得分：_______ 南京林业大学
研究生课程论文2014～2015 学年第一学期
课程号：PD02013
课程名称：工业催化
论文题目：学习心得
学科专业：化学工程
学号：8143130
姓名：曹晓琴
任课教师：朱新宝
二○一四年十二月
工业催化学习心得
催化剂是能够改变化学反应速率而本身的组成、质量和化学性质在反应前后保持不变的元素或化合物。它是影响化学反应的重要媒介物，也是开发许多化工产品生产的关键。在学这门课之前，我所对催化剂的认识仅仅来自于有机化学或精细有机合成等课程，但是从这些课程中认识到关于催化剂的知识少之又少。可以说以前对催化剂的了解仅是来自于它的定义，对于其它方面的知识完全处于空白状态。
自从上了朱老师的工业催化这门课，我学到了以前没有接触到的关于催化剂的知识，并系统的了解了催化剂从制备到最终投入到工业生产的过程。因此通过朱老师的讲解，加深了我对催化剂的进一步了解，丰富了我的知识面。
1工业催化的主要内容
朱老师把工业催化的主要内容分成了十三章，主要是从催化剂的发展史及应用；催化剂的组成及其作用原理；催化剂的种类及对应的催化作用；催化剂的设计、制备及其新技术的开创；催化剂的性能评价与测试方法；催化剂的失活、再生和安全使用这几个方面向我们传授了关于催化剂的知识。
第一章主要讲了催化剂的发展及在各个领域中的应用。通过这章的学习我们可以知道催化剂与能源和材料密切相关，每年全球对催化剂的需求量在持续上升。目前现代化学工业、石油加工工业、食品工业及其他一些工业部门中都涉及了催化剂的使用，可以说催化剂在人类社会的可持续发展中起着举足轻重的地位。而第二章、第三章和第六章主要叙述了催化剂是由活性组分、载体和助催化剂组成，在介绍它们的同时，也阐述了它们在化学反应中对应的主要功能。在第二章中强调了催化剂的特性即对一些反应具有专一性以及根据不同方面对催化剂的分类。催化剂在热力学化学反应中只能加速反应趋于平衡但是不能改变平衡位置。于此同时分析指出，一种良好的工业催化剂，应该具有三个方面的基本要求，即活性、选择性、稳定性。由于非均相催化较之均相催化在工业应用中要普遍得多，而非均相催化又是吸附作用为前提的，故第三章介绍了固体催化剂的结
构基础，以及吸附作用对于多相催化的重要性。而第六章则详尽介绍了催化剂中的两个重要组成部分即助催化剂和载体。助催化剂顾名思义就是催化剂的辅助成分，其本身并没有活性，它只是通过改变催化剂的化合形态和物理结构从而达到改善催化效果。而载体只是为催化活性组分提供了一个支撑场所，它是固体催化剂特有的组分。第六章主要是从具体的事例以及功能这两个方面介绍的。第五章介绍了各类催化剂及其催化作用，这也是本门课程学习的重点。内容包括酸碱催化；金属及其配合物催化；分子筛催化；金属氧化物和硫化物催化等。第四和七章介绍了在对催化剂性能进行评价时普遍采用管式反应器，并主要从其活性、选择性和寿命这三个方面考虑，其中对催化剂的活性测定主要根据催化剂的比表面积、孔结构、机械强度、抗毒稳定性等因素。然而催化剂在使用的过程中可能由于外界因素的影响而使得其失活，因而我们在使用过程中要注意安全使用。从第八、九、十章可以看出工业催化剂的组成调配时十分讲究的，尤其是对载体和各种功能的助催化组分，筛选的技巧很强。课程中介绍了一般性的原则和常规的制备方法，以使用为主。第十一至十三章着重介绍了催化技术在化工、能源、环境、材料和生物方面的新应用，包括对静态污染源、动态污染源、废水的处理，环境友好催化技术，催化技术在传统矿物能源、氢能、燃料电池方面的应用，以及近年来涌现的新型功能催化材料、酶催化技术。
2学习收获
工业催化这是一门涉及广泛的学科，它的发展紧跟着化学工业的演变，由于未来化学将走向原料路线多元化，催化技术也会仅用于合成向元件、组装、产品方向过渡。通过朱老师对工业催化的认真讲述，我了解到我们通常所说的工业催化剂并不是单一的物质，而是由多种物质组成。绝大多数工业催化剂由三大组分组成即活性组分、载体、助催化剂。通常在化学反应中起催化作用的是活性组分，而助催化剂和载体只是辅助作用，即通过改变催化剂的化学形状和物理结构，增强催化活性组分的效果，但自身并没有催化效果。当然从朱老师的课程讲解中也让我知道了工业催化剂的制备到最终投入工业生产应用的整个过程，这包括了催化剂的制备；催化剂的筛选；各类催化剂的催化作用；催化剂失活、再生与安全使用；催化剂的性能评价和测试；最终投入化工生产。通过这门课的学习，我
真的感觉自己受益匪浅，特别这门课中的各类催化剂及其催化作用的介绍。从这一章中，我了解了各类催化剂的的催化领域及作用原理，比如：酸碱催化剂的酸碱中心理论，金属催化剂的价键和配位理论，分子筛催化剂的晶胞结构和离子交换等。这为我以后做实验选择正确的催化剂及适当的用量提供了一个很好的前提。但是在学习这门课的时候我意识自己没有找到适合的学习方法，在接受理论知识的同时，忽略了自己思考，不能做到举一反三，因而学习效率不高。总之学好这门课，在学习生活和工作中学以致用，必将给我们带来更大的受益。
3工业催化在化工行业中的意义
现代化学工业的发展离不开催化剂，主要表现在以下几个方面：①催化作用是现代化学工业的基础，比如在许多重要的石油化工过程中若不用催化剂，其化学反应速度非常慢或者根本无法进行工业生产。②先进的催化技术能产生可观的经济效益。正确的使用适宜的催化剂可以加速化学反应，减少反应时间，广辟自然资源，促进技术革新，从而大幅度降低产品的成本，提高产品的质量，为企业带来巨大的受益。③催化技术是化工过程开发和技术进步的动力。催化技术在化工过程开发和技术进步方面的作用很大，主要体现在新型的催化剂可以简化原来复杂的生产工艺；缓和操作条件，降低反应压力和温度；可以改变原料路线，采用多样化及廉价原料；可以形成绿色生产路线。
此外，催化剂在投入到化工生产时需要考虑以下几点：①催化剂的效率②催化剂的选择性③催化剂的寿命④使用催化剂的价格。
总而言之，催化剂对于化工生产的效率得以提高功不可没，通过本次课程学习我们也发现催化剂有许多可供开发之处。在当今科技发展日趋进步的社会环境下，催化剂的探究还不能仅仅只止步于化工生产方面的应用，相信随着科学技术的蓬勃发展，催化作用在化学的舞台上会大放光彩，这是对现实的肯定，也是对未来的向往。期待着有一天，绿色、快捷、成本低廉的催化剂会走进人们的生活，对于它的探究将永远不会停止。
4建议
关于该课程方面给朱老师的意见是在传授课本上的理论知识的同时，老师您
