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1、1.简述催化剂的三个基本特性。催化作用不能改变化学平衡催化作用改变反应历程而改变反应速度催化剂对加速反应具有选择性1. 若混合气体A 和B2 在表面上发生竞争吸附，其中A 为单活性吸附，B2 为解离吸附：AB23*A*2B*A 和B2 的气相分压分别为PA 和PB，吸附平衡常数为KA 和KB求吸附达到平衡后 A 的覆盖率A 和 B 的覆盖率B2. N2 在Al2O3 上的吸附，以P/Va(P0-P)对P/P0 作图得截距为0.2723，斜率为50.06(1) 求 Vm（单位L）和C 以及单分子层铺满时吸附质得物质的量（题中数据经过处理已经换算成标况）(2) 求 Al2O3 的表面积已知：N2
2、分子横截面积为16.21020m23 多相催化反应一般包括哪几个步骤? 其中哪几个步骤属于化学过程?外扩散：反应物分子从气流中向催化剂颗粒外表面扩散。（孔）内扩散：反应物分子从颗粒外表面向颗粒内表面扩散。吸附：反应物分子在催化剂内表面吸附。表面反应：吸附的反应物分子在催化剂表面上反应。脱附：产物分子自催化剂内表面脱附。（孔）内扩散：产物分子从颗粒内表面向颗粒外表面扩散。外扩散：产物分子从催化剂颗粒外表面向气流中扩散其中化学吸附，表面反应和化学脱附属于化学过程。4 在多相催化反应中，为什么至少有一种反应物必须经过化学吸附?通过化学吸附活化反应物分子，降低反应的活化能，在多相催化反应中，至少一种反
3、应物必须经过化学吸附。5.物理吸附、化学吸附的差别为何?6 化学吸附态的定义是?一般是指分子或原子在固体表面进行化学吸附时的化学状态，电子结构和几何构型。7 氢的吸附态有?均裂和异裂：室温下，氢在氧化锌上的化学吸附有两类,它们是?9 CO 在过渡金属两种吸附态是?金属表面：分子态吸附，或解离吸附。其分子吸附态有：10 在一些催化剂上，已经确定了哪几种氧吸附形式? 哪种氧吸附态易使烃类发生深度氧化作用?多种吸附态：电中性的氧分子O2 和带负电荷的氧离子（O2- ，O- ，O2- ）带吸附氧离子与深度氧化有关。11 关于烯烃在金属上的缔合化学吸附，已经提出了哪两种吸附态?缔合吸附未预吸附氢过渡金属
4、表面：失去部分氢，发生解离吸附12 有关乙炔在金属表面上的吸附态,已经提出的吸附态有哪几种?13 关于苯在金属上的吸附，已经提出的看法有?苯在金属表面化学吸附-型吸附另一中吸附态为：6吸附：Pt（100）面Ni（111）面14 在一种催化剂表面产生各种吸附态的成因是多方面的，主要原因有哪两种?固有不均一性和诱导不均一性。15 固有不均一性的定义是?固体原有表面能量分布是不均匀的。气体首先吸附在能量最高（最活泼）的表面位上，这时形成的吸附键最强，吸附热最大。后来气体分子只能在能量依次下降的表面位上发生吸附。是由催化剂本身结构决定的或在制备过程中产生的价不饱和性或配位不饱和性。16 Langmui
5、r 吸附的基本假设如何?吸附剂表面能量是均匀的。吸附的分子之间无相互作用。单分子层吸附，一个吸附分子占据一个吸附中心。吸附与脱附建立平衡。乔姆金等温式成立的条件是?18 物理吸附的多分子层理论的基本假设是?19. 溢流定义一定条件下形成或存在于一种固相表面的活性物种，不经脱附过程进入气相而向同样条件下不能直接形成或本来不存在该活性物种的另一种固相表面上的迁移。工业催化原理第三章酸催化剂作业1. 酸、碱的质子论的定义？答：Brnsted 认为凡能给出质子（H+）的任何含氢原子或离子皆为酸，凡能接受质子的分子或离子都是碱。2.酸、碱的电子论的定义？答：Lewis 认为凡能接受电子对的分子、原子团或
