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工业催化试卷及答案

考试时间：______分钟总分：______分姓名：______

一、选择题

1.下列哪种物质通常被认为是一种均相催化剂？（）

A.固体酸

B.分子筛

C.贵金属黑

D.酶

2.在多相催化反应中，反应物分子从气相（或液相）扩散到催化剂表面的过程称为？（）

A.表面反应

B.化学吸附

C.负载

D.扩散

3.下列哪种效应通常有利于提高催化剂的选择性？（）

A.催化剂的本征活性越高越好

B.降低反应温度

C.增大催化剂的比表面积

D.催化剂具有特定的孔道结构

4.下列哪种方法不属于常用的固体催化剂物理表征技术？（）

A.X射线衍射(XRD)

B.傅里叶变换红外光谱(FTIR)

C.核磁共振(NMR)

D.透射电子显微镜(TEM)

5.金属催化剂失活的一种常见原因是？（）

A.积碳

B.颗粒烧结

C.毒化

D.以上都是

6.工业上合成氨通常采用铁基催化剂，其作用机理涉及？（）

A.拟均相反应

B.氢的解离吸附

C.只发生物理吸附

D.需要光能驱动

7.下列哪种催化剂主要用于epoxidation(环氧化)反应？（）

A.壳聚糖

B.贵金属/二氧化硅载体催化剂

C.硅铝酸酯(FAU型)

D.非均相酸催化剂

8.原位表征技术的主要优点是？（）

A.可以获得催化剂表面的高分辨率图像

B.可以在反应条件下研究催化剂的结构和组成变化

C.通常操作简单，成本低廉

D.只能用于研究固体催化剂

9.绿色催化强调的目标之一是？（）

A.提高反应速率

B.使用廉价易得的催化剂

C.减少或消除副产物，原子经济性高

D.延长催化剂使用寿命

10.催化剂的活性通常定义为？（）

A.催化剂的质量

B.反应速率常数

C.单位时间内转化了的反应物量

D.反应转化率

二、填空题

1.催化剂能改变反应的________，但不能改变反应的________。

2.催化剂的本征活性是指________条件下的反应速率。

3.分子筛是一种具有________结构的硅铝酸盐，其催化活性主要来源于其孔道内的________中心。

4.催化剂的稳定性包括________稳定性和________稳定性。

5.催化剂载体除了提供活性位点外，还可能起到________、________和________等作用。

6.催化反应动力学研究的是反应速率与________、________和________之间的函数关系。

7.加氢反应通常使用________或________作为催化剂。

8.催化毒化是指催化剂活性降低的现象，通常由________物质引起。

9.工业上合成甲醇常用的催化剂是________基催化剂。

10.催化剂的选择性是指催化剂对________反应的催化能力相对________反应的催化能力的比值。

三、名词解释

1.本征活性

2.多相催化

3.催化毒化

4.比表面积

5.原子经济性

四、简答题

1.简述物理吸附和化学吸附在吸附强度、选择性、可逆性等方面的主要区别。

2.简述工业上合成氨过程中，选择铁基催化剂并采用高温、高压条件的主要原因。

3.简述负载型催化剂与均相催化剂相比，在反应选择性控制方面可能具有的优势。

4.简述工业催化过程中，催化剂失活的主要原因有哪些？

五、计算题

某气相催化反应在恒容反应器中进行，反应符合一级动力学。已知反应温度下催化剂的表观活化能Ea=120kJ/mol，指前因子A=1.0×10^13s^-1。假设催化剂表面的反应控制步骤，其活化能等于表观活化能。现测得该反应在500K时的反应速率为0.1mol/(L·s)，计算该反应在600K时的反应速率。（请列出计算步骤）

六、论述题

论述提高工业催化剂选择性的重要意义，并从催化剂制备、反应条件优化、反应器设计等方面，阐述可以采取哪些策略来提高催化反应的选择性。

试卷答案

一、选择题

1.D

2.D

3.D

4.C

5.D

6.B

7.B

8.B

9.C