可以就此即兴出一些小题目，让学生思考。或者在每个专题结束后，可以让学生自己总结一下。这样不仅可以使学生上课时认真听您所讲，同时也能带动他们开动脑袋思考，这样知识在不知不觉中就记住了。
、单项选择题（每小题 1分，共10 分） 1.为催化剂提供有效的表面和适宜孔结构的是（ ) A .活性组分 B .载体 C .助剂 D .助催化剂 2 . BET 等温式属于五种吸附等温线中的类型（ ) A . I B . II C . III 3.能给出质子的称为（ ） A . B 酸 B . B 碱 C . L 酸 D . L 碱 4.工业上氧化乙烯制环氧乙烷的催化剂是（ ) A . Cu/ Y AI 2O 3 B . Ag/ a Al 2O 3 C . Ag/ Y AI 2O 3 D . Ni/ 丫Al 2O 3 5.所有金属催化剂几乎都是过渡金属，主要是因为它们 ___________ （） A .易失去电子 B .易得到电子 12 .能给出电子对的固体称为 L 碱。 13 .对固体表面酸的描述包括酸的类型、酸强度和酸量。 14 .吸附的逆过程称为 脱附。 15 .在分子筛结构中，相邻的四面体由氧 _____ 联结成环。 16 .研究金属化学键的理论有 能带理论 、价键理论和配位场理论。 17. Cu 的加入使 Ni 的d 带空穴 变少 。 18 .金属氧化物催化剂中直接承担氧化功能的是 晶格氧 。 19 .三效催化剂中Pt 能有效的促进 一氧化碳 和HC 的催化氧化。 20 .催化剂的活性随时间的变化分为成熟期、稳定期和 衰老期 二、填空题（每空1分，共10分） 11. 一种良好的工业实用催化剂，应该具有三方面的要求，即活性、选择性和稳定性。 26 .催化剂 凡能加速化学反应趋向平衡，而在反应前后其化学组成和数量不发生变化的物质。 C .易强烈吸附反应物 D .有着d 电子结构 6 . X 型分子筛最大孔径约为（ ） A . 0.4 nm B . 0.6 nm C . 0.7 nm D . 0.8 nm 7.金属在载体上的细微程度用（ ） A .分散度表示 B . 单层分布表示 C .粒度表示 D . 比表面表示 & Ziegler-Natta 催化属于( ) A .酸催化 B . 金属催化 C .金属氧化物催化 D . 络合催化 9.下面属于n 型半导体的是（ ） A . ZnO B . NiO 纸 订 装 C . Cu 2O D . CuO 三、判断改错，在题后的括号内，正确的打“V” ，错误的打“x”并 改正。 （每小题2分，共10分） 21 .对于工业催化剂来说，活性越高越好。（f ） 22 .有机物的乙酰化要用 L 酸位催化。（t ） 23 . X 型和Y 型分子筛的结构是一样的。 （f ） 10.将燃料的化学能转化为电能的电化学装置称为（ ） A .燃料电池 B .蓄电池 C .发电机 D .燃烧反应器 24 .择形催化是分子筛的主要特征。 （t ） 25 .金属的禁带宽度很大。 （f ） （） 四、名词解释（每小题 4分，共20分）
1、简述催化作用的定义与特征。 定义：1981年，根据IUPAC于提出的定义，催化剂是一种物质，它能够加速反应的速率而不改变该反应的标准Gibbs自由焓变化。这种物质起的作用称为催化作用。 四个基本特征：（1）催化剂只能加速热力学上可以进行的反应，不能加速热力学上无法进行的反应；（2）催化剂只能加速反应趋于平衡，而不能改变平衡的位置(平衡常数)；（3）催化剂对反应具有选择性；（4）催化剂存在一定的寿命. 2、催化剂组成及其功能。 组成：一般包括三种成分：①活性组分、②助催化剂；③载体 （1）活性组分或称主催化剂；对催化剂的活性起着主要作用。它是催化剂设计的第一步，没有它，催化反应几乎不发生。其类别主要有三：即导体、半导体和绝缘体。 （2）载体；①最重要的功能是分散活性组分、作为活性组分的基底，使活性组分保持大的表面积。②降低对毒物的敏感性；③载体为Cat.提供一定的孔隙结构；④改进催化剂的机械强度，及抵抗条件的应力能力⑤有些载体具有双功能性。 （3）助催化剂：本身没有活性或活性很小，但在加入催化剂后（一般小于催化剂总量的10%）能使催化剂具有所期望的活性、选择性或稳定性。其作用是：①帮助载体，控制载体的稳定性，控制不希望有的活性，②帮助活性组分，可能是结构的或电子的，③助抗中毒 3、简述化学工业对催化剂的一般要求。 化学工业要求催化剂具有较高的活性，良好的选择性、抗毒害性、热稳定性、环境友好性和合理的价格。 1、活性：反映催化剂的效能高低的重要性能指标。即反应催化剂改变化学反应速度能力的高低。 表示方法： 1）比活性或比速率。用在某指定条件下（T，P）一定量催化剂上的反应速率来衡量。 2）转化率Xa=已反应的反应物量/起始的反应物量 注明：指定条件下（T，P），相同的反应空时或空速 空速：在流动体系中，物料的流速（单位时间的体积或质量）除以催化剂的体积或质量。S-1或者h-1 3）温度 相同的反应转化率、压力、空时或空速 2、选择性：反映催化剂抑制副反应能力大小的性能指标。 3、寿命：催化剂从开始使用至活性下降到不能再用所经历的时间。 寿命试验：在正常条件下连续运转1000h以上。 4、稳定性：即催化剂在使用条件下的化学稳定性，对热的稳定性、耐压、耐磨和耐冲击等的稳定性。 5、环境友好和自然界相容性：:社会发展对催化反应过程要求适应循环经济，催化剂不仅具有高转化率和高选择性，还要具有无毒无害，对环境友好，反应尽量遵循“原子经济性”，反应剩余物与自然相容。 6：价格合理。 4、多相催化的基本步骤。 ⑴反应物分子从气流中向催化剂表面和孔内扩散。⑵反应物分子在催化剂内表面上吸附。⑶
