1.1、論述催化劑是如何加速反應速率的？催化劑可使化學反應物在不改變的情況下，經由只需較少活化能的路徑來進行化學反應。因而加快了反應速率。1.2、催化作用有哪些基本特征？1) 催化劑只能加速熱力學上可以進行的反應，而不能加速熱力學上無法進行的反應。2) 催化劑只能加速反應趨于平衡，而不能改變平衡的位置（平衡常數）。3) 催化劑對反應具有選擇性。4) 實際上催化劑并不能無限期地使用，在長期受熱和化學、物理作用下，會發生不可逆的變化，這將導致催化劑活性下降，最終導致催化劑失活。1.3、說明催化劑為什么不能改變平衡反應的平衡位置？對于給定的反應，在已知條件下，其催化和非催化過程的-G0r值是相同的，即Kf值是相同的，所以平衡位置沒有改變。另一種答案：化學平衡是由熱力學決定的，其中為反應的平衡常數，是產物與反應物的標準自由焓之差，是狀態函數，只決定于過程的始終態，而與過程無關。催化劑的存在不影響值，它只能加速達到平衡所需的時間，而不能移動平衡點。1.4、具有加氫功能的催化劑往往對脫氫反應也有活性。試給予解釋。根據Kf= ,催化劑可以以相同的比例加速正、逆反應的速率常數。因此，對于可逆反應，能夠催化正方向反應的催化劑，就應該能催化逆方向反應。2.1、通常固體催化劑有哪幾個部分組成的？載體和助催化劑的功能分別是什么？通常估計催化劑由活性組分、載體和助催化劑三個部分組成。（1）載體：載體是催化劑活性組分的分散劑、黏合物或支撐體，是負載活性組分的骨架。（2）助催化劑：本身沒有活性或者活性很小，但加入到催化劑中后，可以改變催化劑的化學組成、化學結構、離子價態、酸堿性、晶格結構、表面結構、孔結構、分散狀態、機械強度等，從而提高催化劑的活性、選擇性、穩定性和壽命。2.2、在甲烷催化氧化偶聯反應研究中，如果反應物進料為甲烷和氧氣，反應產物經氣相色譜分析結果mol %組成如下： CH4 20%、 C2H4 30%、 C2H6 20% 、CO2 20% 、CO 10% 。不考慮反應過程中的積碳問題。試計算（1）甲烷的轉化率；（2）乙烯的選擇性。解：設產物以100mol計（1）（2）2.3、試說明催化劑穩定性與壽命的區別與聯系。穩定性：是指催化劑的活性和選擇性隨時間變化的情況。壽命：是指在工業生產條件下，催化劑的活性能夠達到裝置生產能力和原料消耗定額的允許使用時間。區別：前者指的是變化情況，后者指的是時間長短。聯系：催化劑的穩定性直接影響了其壽命，穩定性好的催化劑的壽命長，穩定性不好的則短。3.1、多相催化反應通常包括哪個連續的步驟？（1） 反應物分子從氣流中向催化劑表面和孔內擴散；（2） 反應物分子在催化劑內表面上吸附；（3） 吸附的反應物分子在催化劑表面上相互作用或與氣相分子作用進行化學反應；（4） 反應產物自催化劑內表面脫附；（5） 反應產物在孔內擴散并擴散到反應氣流中去。3.2、試比較物理吸附與化學吸附。物理吸附是借助分子間力，吸附力弱，吸附熱?。?-20kJ/mol），且是可逆的，無選擇性，分子量越大越容易發生。化學吸附是借助于化學鍵力，遵從化學熱力學和化學動力學的傳統定律，具有選擇性特征，吸附熱大（40-800kJ/mol），一般是不可逆的，尤其是飽和烴分子的解離吸附。3.3、固體表面發生化學吸附的原因是什么？表面反應與化學吸附的關系是什么？發生化學吸附的原因，是由于位于固體表面的原子具有自由價，這些原子的配位數小于固體內原子的配位數，使得每個表面原子受到一種內向的凈作用力，將擴散到其附近的氣體分子吸附形成化學鍵化學吸附是表面反應的前提?；瘜W吸附的表面物種在二維的吸附層中并非靜止不動的，只要溫度足夠高，它們就成為化學活性物種，在固體表面遷移，隨之進行化學反應。表面反應要成功進行，就要求化學吸附不宜過強，也不能過弱。3.4、金屬表面上甲烷和氫分子的吸附，只能形成解離型化學吸附，為什么？因為分子氫、烴分子在吸附之前先必須解離，因為很多這類分子不能直接與金屬的“表面自由價”成鍵，必須先自身解離，成為有自由價的基團，所以只能形成解離理化學吸附。3.5、如何判斷一個催化反應是存在內、外擴散的控制？如果反應物流量的改變對反應物的轉化率影響較大，則存在外擴散控制；如果催化劑的粒徑大小的改變對轉化率的影響較大，則存在內擴散控制。