等体积浸渍，过饱和浸渍 ，多次浸渍 。 ６.防止积碳的主要方法有加入K2O，用重整催化剂Pt-Re, Pt-Ir，使用CeO2。

７.硅铝比高主要表现在 抗热 ， 抗水蒸汽 ， 抗酸度 三方面能力强。

８.估量催化剂的价值的因素有 活性 ， 选择性 ， 稳定性 ， 价格 。

９.化学反应体系实现的两个基本要素是 热力学可行 ， 动力学可行 。

１０.催化剂的活性随运转时间变化可分为 成熟期 ， 稳定期 ， 衰老期 三个时期。

１１.催化择形包括 反应物择形 ， 产物择形 ，约束过渡态择形 三种。

１２.活化吸附与非活化吸附的区别在于前者 气体发生化学吸附需要外加能量活化 ；解离吸附和缔合吸附的区别在于前者 发生化学键断裂 。

１３.为了适应工业上强放（吸）热反应的需要，载体一般应具有较大的 热容 和良好的 导热性 。

１４.分解N2O采用NiO催化剂时，加入少量Li2O作助催化剂，催化分解活性更好，这是因为Li2O的加入形成了 受主能级 ，使Ef降低，故催化活性得到促进。 三 简答题

1.催化剂母体制备时煅烧的目的是什么？

答：煅烧：有的钝态催化剂只经过煅烧处理便具有催化活性。例如，对于一些氧化物催化剂，煅烧就是活化。有的催化剂（如金属催化剂），煅烧后还要进一步还原。 煅烧处理的目的大致可以归纳如下：

①通过物料的热分解，除去化学结合水和挥发性物质（如二氧化碳、二氧化氮、氨等），使之转变为所需的化学成分； ②通过固态反应、互溶、再结晶，获得一定的晶型、微晶粒度、孔径和比表面等；

③使微晶适当烧结,提高产品的机械强度。 2.何谓积碳？有哪些形态？积碳的原因是什么？

答：

积碳：指催化剂在使用过程中，逐渐在表面上沉积一层炭质化合物，减少了可利用的表面积，引起催化剂活性的衰退。

积碳形态：固定的无定型态、层状石墨碳、管须状结晶碳、粘稠状液态碳、焦油。

原因：热裂解、催化裂解、深度脱氢、烯烃聚合。

3.简述催化反应经历的过程？

答：

催化过程中，先经历一个物理过程，其先后经历了外扩散过程和内扩散过程；其次经历化学过程，包括化学吸附过程、表面反应过程、脱附过程；最后再经历一个物理过程，先后为内扩散过程、外扩散过程。 4.物理吸附的化学吸附有哪些区别？

答：

物理吸附作用力是范德华力，化学吸附的作用力是价键力；

物理吸附热仅比液化热稍大，化学吸附热可与化学反应热相比；

物理吸附总是放热的、吸附很快、又是受扩散限制、且无需活化能，化学吸附有时可能吸热有可能放热，有活化吸附和非活化吸附；物理吸附发生于吸附物的沸点附近，化学吸附的温度一般高于物理吸附。

5.化学吸附状态与金属催化剂逸出功和反应物气体的电离势之间的关系？

答：

Φ：金属催化剂的电子逸出功 Ι：反应物气体的电离势 Φ>Ι：电子从反应物向金属催化剂表面转移，反应物分子变成吸附在金属催化剂表面上的正离子，形成离子键。

Φ<Ι：电子从金属催化剂表面向反应物分子转移，使反应物分子变成吸附在金属催化剂表面的负离子，形成离子键。

Φ≈Ι：常常二者各自提供一个电子共享，形成共价键。这种吸附键通常吸附热很大，属强吸附。 6.简述分子筛的各级结构单元？

答：

一级结构单元：硅、铝原子通过sp杂化轨道与氧原子相连，形成以硅或铝原子为中心的正四面体；

二级结构单元：由硅氧四面体或铝氧四面体通过氧桥形成的环结构；

笼结构：二级结构单元再通过氧桥进一步连接形成。 7.在制造固体催化剂时，可采用哪些方法进行活化处理？ 答：

1）热活化方法：可导致催化剂改变化学组成和影响其物理状态。改变化学组成包括：热分解使氢氧化物、铵盐、硝酸盐、有机酸盐等分解成氧化物；发生固相变化，在高温下使组元间相互作用，形成化合物。改变物理状态主要是晶相变化，脱水、比表面孔结构变化。

2）化学活化方法。还原：金属催化剂常常先制成氧化物，然后用氢气或者其他气体还原为活化金属态；氧化：用氧化剂使是低价氧化物变为高价氧化物；硫化：氧化物硫化

3

为硫化物。 四 论述题

1.分析催化剂失活的原因？

答：

1）催化剂中毒：指催化剂在微量毒物的作用下丧失活性和选择性。催化剂中毒会使得其使用寿命大大缩短。毒物通常是反应原料包含的杂质，或者催化剂本身的某些杂质在反应条件下与活性组分作用而使催化剂失去活性，反应产物或副产物及中间物种都可能引起催化剂中毒。

2）催化剂的烧结：催化剂在高温反应一定时间后，负载在载体上的高分散的活性组分的小晶粒具有较大的自由能，加之表面晶格质点的热振动产生位移，结果晶粒长大，导致活性表面积缩小，活性降低甚至丧失活性。

3）催化剂的积碳：在催化烃类转化反应中，都会由于积碳生成而覆盖催化剂的表面或者堵塞催化剂的孔道，导致催化剂失活。

2.简述多组分固体催化剂的组成及其各部分的作用？

答：

1）主催化剂：催化活性的主体，多个活性组分协同催化；

2）共催化剂：与主催化剂同时起作用的活性组分，两者缺一不可。在单独使用时活性活性很低，组成共催化剂

时活性很高；

3）助催化剂：本身无催化活性或活性很小，但加入后能提高催化剂的活性、稳定性、选择性。

助催化剂包括：结构型助催化剂——提高稳定性，延长催化剂寿命；调变型助催化剂——加入碱金属或碱土金属，中和酸性，抑制结焦；毒化型——防止积碳，加入碱性物质毒化强酸中心。

4）载体（基质）：作用如下

分散活性组分——提供大表面和孔隙结构，节省活性组分，提高抗中毒能力；稳定化作用；支撑作用——维持一定形状；传热和稀释作用——防止烧结；助催化剂作用——调节载体的活性金属间作用。

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