贵金属催化剂的应用 XXX （XXXX院，XX级应用化工技术XXX班衡阳421002） 摘要：叙述贵金属催化剂在技术经济领域中的重要地位及其应用研究发展态势， 井探讨汽车尾气净化用贵金属催化剂研究进展. 关键词：贵金属,合金，汽车尾气，净化 概述 贵金属催化剂(precious metal catalyst)一种能改变化学反应速度而本身又不参与 反应最终产物的贵金属材料。几乎所有的贵金属都可用作催化剂，但常用的是铂、钯、铑、银、钌等，其中尤以铂、铑应用最广。它们的d电子轨道都未填满，表面易吸附反应物，且强度适中，利于形成中间“活性化合物”，具有较高的催化活性，同时还具有耐高温、抗氧化、耐腐蚀等综合优良特性，成为最重要的催化剂材料。贵金属催化剂对于国家的经济建设与环境和公众健康有着密切的关系。如化学工业和石油加工业的发展均取擞于催化反应，全世界85％以上的化学工业都与催化反应有关。1930—1980年初．美国化工部门63种主要产品与34种工艺过程的革新是由化学工业带来的，其中超过60％的产品与90％的过程是基于催化过程。一个新的催化过程商业化需要大量的投资，时问长达10一15年，催化剂的研究促使这个时间滞后减至最小。公众对于化学品与工业排放物对环境的污染及治理生存空间状况越来越关注，许多现代化的低成本且节能的环境技术是与催化技术相关的。汽车尾气排放控制是国际性的战略问题．美国和部分欧洲国家此项催化剂得到了很好地发展和应用，某些国家也在符合排放的指令性指标之上还要求在本世纪末尾气排放减至1／10E 。此外，有机废物的生物降解，土壤、污水和地下水污染物处理，净化石油污染物等都与贵金属催化剂密不可分。现代减少化学品对环境损害的三大策略是：尽可能减少废弃物、废气排放减少和整治措施，贵金属催化剂在其中将发挥巨大作用。 简史 1831年英国菲利普斯提出以铂为催化剂的接触法制造硫酸，到1875年该法实现工业化，这是贵金属催化剂的最早工业应用。此后，贵金属催化剂的工业化应用层出不穷。1913年，铂网催化剂用于氨氧化制硝酸；1937年Ag／Al2O3催化剂用于乙烯氧化制环氧乙烷；1949年，Pt／Al2O3催化剂用于石油重整生产高品质汽油；1959年，PdCl2-CuCl2催化剂用于乙烯氧化制乙醛；到本世纪60年代末，又出现了甲醇低压羰基合成醋酸用铑络合物催化剂。从1974年起，汽车排气净化用贵金属催化剂(以铂为主，辅以钯、铑)大量推广应用，并很快发展为用量最大的贵金属催化剂。贵金属催 化剂开发应用百余年(1875～1994年)来，其发展势头长盛不衰。新的品种、新的制备
12级化学工程与工艺专业工业催化课程复习 重要知识点： 1.助催化剂是催化剂的辅助成分，按作用机理可分为结构型、电子型两类。 2.工业催化剂的活性变化一般可分为三个阶段，即成熟期、稳定期、衰老期。 3.外扩散速率的大小及其施加的影响，与液体的流速、催化剂颗粒粒径以及传递介质的密度、黏度有关。 4.研究金属化学键的理论方法有三种，能带理论、价键理论、配位场理论。 5.金属氧化物主要催化烃类的选择性氧化。其特点是：反应系放热的，有效的传热、传质十分重要，要考虑催化剂的飞温；有反应爆炸区存在，故在条件上有所谓燃料过剩型、空气过剩型两种。 6. 金属硫化物与金属氧化物有许多相似之处，它们大多数都是半导体类型的，具有氧化还原功能和酸碱功能。作为催化剂可以是单组分形式或复合硫化物形式。这类催化剂主要用于加氢精制过程。 7. 负载型可溶性络合物催化剂，系利用可溶性高分子为载体，可催化1-戊烯加氢反应。在应用时可利用其与生成物分子量之差，采用沉淀法、蒸气压法、薄膜过滤法等进行分离。 8.络合催化剂固载化技术的三种主要方式为：包藏在载体内部、分散在载体（基质）的表面、锚定在载体（基质）的表面。 9.生物催化剂是指生物反应过程中起催化作用的游离或固定化细胞和游离或固定化酶的总称。 10.离子交换法制得的催化剂分散度好、活性高，尤其适用于制备低含量、高利用率的贵金属催化剂。 11.结构型助催化剂的作用主要是提高活性组分的分散性和热稳定性。 12.评价催化剂不能单用时空产率作为活性指标，要同时测定催化剂的总表面积、活性表面积、孔径与孔径分布等。 13.外扩散速率的大小及其施加的影响，实际上仅根据气流线速和粒径就可以作出判断。 14.几乎所有的金属催化剂都是过渡金属，这与金属的结构、表面化学键有关。 15.金属复合膜催化剂的制备方法主要有物理气相沉积、化学气相沉积、电镀和化学镀等。
工业催化期末复习题标准化管理处编码[BBX968T-XBB8968-NNJ668-MM9N]
第二章催化作用与催化剂 电子型助催化剂的作用：改变主催化剂的电子结构，促进催化活性及选择性。 金属的催化活性与其表面电子授受能力有关。具有空余成键轨道的金属，对电子有强的吸引力，吸附能力的强弱是与催化活性紧密相联的 在合成氨用的铁催化剂中，由于Fe是过渡元素，有空的d轨道可以接受电子，故在Fe-Al2O3中加入K2O后，后者起电子授体作用，把电子传给Fe，使Fe原子的电子密度增加，提高其活性，K2O是电子型的助催化剂 第三章吸附与多相催化 1简述多相催化反应的步骤 包括五个连续的步骤。 (1)反应物分子从气流中向催化剂表面和孔内扩散； (2)反应物分子在催化剂表面上吸附； (3)被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)反应产物自催化剂表面脱附； (5)反应产物离开催化剂表面向催化剂周围的介质扩散。 上述步骤中的第(1)和(5)为反应物、产物的扩散过程。属于传质过程。第(2)、(3)、(4)
步均属于在表面进行的化学过程，与催化剂的表面结构、性质和反应条件有关，也叫做化学动力学过程 2外扩散与内扩散的区别 外扩散：反应物分子从流体体相通过吸附在气、固边界层的静止气膜（或液膜）达到颗粒外表面，或者产物分子从颗粒外表面通过静止层进入流体体相的过程，称为外扩散过程。内扩散：反应物分子从颗粒外表面扩散进入到颗粒孔隙内部，或者产物分子从孔隙内部扩散到颗粒外表面的过程，称为内扩散过程。 为充分发挥催化剂作用，应尽量消除扩散过程的影响 外扩散阻力：气固（或液固）边界的静止层。 消除方法：提高空速 内扩散阻力：催化剂颗粒孔隙内径和长度. 消除方法：减小催化剂颗粒大小，增大催化剂孔隙直径 3解离吸附的Langmuir等温式的推导过程 4物理吸附与化学吸附的区别 物理吸附是表面质点和吸附分子之间的分子力而引起的。具体地是由永久偶极、诱导偶极、色散力等三种范德华引力。物理吸附就好像蒸汽的液化，只是液化发生在固体表面上罢了。分子在发生物理吸附后分子没有发生显着变化。