4.1、試敘述固體表面酸中心類型測定方法以吡啶作吸附質的IR譜法（1）L酸的紅外光譜特征峰：1450cm-1、1490cm-1和1610cm-1（2）B酸的紅外光譜特征峰：1540cm-14.2、試敘述固體酸強度測定方法。（1） 胺滴定法：選用一種適合的pKa指示劑（堿），吸附于固體酸表面上，它的顏色將給出該酸的強度（2） 氣態堿吸附法：當氣態堿分子吸附在固體酸位中心時，強酸位吸附的堿比弱酸位吸附的更牢固，使其脫附也更苦難。當升溫排氣脫附時，弱吸附的堿將首先排出，故依據不同溫度下排出（脫附）的堿量，可以給出酸強度和酸量。4.3試用二元復合氧化物電價模型判斷：(a)TiO2為主要組分，ZrO2為次要組分所形成的二元復合氧化物表面酸性。（復合氧化物中Ti價態為+4，配位數6，Zr價態為+4 ，配位數8）； 即B酸(b) ZrO2為主要組分，TiO2為次要組分所形成的二元復合氧化物表面酸性。（復合氧化物中Ti價態為+4，配位數6，Zr價態為+4 ，配位數8）。 即L酸5.1、請簡要敘述沸石結構的三個層次第一個結構層次：硅氧四面體和鋁氧四面體第二個結構層次：由硅氧四面體或鋁氧四面體通過氧橋聯結成的環第三個結構層次：氧環通過氧橋相互聯結，形成具有三維空間的多面體5.2、請按TiO4四面體畫出六元環結構5.3、A型、Y型和ZSM-5型沸石的骨架結構中最大窗孔分別是由幾元環組成的，其孔徑大小分別為多少？為什么它們的孔徑大小與相應多元環的臨界直徑有差異A型：八元環 0.41nm；Y型：十二元環 0.74nm；ZSM-5型：十元環 0.55-0.6nm。由于多元環上的原子并不都是位于同一平面上，有扭曲和褶皺。5.4、3A、4A和5A分子篩都是A型分子篩嗎？它們的孔徑大小分別為多少？其結構中的陽離子分別是什么？是。3A：0.3nm 鉀離子；4A：0.4nm 鈉離子；5A：0.5nm 鈣離子。5.5、X型和Y型分子篩的結構一樣嗎？它們的區別在哪里？其硅鋁比分別是多少？不一樣。區別在于硅鋁比不同。X型Si/Al為1-1.5；Y型Si/Al為1.5-3.0。5.6、硅鋁型分子篩的晶胞化學組成式的兩種表達形式是什么？（1）（2）5.7、依形態結構劃分，金屬催化劑可分為哪幾種類型？（1）塊狀金屬催化劑；（2）負載型金屬催化劑；（3）合金催化劑；（4）金屬簇狀物催化劑5.8、金屬催化劑主要催化哪些類型的反應？（1）加氫反應；（2）重整（異構）反應；（3）氧化反應；（4）汽車尾氣處理6.1、分別給出分子篩離子交換度、交換容量和殘鈉量的定義（1） 交換度：即交換下來的Na+量占分子篩中原有Na+量的百分數（2） 交換容量：為每100g分子篩中交換的陽離子毫克當量數（3） 殘鈉量：交換后尚存在的鈉量6.2、簡述分子篩的主要四種催化作用（1）酸催化；（2）擇形催化；（3）雙功能催化；（4）催化氧化6.3、分子篩擇形催化有哪四種不同形式（1）反應物的擇形催化；（2）產物的擇形催化；（3）過渡狀態限制的擇形催化；（4）分子交通控制的擇形催化6.4、什么類型的分子篩具有催化氧化性能TS-1 分子篩；ZSM-5 分子篩6.5、請以甲醇與苯反應生產對二甲苯為例說明分子篩催化劑的擇形催化原理甲醇與苯反應可生成三種產物，分別為鄰二甲苯、間二甲苯和對二甲苯，其中鄰二甲苯與間二甲苯體積較大，不能通過分子篩通道，而對二甲苯可通過分子篩通道，這即為分子篩的產物擇形催化6.6、以NaY分子篩為例說明用離子交換法制備B酸型和Y分子篩的過程。7.1、依形態結構劃分，金屬催化劑分別有哪五種類型？1）塊狀金屬催化劑；2）分散或負載型金屬催化劑；3）合金催化劑；4）金屬互化物催化劑；5）金屬簇狀物催化劑。7.2、簡述金屬催化劑可以發生的四種反應類型。1）加氫反應；2)氧化反應；3）重整反應；4）氫醛化反應7.3、什么是d帶空穴？它與金屬催化劑的化學吸附和催化性能之間的關系式什么？金屬的d帶中某些能級未被充滿，可看作d帶中的空穴，稱為“d帶空穴”。有d帶空穴，就能與被吸附的氣體分子形成化學吸附鍵，生成表面中間物種，具有催化性能。d帶空穴愈多，末配對的d電子愈多，對反應分子的化學吸附也愈強。 催化劑的作用在于加速反應物之間的電子轉移，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。過渡金屬的d空穴正是具有這種特性，然而對一定的反應，要求催化劑具有一定的d空穴，而不是愈多愈好7.4、什么是d特性百分數？