工業(yè)催化考試復(fù)習(xí)

1、1. 催化劑的作用催化劑能加快化學(xué)反應(yīng)速度， 但它本身不因化學(xué)的結(jié)果而消耗， 它也不會(huì)改變反應(yīng)的最終熱 力學(xué)平衡位置。2. 載體的作用有哪些？分散作用 穩(wěn)定化作用 支撐作用 傳熱和稀釋作用 助催化作用3. 均相催化 所有反應(yīng)物和催化劑分子分散在一個(gè)相中，如均相酸堿催化、均相絡(luò)合催化。4. 多相催化 催化劑與反應(yīng)物處于不同的相，催化劑和反應(yīng)物有相界面將其隔開(kāi)。如氣液、液液、液固、 氣固、氣液固。5. 簡(jiǎn)述多相催化反應(yīng)過(guò)程包括的五個(gè)過(guò)程。反應(yīng)物向催化劑表面擴(kuò)散反應(yīng)物向催化劑表面吸附被吸附的反應(yīng)物在表面上遷移、化學(xué)重排和反應(yīng)產(chǎn)物由催化劑表面上脫附產(chǎn)物離開(kāi)催化劑周圍的介質(zhì)擴(kuò)散6. 燒結(jié)粉狀或粒狀物料經(jīng)

2、加熱至一定溫度范圍而固結(jié)的過(guò)程7. 選擇性 轉(zhuǎn)化為目的的產(chǎn)物所消耗的某反應(yīng)物量 / 某反應(yīng)轉(zhuǎn)化的總量8. 在估量一個(gè)催化劑的工業(yè)價(jià)值時(shí)，哪三個(gè)因素最重要？考慮的順序是什么？ 他們分別是活性、選擇性和壽命。考慮的順序：9. 簡(jiǎn)述化學(xué)吸附的單層與物理吸附的單層的不同之處化學(xué)吸附的單層吸附量， 即為占領(lǐng)吸附劑的所有吸附部分所需的吸附質(zhì)的量， 而吸附質(zhì)的吸 附部位則是由吸附劑的結(jié)構(gòu)和吸附物的化學(xué)性質(zhì)所決定的。 物理吸附的單層吸附量， 則是分 子式以密集排列的形式，以完全的單層分子遮蓋表面所需的吸附質(zhì)的量10. 如何確定半導(dǎo)體氧化物為 n 型或 p 型？N 型氧化物的電導(dǎo)由導(dǎo)帶中的電子數(shù)決定，而p 型氧

3、化物的電導(dǎo)則由價(jià)帶中的正穴數(shù)決定?；谶@個(gè)原理， 可以用下述方法確定非計(jì)量氧化物是 n 型還是 p 型。將氧化物基于一定壓力 的氧氣氛中， 并測(cè)量氧化物的電導(dǎo)隨氧氣壓的變化， 如果電導(dǎo)隨氧氣壓力增加而增加， 則此 氧化物為 p 型，相反則為 n 型。11. 在n型和p型半導(dǎo)體催化劑中加入施主雜質(zhì)，其電導(dǎo)率和逸出功有何變化？N型半導(dǎo)體催化劑加入施主雜質(zhì)后，它的導(dǎo)電率提高，逸出功降低。因?yàn)閚型半導(dǎo)體靠自由電子導(dǎo)電，加入施主雜質(zhì)后，使得導(dǎo)帶自由電子增加，所以導(dǎo)電率提高，Ef 提高逸出功降低；而p型半導(dǎo)體催化劑加入施主雜質(zhì)后，它的導(dǎo)電率降低，逸出功也降低。因?yàn)?p型半導(dǎo)體靠自由空穴導(dǎo)電，加入施主雜質(zhì)后

