发布时间 : 星期一 文章催化化学习题及答案更新完毕开始阅读
（3） 吸附的反应物分子在催化剂表面上相互作用或与气相分子作用进行化学反
应；
（4） 反应产物自催化剂内表面脱附；
（5） 反应产物在孔内扩散并扩散到反应气流中去。 2. 试比较物理吸附与化学吸附。
物理吸附是借助分子间力，吸附力弱，吸附热小（8-20kJ/mol），且是可逆的，无选择性，分子量越大越容易发生。化学吸附是借助于化学键力，遵从化学热力学和化学动力学的传统定律，具有选择性特征，吸附热大（40-800kJ/mol），一般是不可逆的，尤其是饱和烃分子的解离吸附。
3. 固体表面发生化学吸附的原因是什么？表面反应与化学吸附的关系是什么？
发生化学吸附的原因，是由于位于固体表面的原子具有自由价，这些原子的配位数小于固体内原子的配位数，使得每个表面原子受到一种内向的净作用力，将扩散到其附近的气体分子吸附形成化学键
化学吸附是表面反应的前提。化学吸附的表面物种在二维的吸附层中并非静止不动的，只要温度足够高，它们就成为化学活性物种，在固体表面迁移，随之进行化学反应。表面反应要成功进行，就要求化学吸附不宜过强，也不能过弱。 4. 简述为了说明吸附热随遮盖率而下降的原因：
答:（1）表面不均匀性；（2）吸附种之间的相互作用；（3）使用固体中不同的电子能级。
5. 请简要叙述沸石结构的四个层次 第一个结构层次：硅氧四面体和铝氧四面体
第二个结构层次：由硅氧四面体或铝氧四面体通过氧桥联结成的环
第三个结构层次：氧环通过氧桥相互联结，形成具有三维空间的多面体，即“笼” 第四个结构层次：笼与笼之间结合形成分子筛 6.请按TiO4四面体画出六元环结构
7. 3A、4A和5A分子筛都是A型分子筛吗？它们的孔径大小分别为多少？其结构中的阳离子分别是什么？
是。3A：0.3nm 钾离子；4A：0.4nm 钠离子；5A：0.5nm 钙离子。 8. X型和Y型分子筛的结构一样吗？它们的区别在哪里？其硅铝比分别是多少？
不一样。区别在于硅铝比不同。X型Si/Al为1-1.5；Y型Si/Al为1.5-3.0。 9. 简述分子筛的主要四种催化作用
（1）酸催化；（2）择形催化；（3）双功能催化；（4）催化氧化 10. 分子筛择形催化有哪四种不同形式
（1）反应物的择形催化；（2）产物的择形催化；
（3）过渡状态限制的择形催化；（4）分子交通控制的择形催化
11. 什么是d带空穴？它与金属催化剂的化学吸附和催化性能之间的关系式什么？
金属的d带中某些能级未被充满，可看作d带中的空穴，称为“d带空穴”。 有d带空穴，就能与被吸附的气体分子形成化学吸附键，生成表面中间物种，具有催化性能。d带空穴愈多，末配对的d电子愈多，对反应分子的化学吸附也愈强。
催化剂的作用在于加速反应物之间的电子转移，这就要求催化剂既具有接受电子的能力，又有给出电子的能力。过渡金属的d空穴正是具有这种特性，然而对一定的反应，要求催化剂具有一定的d空穴，而不是愈多愈好
12. 什么是d特性百分数？它与金属催化剂的化学吸附和催化活性有什么关系。
d特性百分数（d%）：杂化轨道中d原子轨道所占的百分数。
d%越大化学吸附能力越强。但从活化分子的能量因素考虑，要求化学吸附既不
太强，也不要太弱。吸附太强导致不可逆吸附，吸附太弱则不足以活化反应分子，所以要求d％有一定范围。广泛应用的加氢催化剂主要是周期表中的第四、五、六周期的部分元素，它们d％差不多都在40％~50％范围内。
13. 什么是几何对应理论，又称为什么？来解释什么？