模块四反应工程 一、单选题 1．使用固体催化剂时一定要防止其中毒，若中毒后其活性可以重新恢复的中毒是（）A、永久中毒；B、暂时中毒；C、碳沉积；D、钝化。 2．固定床反应器具有反应速度快、催化剂不易磨损、可在高温高压下操作等特点，床层内的气体流动可看成（） A、湍流； B、对流； C、理想置换流动； D、理想混合流动。 3．下列性质不属于催化剂三大特性的是（）。 A、活性； B、选择性；Ｃ、稳定性；Ｄ、溶解性。 4．与平推流反应器比较，进行同样的反应过程，全混流反应器所需要的有效体积要（）A、大；B、小；C、相同；D、无法确定。 5．流化床的实际操作速度显然应（）临界流化速度。 A、大于； B、小于； C、相同； D、无关。 6．当固定床反应器操作过程中发生超压现象，需要紧急处理时，应按以下哪种方式操作（）A、打开入口放空阀放空；B、打开出口放空阀放空； C、降低反应温度； D、通入惰性气体。 7．在对峙反应A+B C+D中加入催化剂(k1、k2分别为正、逆向反应速率常数)，则（）A、k1、k2都增大，k1/k2增大；B、k1增大，k2减小，k1/k2增大； C、k1、k2都增大，k1/k2不变； D、k1和k2都增大，k1/k2减小。 8．平推流的特征是（） A、进入反应器的新鲜质点与留存在反应器中的质点能瞬间混合； B、出口浓度等于进口浓度； C、流体物料的浓度和温度在与流动方向垂直的截面上处处相等，不随时间变化； D、物料一进入反应器，立即均匀地发散在整个反应器中。 9．釜式反应器可用于不少场合，除了（）。 A、气－液； B、液－液； C、液－固； D、气－固。 10．下列（）项不属于预防催化剂中毒的工艺措施。 A、增加清净工序； B、安排预反应器； C、更换部分催化剂； D、装入过量催化剂。 11．化学反应器的分类方式很多，按（）的不同可分为管式、釜式、塔式、固定床、流
反应工程考试复习题
收集于网络，如有侵权请联系管理员删除 一、填空题（本大题共14小题，每空1分，共20分） 请在每小题的空格上，填入正确的答案 1.固体催化剂的主要组成有主催化剂（活性成份），___助催化剂_和____载体____。 2.化学反应过程按操作方法分为__连续操作、分批式操作(或间隙操作)、半分批式（半间隙）操作。 3.均相反应是指 参与反应的物质均处于同一相 。 4.关键反应组分K 的转化率的定义式为0 0k k k k n n n x -=(或用相应的文字表述)_。 5.生成目的产物的反应称为____主反应 _，其它的均称为____副反应__。 6.平行反应P A →(主反应)；S A →(副反应)，主副反应均为一级不可逆反应，若主E ＞副E ，选择性S p 与浓度无关，仅是__温度_ 的函数。 7.链反应的三个阶段为链的引发、_链增长 、链终长。 8.对于气—固相催化反应，要测定真实的反应速率，必须首先排除_内扩散__和__外扩散_的影响。 9.对于多孔性的催化剂，分子扩散很复杂，当孔径较大时，扩散阻力是由分子间碰撞所致，这种扩散通常称为__分子扩散（或容积扩散）_。 10. 实际反应器中停留时间分布密度E(t)的方差2θσ为_____0~1___。 11.具有良好搅拌装置的釜式反应器按___理想混合(或全混流)___反应器处理。
收集于网络，如有侵权请联系管理员删除 12.对于恒容的平推流管式反应器___平均停留时间(或- t ) 、__空时(或τ)_、反应时间一致。 13.对于反应级数n ＜0的反应，为降低反应器容积，应选用___全混流(或完全混合）_反应器为宜。 14.若流体是分子尺度作为独立运动单元来进行混合，这种流体称为_ 微观流体_。 1.工业催化剂所必备的三个主要条件是：__活性好__、___选择性高___、寿命长。 2. 平行反应P A →(主反应)；S A →(副反应)，主副反应均为一级不可逆反应，若主E ＞副E ，提高选择性P S 应____提高温度____。 3．已知反应S P B A +→+，A 的转化率的定义式为___0 0A A A A n n n x -= _________。 4.气体在固体表面上的吸附中物理吸附是__多 _分子层的，而化学吸附是__单_分子层的。 5.固体催化剂的比表面积的经典测定方法是基于____BET _______方程。 6.流动循环（无梯度）式反应器是指消除____温度梯度 ______、__浓度梯度________的存在，使实验的准确性提高。 7.对于多孔性的催化剂，分子扩散很复杂，当微孔孔径在约___ 0.1μm______时，分子与孔壁的碰撞为扩散阻力的主要因素。 8.全混流反应器的空时τ是___反应器的有效容积__与___进料流体的容积流速____之比。
1.什么是催化剂？ 根据IUPAC于1981年提出的定义，催化剂)是一种物质，它能够改变反应的速率而不改变该反应的标准Gibbs自由焓变化 2.催化作用的四个基本特征是什么？ ⑴催化剂只能加速热力学上可以进行的反应，而不能加速热力学上无法进行的反应； ⑵催化剂只能加速反应趋于平衡，而不能改变平衡的位置(平衡常数)，且催化剂可同时加速正逆反应；⑶催化剂对反应具有选择性，当反应有一个以上生成多种产物的方向时，催化剂仅加速其中的一种。⑷催化剂由正常运转到更换所延续时间（寿命）。 3.什么是助催化剂？分为哪几种？ 催化剂中加入的另一种或者多种物质，本身不具活性或活性很小的物质，但能改变催化剂的部分性质，如化学组成、离子价态、酸碱性、表面结构、晶粒大小等，从而使催化剂的活性、选择性、抗毒性或稳定性得以改善。结构型和电子型两类 4.请说明理想的催化剂载体应具备的条件。 ⑴具有能适合反应过程的形状和大小；⑵有足够的机械强度，能经受反应过程中机械或热的冲击；有足够的抗拉强度，以抵抗催化剂使用过程中逐渐沉积在细孔里的副反应产物(如积碳)或污物而引起的破裂作用；⑶有足够的比表面，合适的孔结构和吸水率，以便在其表面能均匀地负载活性组分和助催化剂，满足催化反应的需要；⑷有足够的稳定性以抵抗活性组分、反应物及产物的化学侵蚀，并能经受催化剂的再生处理；⑸能耐热，并具有合适的导热系数；⑹不含可使催化剂中毒或副反应增加的物质；⑺原料易得，制备方便，在制备载体以及制备成催化剂时不会造成环境污染；⑻能与活性组分发生有益的化学作用；⑼能阻止催化剂失活 5多相催化反应的一般步骤？物理过程和化学过程分别是哪几步？ ⑴反应物分子从气流中向催化剂表面和孔内扩散。⑵反应物分子在催化剂内表面上吸附。⑶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。 ⑷反应产物自催化剂内表面脱附。⑸反应产物在孔内扩散到反应气流中去 ⑴⑸扩散为物理过程；⑵⑶⑷为化学过程 6物理吸附与化学吸附的特点？ 物理吸附是借助分子间力，吸附力弱，吸附热小(8～20kJ/mol)，接近于气体的液化热，且是可逆的，无选择性，分子量越大越容易发生，吸附稳定性不高，吸附与解吸速率都很快，可单分子层或多分子层吸附，不需要活化能。