4、，使得自由空穴減少，故導(dǎo)電率降低，逸出功也降低。13. 延長(zhǎng)催化劑壽命的方法有哪些？1）劑組分的揮發(fā)、燒結(jié)等問(wèn)題2）適宜的載體，若選擇導(dǎo)熱性好的載體，可防止局部過(guò)熱及機(jī)械損耗3）載金屬催化劑，在制備過(guò)程中注意金屬組分的分散度，若過(guò)分分散，則耐毒性差，且易失活4）反應(yīng)器傳熱要好，用多段催化劑床使各段催化劑床負(fù)荷均勻5）燃料鈍化14. 簡(jiǎn)述金屬催化劑的毒物的種類1）第一類是 V 族和 VI 族元素的具有未共享電子對(duì)的非金屬化合物，毒性的程度取決于空的 價(jià)軌或未共享電子對(duì)的可利用性2）第二類是金屬離子，這些金屬離子具有已占用的d 軌，并且 d 軌上有與金屬催化劑的空軌道結(jié)合的電子3）第三類是不飽和化

5、合物，由于它分子中的不飽和鍵能提供電子與金屬催化劑的 d 軌成鍵， 使催化劑中毒15. 什么是 d 帶空穴？它與金屬催化劑的化學(xué)吸附和催化性能之間的關(guān)系是什么？金屬的d帶中某些能級(jí)未被充滿，可看作d帶中的空穴，稱為 d帶空穴有d帶的空穴，就能與被吸附的氣體分子形成化學(xué)吸附鍵，生成表面中間的物種， 具有催化性能。D帶空穴愈多，未配對(duì)的 d電子愈多，對(duì)反應(yīng)分子的化學(xué)吸附也越強(qiáng)。催化劑的作用在于加速反應(yīng)物之間的電子轉(zhuǎn)移， 這就要求催化劑既具有接受電子的能力， 又 有給出電子的能力。 過(guò)渡金屬的 d 空穴正是具有這種特性， 然而對(duì)一定的反應(yīng)， 要求催化劑 具有一定的 d 空穴，而不是越多越好。16.

6、催化劑的穩(wěn)定性 根據(jù)催化劑的定義，催化劑在反應(yīng)前后的性質(zhì)是不變的。但實(shí)際上，催化劑在使用過(guò)程中、 其活性和選擇性都會(huì)逐漸下降， 影響催化劑穩(wěn)定性的原因是各種各樣的， 催化劑的穩(wěn)定性和 分為：1）耐熱穩(wěn)定性：一種良好的催化劑，應(yīng)能在高溫苛刻的反應(yīng)條件下長(zhǎng)期具有一定水平的催化性能。 這就要求催化劑在劇烈放熱或吸熱的反應(yīng)過(guò)程中有良好的導(dǎo)熱性能：有較高的熱容量，有在較寬溫度范圍內(nèi)的耐熱性2）抗毒穩(wěn)定性：催化劑對(duì)少量雜質(zhì)毒化的抵制能力稱為催化劑的抗毒穩(wěn)定性。各種催化劑 對(duì)各種雜質(zhì)有不同的抗毒穩(wěn)定性。 同一種催化劑對(duì)同一種雜質(zhì)在不同的反應(yīng)條件下， 也有不 同的抗毒穩(wěn)定性3）活性組分的流失：催化劑組成中的某

7、個(gè)或某些活性組分，在長(zhǎng)期使用過(guò)程中發(fā)生升華或 者發(fā)生化學(xué)反應(yīng)， 形成有一定蒸汽壓的化合物而逐漸流失， 致使催化劑的功能下降， 謂活性 組分的流失17. 助催化劑 本身無(wú)活性或活性較小，加入少量后，可大大提高催化劑的活性、選擇性、壽命、穩(wěn)定性等 性能的物質(zhì)，它由可以區(qū)分為：1）結(jié)構(gòu)性助劑：改變活性組分的物理性能2）調(diào)變性助劑：改變活性組分的電子結(jié)構(gòu)來(lái)提高活性組分的活性和選擇性等的物質(zhì)3）毒化型助劑：毒化有害的活性中心，消除其所造成的副反應(yīng)，從而提高目的產(chǎn)物的選擇 性和催化劑的穩(wěn)定性4）擴(kuò)散性助劑：改善催化劑的孔結(jié)構(gòu)，提高體相內(nèi)活性組分的利用率18. 分子篩擇形催化有哪四種不同形式1）反應(yīng)物的擇形

