1、1.什么是催化劑？根據(jù)IUPAC于1981年提出的定義，催化劑)是一種物質(zhì)，它能夠改變反應的速率而不改變該反應的標準Gibbs自由焓變化2.催化作用的四個基本特征是什么？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； 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(shù))，且催化劑可同時加速正逆反應； 催化劑對反應具有選擇性，當反應有一個以上生成多種產(chǎn)物的方向時，催化劑僅加速其中的一種。 催化劑由正常運轉(zhuǎn)到更換所延續(xù)時間（壽命）。3.什么是助催化劑？分為哪幾種？催化劑中加入的另一種或者多種物質(zhì)，本身不具活性或活性很小的物質(zhì)，但能改變催化劑的部分性質(zhì)，如化學組成、

2、離子價態(tài)、酸堿性、表面結(jié)構(gòu)、晶粒大小等，從而使催化劑的活性、選擇性、抗毒性或穩(wěn)定性得以改善。 結(jié)構(gòu)型和電子型兩類4.請說明理想的催化劑載體應具備的條件。具有能適合反應過程的形狀和大??； 有足夠的機械強度，能經(jīng)受反應過程中機械或熱的沖擊；有足夠的抗拉強度，以抵抗催化劑使用過程中逐漸沉積在細孔里的副反應產(chǎn)物(如積碳)或污物而引起的破裂作用； 有足夠的比表面，合適的孔結(jié)構(gòu)和吸水率，以便在其表面能均勻地負載活性組分和助催化劑，滿足催化反應的需要； 有足夠的穩(wěn)定性以抵抗活性組分、反應物及產(chǎn)物的化學侵蝕，并能經(jīng)受催化劑的再生處理； 能耐熱，并具有合適的導熱系數(shù)； 不含可使催化劑中毒或副反應增加的物質(zhì)； 原

3、料易得，制備方便，在制備載體以及制備成催化劑時不會造成環(huán)境污染； 能與活性組分發(fā)生有益的化學作用；能阻止催化劑失活5多相催化反應的一般步驟？物理過程和化學過程分別是哪幾步？反應物分子從氣流中向催化劑表面和孔內(nèi)擴散。反應物分子在催化劑內(nèi)表面上吸附。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。反應產(chǎn)物自催化劑內(nèi)表面脫附。反應產(chǎn)物在孔內(nèi)擴散到反應氣流中去擴散為物理過程；為化學過程6物理吸附與化學吸附的特點？物理吸附是借助分子間力，吸附力弱，吸附熱小(820kJ/mol)，接近于氣體的液化熱，且是可逆的，無選擇性，分子量越大越容易發(fā)生，吸附穩(wěn)定性不高，吸附與解吸速率都很快，可單

4、分子層或多分子層吸附，不需要活化能?；瘜W吸附與一般的化學反應相似，是借助于化學鍵力，遵從化學熱力學和化學動力學的傳統(tǒng)定律，具有選擇性特征，吸附熱大(40800kJ/mol)，吸附很穩(wěn)定，一般是不可逆的，尤其是飽和烴分子的解離吸附更是如此，吸附是單分子層的，具有飽和性。7.如何推導簡單的Langmiur吸附等溫式？以及重要的假設是什么?兩個重要假設： (1) 吸附是單分子層的；(2) 固體表面是均勻的，被吸附分子之間無相互作用設：表面覆蓋度q = V/Vm 則空白表面為(1 - q )V 為吸附體積；Vm為吸滿單分子層的體積吸附速率為 脫附速率為 p為被吸附氣體的分壓，達到平衡時，吸附與脫附速率

5、相等。 令： 吸附平衡常數(shù)（或吸附系數(shù)）8.CO分子的化學吸附都有哪幾種可能的吸附態(tài)？為什么會存在多種吸附態(tài)？吸附態(tài)：直線型、橋型、多重型、孿生型CO分子的化學吸附，既有電子參加，又有孤對電子參加，所以它可以有多種吸附態(tài)；可以線形吸附在金屬表面，也可以橋式與表面上的兩個金屬原子橋聯(lián)，在足夠高的溫度下，還可以解離成碳原子和氧原子吸附。9. ZnO和NiO在受熱分別會變成什么類型的半導體？為什么？ZnO受熱變成n-型半導體。ZnO受熱失去氧，陽離子氧化數(shù)降低，直至變成原子態(tài)。導電是靠與Zn結(jié)合的帶負電的電子。NiO受熱變成p-型半導體。NiO受熱獲得氧，陽離子的氧化數(shù)升高，導致晶格中O2-增加，從

