2025年大学《化学》专业题库—— 化学催化剂表面反应机理研究.docxVIP

2025年大学《化学》专业题库——化学催化剂表面反应机理研究

考试时间：______分钟总分：______分姓名：______

一、选择题

1.下列关于化学吸附的叙述，错误的是：

A.化学吸附是分子与固体表面原子间形成化学键的过程。

B.化学吸附通常具有可逆性。

C.化学吸附的活化能较低。

D.化学吸附的本质与气体分子的解离相似。

2.在朗缪尔吸附等温式中，当覆盖度θ趋近于1时，吸附量与压力的关系接近于：

A.线性关系

B.指数关系

C.平方根关系

D.对数关系

3.对于均相催化反应，影响反应速率的决定性因素通常是：

A.表面反应的活化能

B.液体相的粘度

C.固体催化剂的比表面积

D.惰性组分的浓度

4.Eley-Rideal表面反应机理适用于：

A.两个气体分子在催化剂表面直接反应

B.一个气体分子在吸附的气体分子上反应

C.吸附的气体分子在表面迁移后反应

D.催化剂表面原子与气体分子的反应

5.下列哪种表征技术主要用于测定催化剂表面酸性位点的种类和数量？

A.X射线光电子能谱(XPS)

B.透射电子显微镜(TEM)

C.氮气吸附-脱附等温线(BET)

D.程序升温脱附(TPD)

6.在CO-TPD实验中，脱附峰的温度越高，通常表明：

A.CO在表面的吸附强度越弱

B.催化剂表面酸性越强

C.CO在表面的吸附强度越强

D.催化剂孔径越小

7.对于固体催化剂，下列哪个因素通常对其活性起决定性作用？

A.密度

B.比表面积

C.形状

D.熔点

8.Mars-vanKrevelen机理主要描述的是：

A.均相催化反应

B.吸附质在表面的直接反应

C.吸附质与表面物种的协同反应

D.表面氧化还原反应

9.阿伦尼乌斯方程(k=A*exp(-Ea/RT))中，速率常数k随温度T的变化主要取决于：

A.指前因子A

B.活化能Ea

C.速率常数本身

D.体系熵变

10.DFT（密度泛函理论）在催化剂表面反应机理研究中的应用主要体现在：

A.直接模拟工业反应器

B.精确计算反应能垒和中间体结构

C.测定催化剂的比表面积

D.获得催化剂的XRD图谱

二、填空题

1.表面吉布斯自由能是描述_____________的能量判据。

2.朗缪尔吸附理论假设吸附质分子在固体表面是_____________的。

3.Langmuir-Hinshelwood机理假设吸附质分子在表面是_____________反应。

4.催化剂表征技术XPS可以用来分析物质的_____________和化学环境。

5.催化剂活性组分通常具有较低的_____________能，使其容易与反应物发生化学吸附。

6.反应活化能是反应物转化为产物所需克服的_____________能垒。

7.比表面积是衡量固体材料表观大小的重要参数，单位通常用_____________表示。

8.CO吸附在过渡金属表面通常形成_____________配位键。

9.程序升温还原(TPR)技术主要用于研究催化剂上吸附的_____________的脱附行为。

10.催化剂的选择性是指催化剂对_____________产物生成能力的差异。

三、简答题

1.简述物理吸附和化学吸附的主要区别。

2.解释什么是表面反应的控制步骤，并简述其判断依据。

3.简要说明CO-TPD实验的原理及其在催化剂研究中的作用。

四、论述题

以CO在Fe基催化剂表面氧化为CO2为例，阐述Langmuir-Hinshelwood机理的主要步骤，并说明在该机理中，如何通过改变催化剂表面性质或反应条件来调变反应速率和选择性。

试卷答案

一、选择题

1.B

2.B

3.A

4.B

5.D

6.C

7.B

8.C

9.B

10.B

二、填空题

1.表面吉布斯自由能

2.独立

3.同时

4.化学键合

5.费米

6.活化

7.m2/g

8.共价

9.氢气

10.不同

三、简答题

1.解析思路：区分吸附本质、热力学性质、动力学性质和可逆性。

答案：物理吸附是分子间范德华力作用引起的吸附，特点是无选择性、吸附热较低（类似气体液化热）、通