它與金屬催化劑的化學吸附和催化活性有什么關系。其在解釋金屬催化劑性能時的局限性在哪里？這一局限性可由什么理論來解釋？請舉例說明。d特性百分數（d%）：雜化軌道中d原子軌道所占的百分數。d%越大化學吸附能力越強。但從活化分子的能量因素考慮，要求化學吸附既不太強，也不要太弱。吸附太強導致不可逆吸附，吸附太弱則不足以活化反應分子，所以要求d有一定范圍。廣泛應用的加氫催化劑主要是周期表中的第四、五、六周期的部分元素，它們d差不多都在4050范圍內。金屬的能帶模型，對于Cu、Ag、Au這類金屬的能級密度分析，與實驗測試結果基本符合。對于金屬的電導和磁化率等物性，能較好解釋。但是對于Fe、Co等金屬的能級密度分析和表面催化的定量分析，常相去甚遠。因為該模型未考慮到軌道的空間效應、軌道間的雜化組合，以及軌道相互作用的加寬等。7.4、為什么金屬催劑都是過渡金屬？金屬催化劑主要是過渡金屬，特別是VIII族金屬。這與金屬的結構、表面化學鍵有關；過渡金屬是很好的加氫、脫氫催化劑，H2很容易在金屬表面吸附，吸附反應不會進行到催化劑的體相；一般金屬在反應條件下很容易被氧化到體相，不能作為氧化反應催化劑，但貴金屬(Pd,Pt, Ag, Au等)能抗拒氧化，可作為氧化反應催化劑；7.5、什么是幾何對應理論，又稱為什么？來解釋什么？要求催化劑原子和反應物分子結構在幾何尺寸上接近的理論稱之為幾何對應理論，8.1、金屬催化劑為什么大多數制備成負載型催化劑？負載型催化劑中金屬分散度的定義是什么？因為金屬催化劑尤其是貴金屬，價格昂貴，將其分散成微小的顆粒附著在高表面積和大孔隙的的載體上，可以節省用量，增加金屬原子暴露于表面的機會。金屬的分散度：金屬在載體上微細程度。D=ns/nt=(表面的金屬原子數/總的金屬原子數）/每克催化劑8.2、舉例說明什么是結構非敏感反應和結構敏感反應。一類是涉及H-H、CH或O-H鍵的斷裂或生成的反應，它們對結構的變化、合金化的變化、金屬性質的變化，敏感性不大，稱之為結構非敏感性反應。（eg：環丙烷在金屬鉑上加氫開環生成丙烷的反應：用負載于Al2O3或SiO2上的Pt微晶（11.5 nm, D1) 催化劑；與用大單晶Pt(無分散，D0)作為催化劑；所有的反應轉換頻率都是相同的。）另一類是涉及C-C、N-N或C-O鍵的斷裂或生成的反應，對結構的變化、合金化的變化或金屬性質的變化敏感性較大，稱之為結構敏感反應。（eg：合成氨反應在使用不同金屬顆粒大小時其轉換頻率（Vt）不相同。表明合成氨反應對Fe金屬催化劑來說是一個結構敏感反應。）8.3、請說明雙金屬催化劑的主要類型和用途。第一類，第VIII族和IB族元素組成的雙金屬系，如Ni-Cu，Pd-Au等合金；主要用于烴的氫解，加氫和脫氫等反應； 第二類，兩種IB族元素組成的，如Ag-Au, Cu-Au等合金，用于改善部分氧化反應的選擇性；第三類，兩種VIII族元素組成的，如Pt-Ir, Pt-Fe等合金，用于增加催化劑活性的穩定性。重整催化劑Pt-Ir較之Pt的穩定性大大提高，原因： Pt-Ir形成合金減少表面燒結； Ir有強的氫解活性，抑制了表面積炭的生成。8.4、用實驗說明晶格氧是如何參加氧化反應的。同位素交換實驗驗證晶格氧的催化作用8.5、金屬硫化物催化劑的基本用途是什么？金屬硫化物催化劑，如Mo、W、Ni、Co、Fe等的金屬硫化物具有加氫、異構、氫解等催化活性，用于油品的加氫精制；加氫脫硫(HDS)、加氫脫氮(HDN)、加氫脫金屬(HDM)等過程。9.1、用自己的話解釋誘導契合和群體遷移理論，以說明酶的專一性。酶并不是事先就以一種與底物互補的形狀存在,而是在受到誘導之后才形成互補的形狀。這種方式如同一只手伸進手套之后,才誘導手套的形狀發生變化一樣。底物一旦結合上去,就能誘導酶蛋圖白的構像發生相應的變化,從而使酶和底物契合而形成酶-底物絡合物,這就是“誘導契合學說”。9.2、用自己的話說說如何制備pt/Al2O3催化劑。9.3、用自己的話說說你對浸漬沉淀法的理解。9.4、用自己的話說說你對溶膠-凝聚法制備催化劑的過程。9.5、制備催化劑時，沉淀為什么要陳化？1. 是以胺的合成反應為例，說明催化劑是如何加速反應速率的？2. 催化劑為什么不能改變平衡反應的平衡位置？3. 工業催化劑通常由哪幾部分組