6、而產(chǎn)生正離子的缺位，稱作正空穴。半導體依靠正空穴傳遞而導電。10. 布朗斯特(Brönsted)酸、堿和路易斯(Lewis)酸、堿的定義是什么？B酸：能夠給出質(zhì)子的都是酸。B堿：能夠接受質(zhì)子的都是堿。L酸：能夠接受電子對的都是酸。L堿：能夠給出電子對的都是堿。11. 什么是B酸強度和L酸強度？B酸強度，是指給出質(zhì)子的能力；L酸強度是指接受電子對的能力。12. 為什么TiO2占主要組分的TiO2-SiO2和SiO2占主要組分的SiO2-TiO2都是酸性催化劑？SiO2-TiO2復合氧化物中，TiO2為主要成分時，正電荷過剩時，為L酸；SiO2為主要成分時，負電荷過剩，為B酸。13. 什

7、么是超強酸? 固體酸的強度若超過100%硫酸的強度，則稱之為超強酸。（因為100%硫酸的酸強度用Hammett酸強度函數(shù)表示時為H0 = 11.9，故固體酸強度H0 < 11.9者謂之固體超強酸或超酸。）14. 什么是分子篩？其化學組如何表示？分子篩是結(jié)晶型的硅鋁酸鹽，具有均勻的孔隙結(jié)構(gòu)。分子篩中含有大量的結(jié)晶水，加熱時可汽化除去，故又稱沸石。自然界存在的常稱沸石，人工合成的稱為分子篩。它們的化學組成可表示為Mx/n(AlO2)x(SiO2)y ZH2O15. 分子篩的結(jié)構(gòu)構(gòu)型三種層次是什么？基本結(jié)構(gòu)單元是硅氧四面體(SiO4)和鋁氧四面體(AlO4)。 硅氧四面體和鋁氧四面體可通過氧原

8、子(氧橋)聯(lián)結(jié)起來形成環(huán)。由四個四面體形成一個環(huán)就叫四元氧環(huán)。以此類推有五元氧環(huán)、六元氧環(huán)，八元氧環(huán)，十元氧環(huán)和十二元氧環(huán)等。窗口氧環(huán)的孔口對通過的分子起篩分作用。 各種不同的環(huán)通過氧橋相互聯(lián)接又可形成三維空間的多面體。各種各樣的多面體構(gòu)成中空的籠，籠進一步相互聯(lián)接形成分子篩。16. 分子篩擇形催化有哪幾種形式？反應物擇形催化 （ 當反應混合物中某些能反應的分子因太大而不能擴散進入催化劑孔腔內(nèi)，只有那些直徑小于內(nèi)孔徑的分子才能進入內(nèi)孔，在催化活性部分進行反應。）產(chǎn)物的擇形催化（當產(chǎn)物混合物中某些分子太大，難于從分子篩催化劑的內(nèi)孔窗口擴散出來, 就形成了產(chǎn)物的擇形選擇性。） 過渡態(tài)限制的選擇性（

9、有些反應，其反應物分子和產(chǎn)物分子都不受催化劑窗口孔徑擴散的限制，只是由于需要內(nèi)孔或籠腔有較大的空間，才能形成相應的過渡態(tài)，不然就受到限制使該反應無法進行；相反，有些反應只需要較小空間的過渡態(tài)就不受這種限制，這就構(gòu)成了限制過渡態(tài)的擇形催化。） 分子交通控制的擇形催化（在具有兩種不同形狀和大小和孔道分子篩中，反應物分子可以很容易地通過一種孔道進入到催化劑的活性部位，進行催化反應，而產(chǎn)物分子則從另一孔道擴散出去，盡可能地減少逆擴散，從而增加反應速率。這種分子交通控制的催化反應，是一種特殊形式的擇形選擇性，稱分子交通控制擇形催化。）17.金屬催化劑包括哪幾種類型？塊狀催化劑（如電解銀催化劑、融鐵催化劑