6、离子称为酸；凡能给出电子对的分子、基团或离子称为碱3.软硬酸、碱原则是？答：“硬亲硬，软亲软，软硬交界就不管”4.酸、碱性质的完整描述包括哪三个方面？答：种类(即属于B 酸、B 碱或L 酸、L 碱)，强度和浓度或密度5.均相酸、碱催化反应的特征？酸、碱催化反应的先行步骤是催化剂和反应分子之间的酸、碱反应如为B 酸催化，首先由质子与基质分子S 作用生成SH+，后者再转化为产物并放出H+若为B 碱催化，催化剂先从基质中取得质子，然后中间物再将质子吸收回去转化为产物，同时催化剂得以复元如果是L 酸催化，则催化剂先与反应物之一形成正碳离于化物，后者再进攻另一反应分子，并转化为产物6.Bronsted
7、规则公式是什么，怎么应用该规则对液体酸催化反应建立催化剂筛选模型？答：催化活性与催化剂的酸、碱强度有关,存在如下关系式:若以水为溶剂, 则其中，GA,GB、a和b与溶剂，温度和催化反应的种类有关，a和b值在0 与1 之间上述关系首先为Bronsted 等在研究硝酰胺的分解时所建立，故一般被称为Bronsted规则Brnsted 规则是从大量均相酸碱催化反应中得出的较普遍的经验规律，已经在实际应用中起到一定的指导作用。对于一个给定的反应，可用少数几个催化剂进行试验，测得它催化系数后，即可用上述规则，由查到的几个催化剂的电离常数求得和常数，得到经验公式。用这个公式可从任意催化剂的K算出催化系数k，
8、预测催化剂的活性，从而为选择酸、碱催化剂提供参考。7、对酸中心的检测包括哪几个方面？答：检验固体表面酸中心包括三方面， 酸位（中心）的类型B 酸：能给出质子L 酸：能接受电子对碱性探针分子吸附的红外表征。 酸强度及其分布酸强度：给出质子（B 酸强度）或接受电子对（ L 酸强度）的能力酸强度分布：固体表面的酸位是不均匀的（强酸中心、弱酸中心），因此酸强度是按一定规律统计分布的 酸量（酸度、酸密度、酸浓度）单位质量或单位表面积上酸位的数目（mmol/g 或 mmol/m2）总酸量：固体表面所有酸位之总和（即各个酸强度下酸量的总和）指示剂法
9、（测定酸强度）程序升温脱附法（测定酸强度分布和酸量）指示剂正丁胺滴定法（测定酸强度分布和酸量）8、以TiO2-SiO2 为例，请阐述田部浩三关于二元混合氧化物酸性中心模型。答：在 Si 原子上出现比Lewis 酸中心，在Si 上的剩余电荷为：在Ti 原子上的剩余电荷为：结果有二个 H+附加在Ti 中心上，形成质子酸中心。9. 简述杂多化合物的结构答：第一层次 初级结构，（杂多阴离子），第二层次 次级结构，（杂多阴离子与阳离子组成的多酸及其盐的晶体结构）第三层次，（杂多阴离子、阳离子、结晶水等的三维排列）10. 杂多酸的性质答： 热稳定性，酸性，氧化还原性，“假液相”性。11. 用指示剂测定固体
10、酸的酸性酸强度的碱性指示剂亚苄基乙酰苯 无 黄 -5.6 71蒽醌无 黄 - 8.2 90（1）如，某固体酸能使蒽醌变黄色，则样品酸强度：（2）如，某固体酸不能使蒽醌变色而能使亚苄基乙酰苯变黄色，则样品酸强度：H0 -8.2-8.2 H0 -5.612 正碳离子稳定性顺序是答：叔正碳离子仲正碳离子伯正碳离子乙基正碳离子甲基正碳离子。13、请讲述固体碱催化反应机理？答：碱催化反应中，烷烃、烯烃的活化是通过与碱催化剂作用形成负碳离子。碱催化反应的碱中心能够供给电子对，把C-H 中的H+脱去。14、请简述分子筛沸石的结构特点。答：分子筛的晶格骨架主要由硅铝酸部分所组成，固体内部的原子排列，是按照一定