2010年普通高等学校招生全国统一考试（重庆卷） 理科综合能力测试试题卷 6.(2010，重庆卷,6)减缓温室气体排放是2009年哥本哈根气候变化会议的议题，下列反应不产生温室气体的是 A.用纯碱制玻璃 B.用煤炭作燃料 C.用铁矿石炼铁 D.用氨制碳酸铵 答案D 【解析】本题考查反应中产生的温室气体。A 项，制玻璃的反应为:Na 2CO 3+SiO 2 高温 Na 2SiO 3+CO 2↑；B 项，碳燃烧可产生CO 2气体；C 项，铁矿石与C 或CO 反应可生成CO 2；这三项均生成CO 2，即产生温室气体。D 项，NH 3与CO 2反应生成(NH 4)2CO 3，没有产生CO 2。 7.(2010，重庆卷,7)下列实验装置（固定装置略去）和操作正确的是 A.分离CCl 4和水 B.酸碱中和滴定 C.吸收HCl 尾气 D.中和热的测定 答案A 【解析】本题考查实验装置图的分析。A 项，CCl 4与水分层，故可以用分液操作，正确。B 项，NaOH 应放在碱式滴定管中，错误。C 项，倒置的漏斗中应置于液面上，否则起不到防倒吸的作用，错误。D 项，温度计应测小烧杯中的温度，错误。 8.(2010，重庆卷,8)下列叙述正确的是 A.铝制容器可盛装热的浓H 2SO 4 B.AgI 胶体在电场中自由运动 C.K 与水反应比Li 与水反应剧烈 D.红磷在过量Cl 2中燃烧生成PCl 3 答案C 【解析】本题考查物质的性质。A 项，铝与热的浓硫酸反应，错误。B 项，AgI 胶体吸附电荷而带电，故在电场作用下做定向移动，错误。C 项，K 比Li 活泼，故与水反应剧烈，正确。D 项，P 与过量的Cl 2反应，应生成PCl 5,错误。 9.(2010，重庆卷,9)能鉴别MgI 2、AgNO 3、Na 2CO 3、NaAlO 2四种溶液的试剂是 A. HNO 3 B. KOH C.BaCl 2 D.NaClO 答案A 【解析】本题考查物质的鉴别。HNO 3氧化I －生成棕色的碘，与Na 2CO 3产生无色的CO 2气体，与 AgNO 3 不反应，无现象，与NaAlO 2反应先生成白色沉淀然后溶解，现象均不同。 10．(2010，重庆卷,10)CoCl 2（g ） CO （g ）+ Cl 2(g);△H>0,当反应达到平衡时，下列 措 施：①升温 ②恒容通入惰性气体 ③增加CO 浓度 ④减压 ⑤加催化剂 ⑥恒压通入惰性气体，能提高 CoCl 2 转化率的是 A.①②④ B.①④⑥ C.②③⑤ D.③⑤⑥ 答案B 【解析】本题考查化学平衡的移动。该反应为气体体积增大的吸热反应，所以升温和减压均可以促使反应正向移动。恒压通入惰性气体，相当于减压，平衡正向移动。恒容通入惰性气体与加催化剂均对平衡无影响。增加CO 的浓度，将导致平衡逆向移动。 11.(2010，重庆卷,11)贝诺酯是由阿斯匹林、扑热息痛经化学法拼合制备的解热镇痛抗
-1 - 第二章 IUPAC 于1981年提出的定义：催化剂是一种物质，它能够加速反应的速率而不改 变该反应的标准Gibbs 自由焓变化。这种作用称为催化作用。涉及催化剂的反应为催化 反应 特征： （1） 催化剂只能加速热力学上可以进行的反应 . （2） 只能加速到达反应平衡的时间，不能改变化学平衡位置 ?对于可逆反应，能催 化正方向的催化剂，就能催化逆反应方向 （3） 催化剂对反应具有选择性 （4 ）催化剂活性有一定寿命 催化反应产物具有选择性的主要原因仍然是由于催化剂可以显著降低主反应的活 化能，而副反应活化能的降低则不明显 . 催化剂组成： 1. 活性组分：化学活性 2. 载体：高表面积，孔结构，机械强度等 3. 助催化剂：对活性组分/载体改性 活性组分：催化剂的主要成分，可由一种物质组成，也可由多种物质组成 活性组分的分类：金属；过渡金属氧化物、硫化物；非过渡金属氧化物 第四章 固体酸：天然粘土物质，天然沸石，金属氧化物及硫化物，氧化物混合物，金属盐 等; 固体碱：碱金属及碱土金属分散于氧化硅、氧化铝，金属氧化物，金属盐等 液体酸：H2SO4,H3PO4,HCI 水溶液，醋酸等 液体碱：NaOH 水溶液，KOH 水溶液 杂化轨道中d 原子轨道所占的百分数称为 d 特性百分数（d%），金属的d%越大，相 应的d 能带中的电子填充越多，d 空穴就越少。广为应用的金属加氢催化剂来说， d%在 40-50% 为宜。 d 带空穴的存在，使之有从外界接受电子和吸附物种并与之成键的能力。但也不是 d 带空穴越多，其催化活性就越大。因为过多可能造成吸附太强，不利于催化反应。 金属在载体上微细的程度用分散度 D （ Dispersion ）来表示，其定 因为催化 反 应都是在位于表面上的原子处进行，故分散度好的催化剂，一般其催化效果较好。当 D = 1时，意味着金属原子全部暴露。 第五章 环境友好加工要求：极高的转化率；接近 100%的选择性；污染物的浓度必须降至 10-6级或零排放。 金属的分散度： 义为： 表面的金属原子 / g 催化剂 总的金属原子
负载型金催化剂的研究及应用 化工07-3 张波 摘要讨论了有关金属催化剂的相关知识并着重介绍了负载型金催化剂的发展、常用的制备方法及应用，金催化剂的性能，展望了金催化剂的前景。 关键词负载型金催化剂制备性能应用 Supported Gold Catalysts for Research and Application chemicial engineering and technology class of 073 zhangbo Abstract This paper discusses the metal catalyst-related knowledge and highlights the development of supported gold catalysts, commonly used preparation methods and application of the performance of gold catalysts and looking forward to the prospect of the gold catalyst. Key words supported gold catalyst preparation, performance, application 1金属催化剂的概述 存在少量就能显着加速反应而不改变反应的总标准吉布斯函数变的物质称为该反应的催化剂。金属催化剂是一类重要的工业催化剂。主要包括块状催化剂，如电解银催化剂、融铁催化剂、铂网催化剂等；分散或者负载型的金属催化剂，如Pt-Re/-Al2O3重整催化剂，Ni/Al2O3加氢催化剂等。?几乎所有的金属催化剂都是过渡金属，这与金属的结构、表面化学键有关。金属适合于作哪种类型的催化剂，要看其对反应物的相容性。发生催化反应时，催化剂与反应物要相互作用。除表面外，不深入到体内，此即相容性。如过渡金属是很好的加氢、脱氢催化剂，因为H2很容易在其表面吸附，反应不进行到表层以下。但只有“贵金属”（Pd、Pt，也有Ag）可作氧化反应催化剂，因为它们在相应温度下能抗拒氧化。 2金催化剂的发展 金一直被认为是化学惰性最高的金属[1] ,由于其化学惰性和难于高分散,一般不被用来作为催化剂。但是到80年代,Haruta 发现担载在过渡金属氧化物上的金催化剂,不仅对CO 低温氧化具有很高的催化活性,而且还具有良好的抗水性、稳定性和湿度增强效应[2 ,3 ] , 另一方面, 作为一种贵金属催化剂, 金催化剂具有商业化的经济优势，致使人们对其催
