1、催化原理復習題1.催化作用”一詞最早是由瑞典化學家Berzelius于1836年提出的。（體在固體表面的吸附可分為兩類：化學吸附和物理吸附。化學吸附類似于化學反應，吸附后，反應物分子與催化劑表面原子之間形成化學鍵，組成表面絡合物。在多相催化過程中，化學吸附是個重要的階反應物在催化劑表面上發生化學吸附，從而降低段，催化過程之所以能加快反應速度，一般來說，是由于 反應活化能，加快了反應速度率的降低要比副反應表面利用率的降低快得多。此時應采用大孔結構的催化劑。3 .高活性催化劑常易被外來分子污染而中毒，那些具有 孤對電子的分子，如氨、磷化氫、一氧化碳、二氧化硫、硫化氫等分子能與催化劑表面形成共價鍵，

2、因此這些分子是毒性很強的毒物。4 一個好的固體催化劑必須具有活性；選擇性；壽命和價值.5 分子篩的基本結構單元是硅氧四面體。硅原子在四面體的中心,氧占據四面體的頂點。四面體中的硅原子可被鋁原子取代，便成為鋁氧四面體。6.催化劑的 三性”指的是活性：穩定性：流動性。7 .一個真實的晶體總有一種或多種結構上的缺陷。晶格缺陷主要有點缺陷；線缺陷；面缺陷內部缺陷的存在將會引起 晶格的畸變 還會引起附加能的出現。8.美國人泰勒于1925年首先提出了活性中心理論，其岀發點即催化劑失去活性這一實驗事實。他認為催化劑的表面是 不均勻的，位于催化劑表面微型晶體的棱和頂角處的原子具有不飽合的鍵，因而形成了活性中心

3、，催化反應只發生在這一活性中心。10. X射線衍射技術是揭示晶體內部原子排列狀況最有力的工具，它在物質結構研究中具有特殊的作用。在催化劑研究中，它主要用于 物相鑒定、物相分析及晶胞參數的測定,由它可以獲得許多有用的結構信息。11.研究金屬化學鍵的理論方法有三：能帶理論、價鍵理論和配位場理論，各自從不同的角度來說明金屬化學鍵的特征，每一種理論都提供了一些有用的概念。三種理論，都可用特定的參量與金屬的化學吸附和催化性能相關聯，它們是相輔相成的。12.根據國際酶分類和命名法委員會的規定，酶的名稱由 底物名”和 反應形式”加 酶”字而成：這樣誦過酶的名稱就可以直觀地知道，何種化合物承受何種反應。13.

4、催化反應中存在兩個以上的反應，由于內擴散效應的存在,催化劑的宏觀結構將直接影響到每個反應速率的相對值，亦即直接影響到反應的選擇性。利用物理傳質過程的規律，可以設法控制催化劑的宏觀結 構以提高目的產物的選擇性。14.對于兩個互不相關的平行反應，動力學研究表明，有內擴散存在時的選擇性與無內擴散時的不同。如果主反應的速率常數大于副反應，則主反應更易受到內擴散影響而導致選擇性 降低。因為主反應表面利用15.對于同一種起始物質的平行反應，如果兩個反應級數相同，由于兩個競爭反應在催化劑孔內每一點以相同的相對速率進行，它們受 同樣的擴散影響，因而選擇性與孔結構無關。然而當兩個競爭反應的級數不同時，則選擇性與

5、孔的大小有關。在孔中反應物分壓的下降，對這兩個競爭反應速率的影響不同。對級數高的影響大，對級數低的影響 小。二.名詞解釋16. HLB值：用一個相對的值即HLB值來表示表面活性物質的親水性。對非離子型的表面活性劑,HLB的計算公式為：HLB® =親水基質量/（親水基質量+憎水基質量）X 100/517分子篩：分子篩是一種具有立方晶格的硅酸鹽化合物。分子篩具有均勻的微孔結構，這些微小的孔穴直徑大小均勻，能把比其直徑小的分子吸附到孔穴的內部中來,因而能把直徑大小不同的分子,極性程度不同的分子，沸點不同的分子，飽和程度不同的分子分離開來，即具有篩分”分子的作用，故稱為分子篩。18.超臨界流