要求催化剂原子和反应物分子结构在几何尺寸上接近的理论称之为几何对应理
论。
14. 举例说明什么是结构非敏感反应和结构敏感反应。
一类是涉及H-H、C－H或O-H键的断裂或生成的反应，它们对结构的变化、合金化的变化、金属性质的变化，敏感性不大，称之为结构非敏感性反应。（eg：环丙
烷在金属铂上加氢开环生成丙烷的反应：用负载于Al2O3或SiO2上的Pt微晶（1~1.5 nm, D?1) 催化剂；与用大单晶Pt(无分散，D?0)作为催化剂；所有的反应转换频率都是相同的。）
另一类是涉及C-C、N-N或C-O键的断裂或生成的反应，对结构的变化、合金化的变化或金属性质的变化敏感性较大，称之为结构敏感反应。（eg：合成氨反应在使用不同金属颗粒大小时其转换频率（Vt）不相同。表明合成氨反应对Fe金属催化剂来说是一个结构敏感反应。）
15.催化剂的稳定性：
根据催化剂的定义，催化剂在反应前后的性质是不变的。但是实际上，催化剂在使用过程中、其活性和选择性都会逐渐下降，影响催化剂稳定性的原因是各种各样的，催化剂的稳定性可分为：
(a) 耐热稳定性：一种良好的催化剂，应能在高温苛刻的反应条件下长期具有一定水平的催化性能。这就要求催化剂在剧烈放热或吸热的反应过程中有良好的导热性能：有较高的 热容量，有在较宽温度范围内的耐热性。
(b) 抗毒稳定性：催化剂对少量杂质毒化的抵制能力称为催化剂的抗毒稳定性。各种催化剂对各种杂质有不同的抗毒稳定性。同一种催化剂对同一种杂质在不同的反应条件下，也有不同的抗毒稳定性。
(c) 活性组分的流失：催化剂组成中的某个或某些活性组分，在长期使用过程中发生升华或发生化学反应、形成有一定蒸气压的化合物而逐渐流失，致使催化剂的功能下降，谓活性组分的流失。 16. 助催化剂：
（助剂，促进剂）本身无活性或活性较小，加入少量后，可大大提高Cat的活性、选择性、寿命、稳定性等性能的物质。它又可以区分为： a:结构性助剂：改变活性组分的物理性能。
b:调变性（电子性）助剂：改变活性组分的电子结构（化学性能）来提高活性组分的活性和选择性等的物质。
c:晶格缺陷性助剂：使活性相原子排列无序化，从而使活性物质微晶间形成更多的晶格缺陷，产生了新的活性中心，使活性提高的物质。
d:扩散性助剂：改善催化剂的孔结构，改变催化剂的扩散性能。如加入硝酸
盐、碳酸盐或有机物，使之在焙烧时分解而在cat 中形成孔，提高体相内活性组分的利用率。
17. 制备Pt/?-Al2O3催化剂时，采用什么方法可使Pt更多地分散在载体的孔内，并简述其制备原理？
答：采用竞争吸附的方法来制备，因为氯铂酸吸附很快，其扩散进载体孔内是速率控制步骤，通过将盐酸加入氯铂酸溶液中，利用盐酸与氯铂酸对载体吸附部位的竞争性吸附，从而驱使铂深入颗粒内部，从而达到制备目的催化剂。 18. 请简述Raney镍催化剂的制备方法其过程
答：制备采用浸取法，其制备过程为：将Ni 与Al制成Ni-Al合金并磨碎，再用碱液（20% NaOH）浸出其中的Al，接着用蒸馏水洗去碱液，最后得到的Raney 镍贮存在蒸馏水中备用。 19. 载体：
催化剂中主催化剂和助催化剂的分散剂，粘合剂和支撑体。a:分散作用b:稳定化作用c:支撑作用d:传热和稀释作用e:助催化作用
四、问答题
一、下图是合成氨反应的催化过程，请画图表示出N2分子在Fe表面的吸附过程？并指出什么代表化学吸附活化能，解吸活化能，物理吸附热，化学吸附(反应)热，N2的离解能？
参考答案：