10、、鉑網(wǎng)催化劑等）。 分散或者負載型的金屬催化劑（如Pt-Re/Al2O3重整催化劑, Ni/Al2O3加氫催化劑等）。 金屬互化物催化劑（如LaNi5可催化合成氣轉(zhuǎn)化為烴）。 合金催化劑（如Cu-Ni合金加氫催化劑）。 金屬簇狀物催化劑（如烯烴氫醛化制羰基化合物的多核Fe3(CO)12催化劑）18.什么是金屬晶體的費米(Fermi)能級？電子占用的最高能級稱為費米(Fermi)能級(金屬的費米能級)19.金屬價鍵模型中的 d 特性百分數(shù)是什么意思？用什么符號表示？雜化軌道中d原子軌道所占的百分數(shù)稱為d特性百分數(shù)，用符號d%表示。20. 什么是溢流現(xiàn)象？其發(fā)生的條件是什么？所謂溢流現(xiàn)象，是指固體

11、催化劑表面的活性中心(原有的活性中心)經(jīng)吸附產(chǎn)生出一種離子或者自由基的活性物種，它們遷移到別的活性中心處(次級活性中心)的現(xiàn)象。條件：溢流物種發(fā)生的主源；接受新物種的受體，它是次級活性中心。21.造成催化反應結(jié)構(gòu)非敏感性的原因有哪幾種？表面的細微結(jié)構(gòu)掩蓋了，造成結(jié)構(gòu)非敏感。這種原因稱之為表面再構(gòu)。 活性組分晶粒分散度低的（扁平的面）較之高的（頂與棱）更活潑。 活性部位不是位于表面上的金屬原子，而是金屬原子與基質(zhì)相互作用形成的金屬烷基物種。22.雙金屬系中作為合金催化劑主要有哪幾類？第一類為第VIII族和IB族元素所組成的雙金屬系，如Ni-Cu、Pd-Au等；第二類為兩種第IB族元素所組成的，如

12、Au-Ag、Cu-Au等；第三類為兩種第VIII族元素所組成的，如Pt-Ir、Pt-Fe等。23.半導體主要分為哪幾類？本征半導體、n型半導體和p型半導體。24.氧化物表面M=O鍵的成鍵方式有哪幾種？金屬Co的eg軌道（即dx2-y2與dz2）與O2的孤對電子形成鍵；金屬Co的eg軌道與O2的分子軌道形成鍵；金屬Co的t2g軌道（dxy，dxz，dyz）與O2的*分子軌道形成鍵。25.請說明正常的尖晶石結(jié)構(gòu)？正常的尖晶石結(jié)構(gòu)，A原子占據(jù)正四面體位，B原子占據(jù)正八面體位。26.什么是絡合催化劑？絡合催化的重要特征是什么？ 絡合催化劑，是指催化劑在反應過程中對反應物起絡合作用，并且使之在配位空間進

13、行催化的過程。重要特征：是在反應過程中催化劑活性中心與反應體系，始終保持著化學結(jié)合(配位絡合)。能夠通過在配位空間內(nèi)的空間效應和電子因素以及其他因素對其過程、速率和產(chǎn)物分布等，起選擇性調(diào)變作用。27.CO是如何配位活化的？通過-鍵配位活化。經(jīng)-鍵合相互作用后, 總的結(jié)果可以看成為配位體的孤對電子,電子(基態(tài))通過金屬向配位體自身空*軌道躍遷(激發(fā)態(tài))，分子得到活化。28.什么是三效催化劑？三效催化劑普遍采用Pt、Rh、Pd貴金屬做活性組分，各組分間有相互協(xié)同作用，總體起催化促進作用。在操作條件下可同時將尾氣中的CO、HC、NOx凈化處理，達到環(huán)保要求的限制標準，其構(gòu)成主要由載體涂層和活性組分所

14、組成，置于汽車尾氣催化轉(zhuǎn)化器中。29.什么是燃料電池？燃料電池是一種能源轉(zhuǎn)化系統(tǒng)，是將燃料的化學能連續(xù)不斷的直接轉(zhuǎn)化成電能的電化學裝置，又稱為電化學發(fā)電器。30.酶催化有什么特點？酶催化效率極高，是非酶催化的106 1019倍。生物酶催化具有高度的專一性：絕對專一性和相對專一性。一種酶只能催化一種底物進行一種反應，稱為絕對專一性；一種酶能夠催化一類結(jié)構(gòu)相似的底物進行某種相同類型的反應，稱為相對專一性。酶催化的條件較溫和，可在常溫常壓和酸堿度（pH值為58，一般在7左右）下進行，可以減少不必要的副反應，如分解、異構(gòu)、消旋、重排等。31.沉淀法制備催化劑的基本原理和一般步驟是什么？沉淀法的基本原理