6、體：若物質的熱力學狀態處在臨界點以上，物質就處在超臨界狀態，稱為超臨界流體19金屬催化劑的電子逸出功 ©金屬表面電子移到外界所需的最小功（最低能量）20.點缺陷：空位：離子從其正常位置移到表面。填隙原子：某離子進入空隙，正常位空著。外來原子或離子置換了原來原子或離子。21固體酸：能給出質子or接受電子的固體.B酸：給出質子.L酸：非質子酸（接受電子）22. d特性百分數23.堆積密度：當用量筒測量催化劑的體積時，所得到的密度成為堆積密度會堆密度。24. SMSI效應:當金屬負載于可還原的金屬氧化物載體上，高溫下還原導致降低金屬對 H2化學吸附和反應能力.25.催化劑孔隙率：每克催化劑

7、內孔體積與催化劑顆粒體積（不包括顆粒之間的空隙體積）之比，以0表示，0 =（1/ P顆-1/ P真）/1/p顆三.簡答題26.簡述催化劑的組成。 活性組分：金屬半導體氧化物或硫化物絕緣體氧化物或硫化物,功能：活性.助催化劑：金屬、非金屬等。功能:1、載體：結構、活性阻抑、活性促進。2、7活性組分：電子的、形態的、中毒。載體：高熔點氧化物粘土、炭功能：高表面、多孔性、穩定性、雙功能、活性組分的調變。27沉淀法制備催化劑的影響因素有哪些?a =1.5-2.0）可得濃度的影響：沉淀在較稀溶液中進行，有利于晶體長大；過飽和度不太大時（到完整晶體)溫度的影響：高溫有利二度結晶，也有利晶體的長大(熟化過程

8、)加料順序的影 響：順加法，沉淀劑加到金屬鹽溶液中易產生先后沉淀；逆加法，金屬鹽溶液加到沉淀劑中，沉淀pH值影響過程pH變量；并加法，鹽溶液和沉淀劑按比例加到沉淀槽中，工藝操作穩定。28. 浸漬法制備固體催化劑時，浸漬液配制的原則是什么?1.一般用活性組分化合物應該是易溶于水的，活性組分金屬的易溶鹽配成溶液，在焙燒時能分解成所需的活性組分2.必須使無用組分在熱分解或還原過程中揮發出去3.濃度必須控制恰當a.過濃：不易滲透;在載體上分布不均；易得到較粗金屬晶粒b.過稀：一次浸漬達不到要求負載量，要采用反復多次.C.所需濃度：a = VpC/ ( 1+ VpC)X 100 % 其中：C 浸漬濃度V

9、p 載體的比孔容a 活性組分的含量29. 在多組分催化劑中載體起哪些作用？試扼要敘述之。載體是固體催化劑所特有的組分。載體在催化劑中的作用：提供有效表面和適合的孔結構；維持活;減少活性組性組分高分散度 ；增強催化劑的機械強度，使催化劑具有一定形狀；改善催化劑傳導性分的含量；提供附加活性中心；提高催化劑的熱穩定性。30. 制備固體催化劑為何需要高溫煅燒?(1)除掉易揮制備固體催化劑，一般在干燥以后，都需經高溫焙燒，其目的主要有三2)使催化劑保持一定的晶型、發的組分，保留一定化學組成，從而使催化劑具有穩定活性。(晶粒大小、孔隙結構和比表面.(3)提高催化劑的機械強度。31簡述酶催化反應的特點A 活

10、性大 它表示酶分子中一個活性中心在一分鐘內使底物轉換的分子數。和其他類似的催化劑的相比，不知要大多少倍，有的甚至要大好幾個數量級。B.酶的專一性很強。酶催化的專一性(specificity):是指酶對它所催化的反應及其底物具有的嚴格的選擇性。通常一種酶只能催化一種或一類化學反應C 反應條件溫和，一般均在室溫、常壓下進行。D 可自動調節活性 E.同時具有均相和多相的特點：酶本身是成膠態分散溶解的，接近于均相；但反應卻是從反應物在其表面上積聚開始的，所以又和 多相反應相仿。降低反應活化能催化劑對反應具有選擇性催化劑的壽命32.催化作用的特征有哪些？ 只能加速熱力學上可行的反應只加速反應趨于平衡，而

