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中国石油大学(北京)远程教育学院模拟考试卷答案《催化原理》

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发表于 2011-6-22 12:18:30 | 显示全部楼层 |阅读模式
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中国石油大学(北京)远程教育学院
模 拟 考 试 卷
      催化原理  试卷2 (闭卷)
题号        一        二        三        四        五        六        七        八        总分
得分                                                                       
阅卷人                                                                       

一、单项与多项选择题(本大题共13个小题,每题2分,共计26分,少选得1分,多选、错选均不得分)。
1、简单立方结构的填充000为(   )。
A.0.35     B.0.68     C.0.52       D.0.74
2、酸强度H0为(   )时,固体酸称为固体超酸或超强酸。
A.H0>-9.0     B.H0<-9.0     C.H0<-11.9       D.H0>-11.9
3、(   )是BET吸附模型的条件。
A.吸附质间无作用力     B.单层,定位     
C.多层,定位           D.达到平衡
4、助催化剂改变活性组分的(   )。
A.熔点     B.电子结构     C.颗粒大小       D.沸点
5、晶体Al2O3有(   )种晶型。
A.4     B.7     C.6       D.5
6、金属产生化学吸附的必要条件是(   )。
A.有未配对的d电子          B.有未配对的s电子     
C.有未占用的d空轨道        D.有未占用的p空轨道
7、与传统化工催化相比,(   )不是酶催化的特点。
A.高度的专一性                 B.反应温度低     
C.不同反应有不同反应条件       D.效率高
8、(   )是化石能源。
A.原子能      B.液化气      C.石油       D.水能
9、平衡吸附量与(   )因素有关。
A.温度     B.时间     C.压力       D.吸附剂
10、离子交换树脂催化剂可用于(   )。
A.醇醛缩合反应    B.酯化反应    C.烷基异构反应    D.烷基化反应
11、催化剂活性测定时应提前进行的工作是(   )。
A.确定加温方式与控制         B.确定反应温度     
C.产物与原料组成的分析       D.仪器仪表的校准
12、(   )是Langmuir吸附模型的条件。
A.理想表面         B.吸附质间无作用力
C.多层,定位       D.达到平衡
13、金属催化剂中(   )因素影响其催化性能。
A.晶面     B.金属原子间距     C.熔点       D.d带空穴
二、判断题(本大题共10个小题,每题1分,共计10分)。
1、催化剂沉淀制备法中,溶质浓度越高其沉淀物颗粒越大。(A.对;   B.错)
2、载体可改变化学反应的活化能。(A.对;   B.错)
3、H2在Pt/Al2O3催化剂表面上存在溢流现象。(A.对;   B.错)
4、吸附等温式描述的是温度一定下平衡吸附量与压力的关系方程。(A.对;   B.错)
5、弛豫会导致洁净固体最外表面原子排布发生改变。(A.对;   B.错)
6、p型半导体的Fermi能级高于n型半导体的Fermi能级。(A.对;   B.错)
7、分子筛的酸性结构是相同的。(A.对;   B.错)
8、化学吸附总是放热的。(A.对;   B.错)
9、半导体氧化物的能带由空带、满带和禁带组成。(A.对;   B.错)
10、分子筛单晶是一种具有孔道结构的晶体。(A.对;   B.错)
三、简答题(本大题共9个小题,每题6分,共计54分)。
1、请简述Y型分子筛的空间结构。
2、助催化剂可分为哪几类?它们各自的定义是什么?
3、发生化学吸附的原因是什么?
4、何谓配合催化?其主要特征是什么?
5、催化剂载体的主要功能有哪些?
6、与传统的化工催化相比,酶催化具有哪些特点?
7、何为竞争吸附制备方法?举例说明竞争吸附在制备催化剂时的作用。
8、杂多酸固体催化剂有什么特点?
9、多相催化反应过程中,从反应物到产物一般经历哪些步骤?
四、计算题(10分)。
用Hg-He法测得1g某催化剂的骨架密度为7.0 g/cm3,颗粒密度为5.0 g/cm3,求此催化剂的比孔容和孔隙率。