8、催化2）產(chǎn)物的擇形催化3）過(guò)渡狀態(tài)限制的擇形催化4）分子交通控制的擇形催化 填空I. 在評(píng)價(jià)一個(gè)催化劑時(shí)，通常認(rèn)為有四個(gè)最重要的因素，他們分別是：活性，選擇性，壽命 與價(jià)格。2催化劑失活的化學(xué)原因主要有結(jié)焦、金屬污染和毒物吸附。3. 在多組分固體催化劑中，各種組分起不同的作用，大體分為三類，它們是活性組分、載體和助催化劑。4. 按照催化應(yīng)體系物相的均一性分類，包括均相催化、多相催化和助催化。5. 一個(gè)工業(yè)上有成效的催化物一般需綜合考慮具？的流體流動(dòng)性。6. 活性組分按其導(dǎo)電性可分為：金7. 化學(xué)吸附是指分子或原子化學(xué)吸附時(shí)的化學(xué)狀態(tài)、電子結(jié)構(gòu)、幾何構(gòu)型。8. 金屬元素的單質(zhì)結(jié)構(gòu)形成有立9. 在

9、催化劑制備中，將氧化物分散于大表面積載體的方法有沉淀、吸附、離子交換和浸漬。10. 催化劑的壽命曲線一般可分為三個(gè)部分：成熟II. n型氧化物的電導(dǎo)由導(dǎo)帶中的電子數(shù)決定；而價(jià)帶中的正穴數(shù)所決定。12. 根據(jù)吸附劑與吸附質(zhì)的作用力不同，將吸附分為物理吸附和化學(xué)吸附兩類，化學(xué)吸附按 活化能大小可又分為活化吸附和非活化吸附。13. 物理吸附可以達(dá)到多層吸附；而化學(xué)吸附只能單層吸附。14. 金屬鹽的沉淀過(guò)程分為三個(gè)階段進(jìn)行，即為過(guò)飽和、我核和長(zhǎng)大。15. 粉狀或粒狀物料經(jīng)加熱到一定范圍而固結(jié)的過(guò)程稱為燒結(jié)。16. 相轉(zhuǎn)變和相分離的結(jié)果引起催化劑失活的主要表現(xiàn)在：活性和選擇性的改變，以及催化_強(qiáng)度的下降

10、。17屜化劑經(jīng)過(guò)一定處理又恢復(fù)了活性，這一過(guò)程稱為催化劑的再生。18.不飽和烴的不離解吸附的吸附狀態(tài)分為：19反應(yīng)前后，鍵能和由大變小則吸熱由小變大則放熱。20. 根據(jù)吸附質(zhì)與吸附劑之間的電子云分配不同，吸附鍵可分為共價(jià)鍵、離子鍵、極性鍵。21. 離解化學(xué)吸附時(shí)，視吸附物單鍵斷開(kāi)的形式可分為均裂、非均裂。22. 活性組分按基導(dǎo)電性可分為：金屬、半導(dǎo)體、絕緣體。23. 分散度也稱暴露百分比，它顯然和微晶的大小直接相關(guān)。24. 物理吸附的作用力是范德華力，化學(xué)吸附作用力是價(jià)鍵力；物理吸附是非選擇性的，化 學(xué)吸附是有選擇性的。25影響吸附質(zhì)與吸附劑之間化學(xué)作用力主要因素有電子因素和幾何因26. 在半導(dǎo)體氧化物上進(jìn)行的化學(xué)吸附中，造成載流子數(shù)目減少的吸附為消耗性化學(xué)吸附，使半導(dǎo)體的電導(dǎo)下降；造成載流子數(shù)目增加的吸附為累積化學(xué)吸附，使半導(dǎo)體的電導(dǎo)增加。_27. 分子篩催化劑的擇形催化作用有反應(yīng)物擇形催化、過(guò)渡態(tài)限制擇形催化、產(chǎn)物擇形催化 和分子交通控制擇形催化。28. 負(fù)載型催化劑一般是由活性組分和載體組成。29. 催化劑的機(jī)械強(qiáng)度、比表面積和孔結(jié)構(gòu)一般由載體決定。