11、不改變平衡的位 置 通過改變反應歷程改變反應速度具有如下特點的吸附稱為物理吸附：van derWaals引力產生的，一般比較弱。33物理吸附與化學吸附的區別是什么？2.吸附熱較小，接近 當然吸附量5.吸附可以是單分子層的，但也可以是多分1.吸附力是由固體和氣體分子之間的于氣體的液化熱， 一般在幾個kJ/mol以下。 3.吸附無選擇性，任何固體可以吸附任何氣體， 會有所不同。4.吸附穩定性不高，吸附與解吸速率都很快 子層的6.吸附不需要活化能，吸附速率并不因溫度的升高而變快。總之：物理吸附僅僅是一種物理作用，沒有電子轉移，沒有化學鍵的生成與破壞，也沒有原子重排等 具有如下特點的吸附稱為化學吸附：

12、1.吸附力是由吸附劑與吸附質分子之間產生的化學鍵力，一般較強。 2.吸附熱較高，接近于化學反應熱，一般在42 kJ/mol以上。 3.吸附有選擇性，固體表面的活性位只吸附與之可發生反應的氣體分子，如酸位吸附堿性分子，反之亦然4.吸附很穩定，一旦吸附，就不易解吸5.吸附是單分子層的。6.吸附需要活化能，溫度升高，吸附和解吸速率加快。總之：化學吸附相當與吸附劑表面分子與吸附質分子發生了化學反應，在紅外、紫外 現新的特征吸收帶。-可見光譜中會出34.沸石分子篩的結構特點有哪些？合成分子篩的主要影響因素?結構特點：結構單元逐級堆砌而成1、基本結構單元：以 Si和Al原子為中心的正四面體 2、環結構:硅

13、氧四面體或鋁氧四面體通過氧橋形成；3、籠結構：二級結構通過氧橋相互聯接，形成三維空間的多面體結構4、分子篩結構：不同結構的籠在通過氧橋互相聯接形成各種不同結構的分子篩35.氧化鋁水合物（羥基化物）經脫水而產生L酸中心及堿中心，此OHOHL酸中心很容易吸水變為OH B酸中心。HO Al OH一八 J JHO Al OH-H 2 OO AlO Al-H 2 OO AlO Al OorAtO 2I+O Al O+H 2 OO Al O Al O37.下圖是CO的吸附熱與金屬在元素周期表中位置變化趨勢，根據此圖你能得到什么結論?600 500400o m 熱 附 吸300200100中和乳定峠口 _I

14、V BV B W B W B W 1 W 2 W 3 I B周期表族數金屬左-右吸附熱下降原子序數升高，d空穴下降，吸附熱下降VIII 1、 VIII 2族，吸附強度適中,吸附熱變化不大 化學吸附熱與金屬在周期表中的位置有關化學吸附熱與自由原子的電子結構有聯系38. JCPDS卡片是國際粉未衍射標準聯合會編的粉末衍射卡片集，該可以提供比索引上列出的更多的物請指出L酸中心及堿中心， B酸中心及堿中心。 36.下面方框圖是典型沉淀法的生產工藝，請填充方框內的操作單元。質粉末衍射方面的信息。下圖是氯化鈉的衍射數據卡，請說出圖中9個數字區域所代表的意思。©11fl 11 1 w心1rizr,

15、 II w115''B1 Sodium LHlfli-hdclHv4>r«luKii JIrkTflr Hl«<f AhklA片Arwi101 *9斗1仙3 G才7弓卜5fc匚.2 b 白工 T:uh dTI"J,阿"U*. F«n4 Fw*. rJK CrGx 5知.g. 2訂11 話 *1E；urik(St-RfrF a bldIIIZg 幻*75- npep2” WinI TMiCS rcQttl- gr-id< sampEi- rcrYh*aU Lz«f Fiice *rt y UL Iriu

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