中国石油大学(北京)远程教育学院
模 拟 考 试 卷
      催化原理  试卷3 (闭卷)答案
一、单项与多项选择题(本大题共13个小题,每题2分,共计26分,少选得1分,多选、错选均不得分)。
1、B;2、C;3、ACD;4、BC;5、B;6、AC;7、C;8、ABC;9、ACD;
10、ABD;11、ACD;12、ABD;13、ABD;
二、判断题(本大题共10个小题,每题1分,共计10分)。
1、B;2、B;3、A;4、A;5、B;6、B;7、A;8、B;9、A;10、A;
三、简答题(本大题共9个小题,每题6分,共计54分)。
1、答:Y型分子筛的空间结构类似于金刚石的晶体结构,用β笼取代金刚石中C所占据的晶格点,相邻β笼是六元环面面相对,通过六方笼联结起来。Y型分子筛空间结构的晶胞为八面沸石晶胞 ,β笼占据八面沸石晶胞的晶格点,构成新的笼,称为八面沸石笼。Y型分子筛中存在三维晶孔和晶穴,晶孔和晶穴的孔径分别为0.7~0.9 nm和1.1~1.2 nm。
2、助催化剂可分为以下几类:调变性助剂,或称:电子性助剂;结构性助剂;提高催化剂稳定性助剂。
电子性助剂是可以影响活性组份的电子性能,使催化反应的活化能更进一步降低,而活性表面积变化不大的助剂;
结构性助剂是能增大活性表面积,防止和延缓活性组份的烧结,但不能提高催化剂比活性的助剂;
提高催化剂稳定性助剂是指那些非电子性助剂和结构性助剂的物质,但其存在能提高催化剂抗中毒和抑制副反应发生的能力的助剂。
3、答:发生化学吸附的原因是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。
4、答:络合催化,是指催化剂在反应过程中对反应物起络合作用,并且使之在配位空间内进行催化的过程。
络合催化的一个重要特征,是在反应过程中催化剂活性中心与反应体系始终保持着化学结合(配位络合)状态。
5、答:载体的功能主要有以下几个方面:(1)、提供有效的表面和适宜的孔结构,使催化剂获得大的活性表面和适宜的孔结构。(2)、增强催化剂的机械强度,使催化剂具有一定的形状。(3)、改善催化剂的传导性。(4)、减少活性组分的含量。(5)、载体提供附加的活性中心 (6)、活性组分与载体之间的溢流现象和强相互作用。
6、答:与传统的化工催化相比,酶催化具有许多特点:①、酶催化效率极高,是非酶催化的106~1019倍。②、酶催化剂用量少。③、生物酶催化具有高度的专一性。④、酶催化的反应条件较温和,可在常温常压和酸碱度(pH值为5~8,一般在7左右)下进行。⑤、不同的酶催化剂所催化的反应条件往往是相同或相似的。
7、答:竞争吸附制备方法:在溶液中引入竞争吸附剂来控制活性组分在载体上的分布的方法。常使用的竞争吸附剂有盐酸、硝酸、三氯乙酸、乙酸等。例如在制备Pt/Al2O3催化剂时,采用柠檬酸作竞争吸附剂,可得到蛋壳型、蛋白型和蛋黄型活性组分分布。
8、答:杂多酸固体催化剂有以下特点:①、可通过杂多酸组成原子的改变来调变其酸性和氧化还原性;②、一些杂多酸化合物表现出准液相行为,从而具有一些独特的性质;③、结构确定,兼具一般配合物和金属氧化物的主要结构特征,热稳定性较好,在低温下活性不高;④、它是一种环境友好的催化剂。
9、答:多相催化反应过程中,从反应物到产物一般经历5个步骤: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中去。
四、计算题(10分)。
解:根据题意,1g某催化剂的骨架体积为(1/骨架密度),颗粒体积为(1/颗粒密度),
而,颗粒体积=孔体积+骨架体积
所以,孔体积=颗粒体积-骨架体积
即:    孔体积=1/5-1/7=2/35 cm3;
所以:  比孔容为0.057 cm3/ g。
因为,孔隙率=比孔容/颗粒体积=比孔容*颗粒密度
所以,孔隙率=0.057*5.0=0.285=28.5%


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