1.催化剂得作用 催化剂能加快化学反应速度,但它本身不因化学得结果而消耗,它也不会改变反应得最终热力学平衡位置。 2.载体得作用有哪些？ 分散作用稳定化作用支撑作用传热与稀释作用助催化作用 3、均相催化 所有反应物与催化剂分子分散在一个相中,如均相酸碱催化、均相络合催化。 4、多相催化 催化剂与反应物处于不同得相,催化剂与反应物有相界面将其隔开。如气液、液液、液固、气固、气液固。 5、简述多相催化反应过程包括得五个过程。 反应物向催化剂表面扩散 反应物向催化剂表面吸附 被吸附得反应物在表面上迁移、化学重排与反应 产物由催化剂表面上脱附 产物离开催化剂周围得介质扩散 6、烧结 粉状或粒状物料经加热至一定温度范围而固结得过程 7、选择性 转化为目得得产物所消耗得某反应物量/某反应转化得总量 8、在估量一个催化剂得工业价值时,哪三个因素最重要？考虑得顺序就是什么？ 她们分别就是活性、选择性与寿命。考虑得顺序: 9、简述化学吸附得单层与物理吸附得单层得不同之处 化学吸附得单层吸附量,即为占领吸附剂得所有吸附部分所需得吸附质得量,而吸附质得吸附部位则就是由吸附剂得结构与吸附物得化学性质所决定得。物理吸附得单层吸附量,则就是分子式以密集排列得形式,以完全得单层分子遮盖表面所需得吸附质得量 10、如何确定半导体氧化物为n型或p型？ N型氧化物得电导由导带中得电子数决定,而p型氧化物得电导则由价带中得正穴数决定。基于这个原理,可以用下述方法确定非计量氧化物就是n型还就是p型。将氧化物基于一定压力得氧气氛中,并测量氧化物得电导随氧气压得变化,如果电导随氧气压力增加而增加,则此氧化物为p型,相反则为n型。 11、在n型与p型半导体催化剂中加入施主杂质,其电导率与逸出功有何变化？ N型半导体催化剂加入施主杂质后,它得导电率提高,逸出功降低。因为n型半导体靠自由电子导电,加入施主杂质后,使得导带自由电子增加,所以导电率提高,Ef提高逸出功降低;而p 型半导体催化剂加入施主杂质后,它得导电率降低,逸出功也降低。因为p型半导体靠自由空穴导电,加入施主杂质后,使得自由空穴减少,故导电率降低,逸出功也降低。 13、延长催化剂寿命得方法有哪些？ 1)剂组分得挥发、烧结等问题 2)适宜得载体,若选择导热性好得载体,可防止局部过热及机械损耗 3)载金属催化剂,在制备过程中注意金属组分得分散度,若过分分散,则耐毒性差,且易失活 4)反应器传热要好,用多段催化剂床使各段催化剂床负荷均匀 5)燃料钝化 14、简述金属催化剂得毒物得种类 1)第一类就是V族与VI族元素得具有未共享电子对得非金属化合物,毒性得程度取决于空得价轨或未共享电子对得可利用性 2)第二类就是金属离子,这些金属离子具有已占用得d轨,并且d轨上有与金属催化剂得空轨道结合得电子 3)第三类就是不饱与化合物,由于它分子中得不饱与键能提供电子与金属催化剂得d轨成键,使催化剂中毒 15、什么就是d带空穴？它与金属催化剂得化学吸附与催化性能之间得关系就是什么？ 金属得d带中某些能级未被充满,可瞧作d带中得空穴,称为d带空穴
工业催化期末复习题 Revised as of 23 November 2020
第二章催化作用与催化剂 电子型助催化剂的作用：改变主催化剂的电子结构，促进催化活性及选择性。金属的催化活性与其表面电子授受能力有关。具有空余成键轨道的金属，对电子有强的吸引力，吸附能力的强弱是与催化活性紧密相联的 在合成氨用的铁催化剂中，由于Fe是过渡元素，有空的d轨道可以接受电子，故在Fe-Al2O3中加入K2O后，后者起电子授体作用，把电子传给Fe，使Fe原子的电子密度增加，提高其活性，K2O是电子型的助催化剂 第三章吸附与多相催化 1简述多相催化反应的步骤 包括五个连续的步骤。
(1)反应物分子从气流中向催化剂表面和孔内扩散； (2)反应物分子在催化剂表面上吸附； (3)被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)反应产物自催化剂表面脱附； (5)反应产物离开催化剂表面向催化剂周围的介质扩散。 上述步骤中的第(1)和(5)为反应物、产物的扩散过程。属于传质过程。第(2)、(3)、(4)步均属于在表面进行的化学过程，与催化剂的表面结构、性质和反应条件有关，也叫做化学动力学过程 2外扩散与内扩散的区别 外扩散：反应物分子从流体体相通过吸附在气、固边界层的静止气膜（或液膜）达到颗粒外表面，或者产物分子从颗粒外表面通过静止层进入流体体相的过程，称为外扩散过程。 内扩散：反应物分子从颗粒外表面扩散进入到颗粒孔隙内部，或者产物分子从孔隙内部扩散到颗粒外表面的过程，称为内扩散过程。 为充分发挥催化剂作用，应尽量消除扩散过程的影响 外扩散阻力：气固（或液固）边界的静止层。 消除方法：提高空速 内扩散阻力：催化剂颗粒孔隙内径和长度. 消除方法：减小催化剂颗粒大小，增大催化剂孔隙直径 3解离吸附的Langmuir等温式的推导过程