15、是在含金屬鹽類的水溶液中，加進沉淀劑，以便生成水合氧化物、碳酸鹽的結(jié)晶或凝膠。將生成的沉淀物分離、洗滌、干燥、焙燒、成型后，即得催化劑。32.如何選擇沉淀劑？盡可能使用易分解并含易揮發(fā)成分的沉淀劑。常用的有NH3、NH3·H2O、CO2、CO(NH2)2、(NH4)2CO3 形成的沉淀物必須便于過濾和洗滌。鹽類沉淀劑原則上可以形成晶形沉淀，而堿類沉淀劑都會生成非晶形沉淀； 沉淀劑的溶解度要大一些； 形成的沉淀的溶解度要小，沉淀較完全； 沉淀劑不應造成環(huán)境污染。 33.晶形沉淀的形成條件是什么？開始沉淀時，沉淀劑在不斷攪拌下均勻而緩慢的加入，以免發(fā)生局部過濃同時也能維持一定的過飽和度。

16、沉淀應在適當稀的熱溶液中進行。沉淀完畢待老化、冷卻后過濾洗滌；沉淀應放置老化。沉淀在其形成之后發(fā)生的一切不可逆變化稱之為老化。這些變化主要是結(jié)構(gòu)變化和組成變化。老化過程中，細小晶體會溶解并沉積在粗晶體上，從而可以得到顆粒大小較為均勻的粗晶體，同時也導致孔隙結(jié)構(gòu)和表面積的變化。還可以去除雜質(zhì)。此外剛形成的沉淀不一定具有穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)，還應放置一段時間。34.焙燒在催化劑制備過程中的作用是什么？通過熱分解除去水和揮發(fā)性物質(zhì)，使催化劑轉(zhuǎn)換成所需的化學成分和化學形態(tài)； 借助固態(tài)反應、互溶和再結(jié)晶獲得一定的晶型、孔徑和比表面積等；使微晶燒結(jié)，提高機械強度，獲得較大孔隙率。35.什么是催化劑的活化？其目的是什

17、么？催化劑在制備好以后，往往還要活化；需較高溫度的熱處理，就是焙燒或在進一步還原、氧化、硫化、羥基化等處理使催化劑轉(zhuǎn)變?yōu)榛顫姂B(tài)。使鈍態(tài)催化劑轉(zhuǎn)變?yōu)榛顫姂B(tài)催化劑的過程就是催化劑的活化。 活化的目的在于使催化劑，特別是催化劑表面形成催化反應所需要的活性結(jié)構(gòu)。36.浸漬法的優(yōu)點是什么？可用已成型的載體（如氧化鋁，氧化硅，活性炭，浮石，活性白土等）負載組份利用率高，用量少（如貴金屬）37.大多數(shù)固體催化劑由哪三部分組成？活性組分、助劑和載體。38.催化劑設計參數(shù)的四要素是什么？活性、選擇性、穩(wěn)定性/壽命、再生性。39.對許多涉及氧的反應，氧化物催化劑的活性順序為？p型半導體氧化物最活潑，絕緣體次之，n

18、型半導體氧化物最差。40.載體為什么能延長催化劑的壽命？提高耐熱性：一般用耐火材料作為載體。燒結(jié)：一定溫度下活性組分顆粒接觸面上的原子或分子會發(fā)生作用，使粒子增大。金屬在載體上的分散提高了金屬燒結(jié)的溫度。提高耐毒性：使活性組分高分散；載體可以吸附部分毒物，甚至可以分解部分毒物。提高傳熱系數(shù)：可以防止催化劑床層的過熱而導致催化劑活性下降。催化劑活性組分的穩(wěn)定化：降低某些易升華活性組分如MoO3、Re2O7、P2O5、Te的損失，延長催化劑的壽命。41.什么是空速、堆密度和比孔體積(孔容)？停留時間的倒數(shù)稱為空速；氣體空速按反應物氣體流量速率計算；液體空速按液體流量速率計算；重量空速按反應物質(zhì)量流速除以催化劑重量所得比值計算；空速可以用作催化劑活性的指示；體積進料速率，通