11、的规律作周期性的三维排列。对于不同的硅铝比例，不同的制备条件与方法，骨架结构也不同。分子筛只有中空的有高度规则性的笼状结构，通向这笼状多面体，有各种大小均一的孔道，从而组成了四通八达的微晶体。入口孔径(窗口)的大小限制了能够吸附在分子筛内部表面的分子的几何大小，从而具有筛分分子的性能。其孔径大小也与阳离子的类型有关。15. 沸石分子筛的离子交换度(简称交换度)：离子交换度(简称交换度)：这是指交换下来的钠离子占沸石分子筛中原有钠离子的百分数16. 分子筛的择形选择性（A）反应物择形催化：当反应混合物中有些反应物分子的临界直径小于孔径时，可以进到晶孔内，与催化剂内表面相接触进行催化反应，而大于孔
12、径的分子不能进入晶孔内，这样便产生反应物择形催化。（B）产物择形催化：反应产物中分子临界直径小于孔口的可以从孔中扩散出来，最终成为产物，而分子临界直径大于孔径的则无法从孔内溢出，此时便产生了产物选择性。（C）限制过渡态择形催化：反应物分子相互作用时可生成相应的过渡态，它需要一定空间，当催化剂空腔中的有效空间小于过渡态所需要的空间时，反应将受到阻止，此时便产生限制过渡态选择性催化。（D）分子交通控制的择形催化：具有两种不同形状和大小和孔道分子筛中，反应物分子可以很容易地通过一种孔道进入到催化剂的活性部位，进行催化反应，而产物分子则从另一孔道扩散出去，尽可能地减少逆扩散，从而增加反应速率。这种分子
13、交通控制的催化反应，是一种特殊形式的择形选择性，称分子交通控制择形催化。17、请简述催化裂化原料油中固体酸催化剂的发展过程。答：催化剂的选择比较明显地经历以下三个阶段：一、1936 年开始采用天然粘土催化剂(例如酸处理过的白土微晶膨润土、蒙脱土、高岭土)。这些粘土是水合硅铝酸盐，合有可交换的Ca2+、Mg2+、Fe3+等离子。经过H2SO4 处理后，这些离子绝大部分为H+所交换；二、40 年代以后，催化裂化使用了合成非晶态硅酸铝类催化剂(又称硅铝胶SiO2-Al2O3)。它的优点是抗硫性能、机械性能较好，所产生的汽油辛烷值比天然催化刑也高，但汽油与焦炭比例较差；三、近年来，由新型分子筛催化剂，
14、与硅铝胶催化剂对比，有四个特点：1)活性高得多；2)汽油组分中合饱和烷烃及芳烃多，汽油质量较好；3)单程转化率提高，比较不易产生“过裂化”，裂化效率较高；4)抗重金属污染性能高。_第四章金属催化剂1. 金属分散度（表相体相）原子数表相原子数分散度 。分散度是指金属晶粒大小而言，晶粒大，分散度小，反之晶粒小，分散度大。2. 能带按照分子轨道理论，把金属以及金属氧化物看成N 个原子规则排列成的近乎无限的巨大分子，相邻原子的轨道重叠，组成属于整个材料的N 个非定域分子轨道。随着N 趋于无限大，能带总宽度逐渐增大，但仍保持有限值，因此能级间隔趋向于零，称为能带。3. 费米能级电子在能带中填充的最高能级
15、称为费米能级Ef。4. d 轨道百分数价键理论认为，过渡金属原子以杂化轨道相结合，杂化轨道通常为s、p、d 等原子轨道的线性组合，称为spd 或dsp 杂化，杂化轨道中d 原子轨道所占的百分数称为d 特性百分数，以符号d%表示。5. 逸出功费密能级与导带顶的能量差，即把一个电子从半导体内部拉到外部，变成完全自由电子时所需的最低能量。6. 简述金属晶体不均一性近年来随着表面分析技术的发展，人们用低能电子衍射、俄歇能谱、紫外光电子能谱及质谱等研究金属单晶的表面结构，直接观察到晶体表面存在着A（晶台）、B（晶阶）和C（晶弯）等不均一表面，见图图：晶体的不均一表面7. 参照图，根据金属催化剂表面原子的几何排布对催化活性的影响，解释采用金属Ni 催化乙烯加氢反应时Ni 的110晶面催化活性高于111晶面的催化活性的原因。乙烯的双位吸附络合物如图所示：乙烯中碳原子为正四面体，约为10928，CC 键距离