目前，气体吸附分析技术作为多孔材料比表面和孔径分布分析的不可或缺的手段，得到了广泛应用。物理吸附分析不仅应用于传统的催化领域，而且渗透到新能源材料、环境工程等诸多领域。 本专题分为基础篇，实验篇和应用篇，旨在以实用为目的，力求避免冗余和数学公式，按实验的思维顺序逐步理清物理吸附相关的疑难点。当然，对于一些比较复杂的问题，我们将会专门出专题文章进行介绍。 1. 什么是表面和表面积？ 表面是固体与周围环境, 特别是液体和气体相互影响的部分;表面的大小即表面积。表面积可以通过颗粒分割（减小粒度）和生成孔隙而增加，也可以通过烧结、熔融和生长而减小。 2. 什么是比表面积？ 为什么表面积如此重要? 比表面积英文为specific surface area，指的是单位质量物质所具有的总面积。分外表面积、内表面积两类。国际标准单位为㎡/g。表面积是固体与周围环境，特别是液体和气体相互作用的手段和途径。一般有下列三种作用：1) 固体-固体之间的作用：表现为自动粘结，流动性(流沙)，压塑性等。2) 固体-液体之间的作用：表现为浸润，非浸润，吸附能力等。3) 固体-气体之间的作用：表现为吸附，催化能力等。 3. 什么是孔？ 根据ISO15901 中的定义，不同的孔（微孔、介孔和大孔）可视作固体内的孔、通道或空腔，或者是形成床层、压制体以及团聚体的固体颗粒间的空间（如裂缝或空隙） 4. 什么是开孔和闭孔？ 多孔固体中与外界连通的空腔和孔道称为开孔（open pore），包括交联孔、通孔和盲孔。这些孔道的表面积可以通过气体吸附法进行分析。除了可测定孔外，固体中可能还有一些孔，这些孔与外表面不相通，且流体不能渗入，因此不在气体吸附法或压汞法的测定范围内。不与外界连通的孔称为闭孔(close pore)。开孔与闭孔大多为在多孔固体材料制备过程中形成的，有时也可在后处理过程中形成，如高温烧结可使开孔变为闭孔。 5. 什么是孔隙度？ 孔隙度是指深度大于宽度的表面特征，一般用孔径及其分布和总孔体积表征。 6. 什么是多孔材料？ 多孔材料是一种由相互贯通或封闭的孔洞构成网络结构的材料，孔洞的边界或表面由支柱或平板构成。多孔材料可表现为细或粗的粉体、压制体、挤出体、片体或块体等形式。其表征通常包括孔径分布和总孔体积或孔隙度的测定。在某些场合，也需要考察其孔隙形状和流通性，并测定内表面和外表面面积。
催化科学与技术八大领域： 1.多相催化科学与技术 2.均相催化科学与技术(包括负载络合催化, 均相过程多相化). 3.光、电催化科学与技术(光催化与电极催化过程). 4.酶催化科学与技术(酶的结构与性能,酶改性,酶浓集和固定化, 酶的分离和负载以及仿酶催化). 5.催化分离科学与技术(催化蒸馏,催化膜反应,催化萃取) 6.催化材料科学与技术 7.催化剂制造科学与技术(沉淀法,浸渍法,沉淀沉积法,溶胶凝胶 法,超临界反应法, 等离子体法,生物法制酶等). 8.催化剂性能表征和催化研究方法 ?特征：（1）催化剂只能加速热力学上可以进行的反应. （2）只能加速到达反应平衡的时间，不能改变化学平衡位置. （3）催化剂对反应具有选择性 （4）催化剂活性有一定寿命 ?催化剂组成 ①活性组分：提供改变反应历程的组分，多为金属、氧化物、酸碱 ②载体组分：是或活性组分的分散剂、粘合剂、或支撑体。多数为硅和铝 的氧化物 ③助催化剂组分：催化剂的辅助组分，本身没有活性或者活性很低，用于 改善催化剂的各种性能 ?载体功能： ①提供适宜的比表面和孔结构 ②维持催化的形状和机械强度 ③改善催化剂热传导性 ④提高催化剂中活性组分分散度 ⑤提供附加活性中心 ⑥活性组分和载体的溢流现象和强相互作用 活性组分与载体的溢流现象（Spillover）和强相互作用 所谓溢流现象，是指固体催化剂表面的活性中心（原有的活性中心）经吸附产生出一种离子的或者自由基的活性物种，它们迁移到别的活性中心处（次级活性中心）的现象。它们可以化学吸附诱导出新的活性或进行某种化学反应。如果没有原有活性中心，这种次级活性中心不可能产生出有意义的活性物种，这就是溢流现象。它的发生至少两个必要的条件：（A）溢流物种发生的主源；（B）接受新物种的受体，它是次级活性中心。 ?工业催化剂的要求 1、催化剂的活性： 2、催化剂的选择性： 3、催化剂的稳定性 4、环境相容性 催化剂稳定性
广州大学《工业催化》复习题 1、描述工业催化剂的主要指标有哪些？ 2、多相催化的主要步骤有哪些，其中最关键的步骤是什么？ 3、在浸渍法制备负载贵金属催化剂时，由于贵金属含量低，易导致贵金属在载体上分布不均匀，欲得到贵金属均匀分布的催化剂，可采用什么办法，为什么？ 4、一氧化碳在过渡金属催化剂上发生化学吸附而被活化，请根据化学键的相关理论，分析一氧化碳与过渡金属相互作用而被活化的过程。 5、欲采用浸渍法制备Pt含量仅为0.1%的Pt/Al2O3催化剂。但反应物料中有使催化剂中毒的含硫化合物，拟将金属Pt引入到载体的内部，组装成埋藏型的催化剂。请问，该设计有何优点？请提出该催化剂的制备方案。 6、请分析合成氨催化剂Fe-Al2O3-K2O中Al2O3的作用，为何选用Al2O3为助剂？ 7、比较Fe-Al2O3催化剂与Fe/Al2O3催化剂的区别。
8、在同等条件下，正庚烷可在Pt/SiO2-A12O3催化剂上发生异构化反应生成异庚烷，而在SiO2-A12O3催化剂上，几乎无反应。为什么？ 9、固体催化剂的孔结构对催化反应具有十分重要的影响，从无定形的二氧化硅和三氧化二铝复合氧化物催化剂，发展到ZSM-5分子筛催化剂，其催化剂性能的提高得益于分子筛的孔结构，请分析分子筛催化剂的择形催化的类型。 10、指出微孔分子筛与介孔分子筛的区别。简述水热法合成分子筛的主要操作步骤。 11、如何表征双金属催化剂Pt-La/ HZSM-5。 12、常用固体碱催化地沟油（植物油）制备生物柴油，指出其催化反应式，并设计该固体催化剂。 13、程序升温还原（TPR）是表征金属催化剂的重要手段，请简述其基本原理，如何通过TPR实验来分析Ni/SiO2和Ni-Cu/SiO2中Ni的变化。 14、程序升温脱附（TPD）是表征催化剂表面结构的重要手段，如果用氨气来做探针分子，是研究催化剂表面的什么性质，如果要研究催化剂的碱性，请分析选用什么探针分子合适，为什么？ 15、异丙醇在酸催化剂表面会脱水变为丙烯，在金属催化剂表面会脱氢变为丙酮，所以通过这种特性可用于分析Mo-Dy/TiO2催化剂因Dy
工业催化文献综述 固体酸催化剂的发展及应用 专业：化学工程与工艺 班级： 学生学号： 学生姓名： 完成时间： 1
一、引言 催化剂（catalyst）:是一种能够改变化学反应速度，而它本身又不参与最终产物的物质。：随着环境意识的加强以及环境保护要求的日益严格，，液体催化剂已完全满足不了化工产品的发展要求，然而新型固体酸催化剂却弥补了当前的一些不足，固体酸催化剂已成为催化化学的一个研究热点。与液体酸催化剂相比，固体酸催化反应具有明显的优势，固体酸催化在工艺上容易实现连续生产，不存在产物与催化剂的分离及对设备的腐蚀等问题。并且固体酸催化剂的活性高，可在高温下反应，能大大提高生产效率。还可扩大酸催化剂的应用领域，易于与其他单元过程耦合形成集成过程，节约能源和资源。关键词：固体酸催化剂 摘要：通过固体孙催化剂在有机合成反应中的应用，说明固体酸催化剂的优越性，介绍了固体酸催化剂技术应用的进展，指出了固体酸催化剂应用存在的主要问题 1固体酸催化剂的定义及分类 1.1定义 一般而言，固体酸可理解为凡能碱性指示剂改变颜色的固体，或是凡能化学吸附碱性物质的固体。按照布朗斯泰德和路易斯的定义，则固体酸是具有给出质子或接受电子对能力的固体。 固体酸是催化剂中的一类重要催化剂，催化功能来源于固体表面上存在的具有催化活性的酸性部位，称酸中心。它们多数为非过渡元素的氧化物或混合氧化物，其催化性能不同于含过渡元素的氧化物催化剂。这类催化剂广泛应用于离子型机理的催化反应，种类很多。此外，还有润载型固体酸催化剂，是将液体酸附载于固体载体上而形成的，如固体磷酸催化剂。 1.2固体酸的分类 （1）固载化液体酸HF/Al2O3,BF3/AI2O3,H3PO4/硅藻土 （2）氧化物简单Al2O3,SiO2,B2O3,Nb2O5 复合Al2O3-SiO2,Al2O3/B2O3 （3）硫化物CdS ZnS 2 （4）金属磷酸盐AlPO4,BPO 硫酸盐Fe2(SO4)3,Al2(SO4)3,CuSO4
2020中考化学专题题型突破(五) 工艺流程题 题型解读 工艺流程题的特点是给出某个生产实际问题的解决流程，把书本知识糅合在整个流程中对学生进行考查。题目有的以操作名称作为框图形成流程的主线，有的以物质作框，有的以设备作框。最常见的是以操作名称为主线，物质随着操作流程发生变化。题目中通常还包含简单的实验设计，一般为物质的制备、提纯或对样品的定性、定量分析实验。 1．资源背景 (1)海水资源，如海水制盐、氯碱工业、海水提镁等。(2)制碱与石灰石工业。(3)空气资源，如合成氨 工艺流程。(4)矿产资源，如冶炼钢铁、制取铜等。(5)化石燃料，如有机合成工艺。(6)化工(实验)废液，如提取金属或盐。 2．考查内容 (1)化学反应原理(化学方程式的书写及反应类型)。 (2)实验操作的名称及要点(过滤、蒸发、结晶等)。 (3)流程中的物质转化与循环。 (4)工艺流程评估及改进。 3．方法点拨 (1)步骤：读正文，找信息，明确目的；精读流程，弄懂原理，理解操作；先局部，后全盘，逐步深入。 (2)涉及混合物的除杂、分离、提纯等有关实验基础知识及操作时，要认真在流程(图)中找到主要物质 和混有的杂质，分析当加入某一试剂后能与什么物质反应，产物是什么，用什么方法才能除去杂质，真正理解每步所加试剂或操作的目的。 (3)关注“箭头”及方框内的信息：箭头进入的是投料(即反应物)，出去的是生成物(包括主产物和副 产物)。 (4)关注“三线”和“核心”，如图T5－1所示： 图T5－1 题型探究 类型1 提纯回收类 此类试题以从混合物中运用物理、化学的方法提纯、回收某种纯净物为主要目的，考查分离、除杂的原理及过滤、蒸发等基本操作。最常见的情景是从粗盐中提取精盐和从冶炼工业的废渣中提取某种金属或盐。 解题技巧：解题时主要运用“分离、除杂”的思想，关注除杂的顺序及除去某种杂质时所加试剂的“量” (一般是过量)，且后面加入的试剂要能除去前面加入的过量的试剂。
1.1、论述催化剂是如何加速反应速率的？ 催化剂可使化学反应物在不改变的情况下，经由只需较少活化能的路径来进行化学反应。因而加快了反应速率。 1.2、催化作用有哪些基本特征？ 1) 催化剂只能加速热力学上可以进行的反应，而不能加速热力学上无法进行的反应。 2) 催化剂只能加速反应趋于平衡，而不能改变平衡的位置（平衡常数）。 3) 催化剂对反应具有选择性。 4) 实际上催化剂并不能无限期地使用，在长期受热和化学、物理作用下，会发生不可逆的变化，这将导致催化剂活性下降，最终导致催化剂失活。 1.3、说明催化剂为什么不能改变平衡反应的平衡位置？ 对于给定的反应，在已知条件下，其催化和非催化过程的-△G r值是相同的，即Kf值是相同的，所以平衡位置没有改变。 另一种答案：化学平衡是由热力学决定的，?G = ? RT ln k p ，其中kp 为反应的平衡常数，?G 是产物与反应物的标准自由焓之差，是状态函数，只决定于过程的始终态，而与过程无关。催化剂的存在不影响?G 值，它只能加速达到平衡所需的时间，而不能移动平衡点。 1.4、具有加氢功能的催化剂往往对脱氢反应也有活性。试给予解释。、具有加氢功能的催化剂往往对脱氢反应也有活性。试给予解释。根据Kf= ,催化剂可以以相同的比例加速正、逆反应的速率常数。因此，对于可逆反应，能够催化正方向反应的催化剂，就应该能催化逆方向反应。 2.1、通常固体催化剂有哪几个部分组成的？通常估计催化剂由活性组分、载体和助催化剂三个部分组成。 （1）载体：载体是催化剂活性组分的分散剂、黏合物或支撑体，是负载活性组分的骨架。（2）助催化剂：本身没有活性或者活性很小，但加入到催化剂中后，可以改变催化剂的化学组成、化学结构、离子价态、酸碱性、晶格结构、表面结构、孔结构、分散状态、机械强度等，从而提高催化剂的活性、选择性、稳定性和寿命。 2.2、在甲烷催化氧化偶联反应研究中，如果反应物进料为甲烷和氧气，反应产物经气相色谱分析结果mol % 、在甲烷催化氧化偶联反应研究中，如果反应物进料为甲烷和氧气，反应产物经气相色谱分析结果组成如下：组成如下：CH4 20%、C2H4 30%、C2H6 20% 、CO2 20% 、CO 10% 。不考虑反应过程中的积碳问、、试计算（）甲烷的转化率；（2）题。试计算（1）甲烷的转化率；）乙烯的选择性。（乙烯的选择性。解：设产物以100mol计（1）x（转化率）= 30 × 2 + 20 ×2 + 20 × 1 + 10 ×1 ×100% = 88.67% 20 ×1 + 30 ×2 + 20 ×2 + 20 ×1 + 10 ×1 30 ×2 （2）s（选择性）= ×100% = 46.15% 30 ×2 + 20 ×2 + 20 × 1 + 10 × 1 2.3、试说明催化剂稳定性与寿命的区别与联系。、试说明催化剂稳定性与寿命的区别与联系。稳定性：是指催化剂的活性和选择性随时间变化的情况。寿命：是指在工业生产条件下，催化剂的活性能够达到装置生产能力和原料消耗定额的允许使用时间。区别：前者指的是变化情况，后者指的是时间长短。联系：催化剂的稳定性直接影响了其寿命，稳定性好的催化剂的寿命长，稳定性不好的则短。 3.1、多相催化反应通常包括哪个连续的步骤？、多相催化反应通常包括哪个连续的步骤？（1）反应物分子从气流中向催化剂表面和孔内扩散；（2）反应物分子在催化剂内表面上吸附；（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