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中国石油大学(北京)远程教育学院《催化原理》试卷1 (闭卷)奥鹏在线作业答案

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发表于 2011-6-22 12:19:32 | 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1 (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、金属、载体间的强相互作用可导致(   )。
A.氢解反应增强           B.CO吸附下降     
C.氧化反应速率下降       D.H2吸附下降
2、燃料电池的类型有(   )。
A.磷酸燃料电池(PAFC)      B.熔融碳酸盐燃料电池
C.碱性燃料电池(AFC)       D.固体氧化物燃料电池
3、酶的种类有(   )。
A.异构酶         B.水解酶
C.转移酶         D.氧化还原酶
4、(   )分析手段可测定固体酸的强度。
A.CO脱附     B.红外     C.H2吸附     D.吡啶程序升温脱附
5、(   )可作为均相催化剂。
A.固体     B.氧化钴     C.金属羰基化合物       D.分子筛
6、影响固体酸催化剂催化性能的酸性质因素有(   )。
A.酸强度       B.压力  
C.酸量         D.温度
7、(   )是配合催化的关键反应步骤。
A.氧化加成     B.烷基转移    C.穿插反应     D.配位体解离与交换
8、(   )化合物为Lewis酸碱化合物。
A.MgO         B.NH3      
C.NaOH        D.HF
9、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
10、(   )不是多相催化反应步骤中的物理步骤。
A.反应物内扩散    B.产物内扩散    C.反应物吸附    D.产物外扩散
11、(   )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
12、简单立方结构的填充000为(   )。
A.0.74     B.0.35     C.0.68       D.0.52
13、金属对(   )气体分子的化学吸附强度最强。
A.C2H2     B.H2     C.CO       D.N2
二、判断题(本大题共10个小题,每题1分,共计10分)。
1、绿色化学是从源头和过程中研究控制污染的化学。(A.对;   B.错)
2、光是一种催化剂。(A.对;   B.错)
3、催化剂的作用是改变化学反应的途径。(A.对;   B.错)
4、活性是指催化剂影响化学反应活化能大小的程度。(A.对;   B.错)
5、载体可分散活性组分。(A.对;   B.错)
6、固体表面上B酸中心和L酸中心的催化作用是相同的。(A.对;   B.错)
7、金属d带空穴影响金属与反应物分子的成键强度。(A.对;   B.错)
8、在配合催化反应过程中催化剂活性中心与反应物分子并非保持着化学结合。(A.对;   B.错)
9、均相催化剂与反应物或产物处于同一相态中。(A.对;   B.错)
10、ZSM-5分子筛结构中有5元环、10元环和12元环。(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、固体超强酸催化剂失活的原因有哪些方面?
2、催化剂载体的主要功能有哪些?
3、发生化学吸附的原因是什么?
4、三效催化剂的贵金属组分的作用是什么?
5、择形催化有哪些不同的形式?
6、化学工业对催化剂的要求是什么?
7、催化作用有哪些基本特征?
8、请简述Y型分子筛的空间结构。
9、采用什么方法测定固体酸催化剂上酸强度?
四、计算题(10分)。
推导下列吸附的Langmuir等温式:
                     A+S → A*S
式中:A为吸附物分子;S表示吸附中心






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1 (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、BD;2、ABCD;3、ABCD;4、BD;5、C;6、AC;7、ACD;8、ABD;
9、ABC;10、C;11、ABD;12、C;13、C;
二、判断题(本大题共10个小题,每题1分,共计10分)。
1、A;2、B;3、A;4、B;5、A;6、B;7、A;8、B;9、A;10、B;
三、简答题(本大题共9个小题,每题6分,共计54分)。
1、答:固体超强酸催化剂失活的原因有以下几方面:(1)、表面上的促进剂SO42-的流失;(2)、反应体系中反应物、中间物和产物在催化剂表面进行的吸附、脱附、表面反应以及积炭的发生,造成超强酸催化剂的活性下降或失活;(3)、反应体系中由于毒物的存在,使固体超强酸中毒,或者由于促进剂SO42-被还原。
2、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。
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:目前三效催化剂普遍采用贵金属Pt、Rh、Pd作活性组分,Pt能有效地促进CO和HC的催化氧化,也能促进水煤气的变换反应。Rh是催化NOx还原的主要组分,在氧化气氛下还原为N2。Pd主要用于催化CO和HC的转化。
5、答:一般择形催化有四种不同的形式:①、反应物的择形催化;②、产物的择形催化;③、过渡状态限制的择形催化;④、分子交通控制的择形催化。
6、答:化学工业对催化剂的要求是活性、选择性和稳定性以及催化剂是环境友好的,反应剩余物是与生态相容的。
7、答:催化作用有以下几个基本特征: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),即同时加快正反应速率和逆反应速率。③、催化剂对反应具有选择性。当反应可能有一个以上的不同方向时,有可能导致热力学上可行的不同产物,催化剂仅加速其中的一种。④、催化剂具有使用寿命。
8、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。
9、答:固体酸催化剂上酸强度的测定主要有两种方法,分别是用指示剂指示的胺滴定法,和气态碱吸附、脱附法。
四、计算题(10分)。
解:由题意可知,A为单中心吸附。令A为A物质的覆盖度,1-A为没有被吸附的空表面率,PA为A物质的气相压力,k吸为A物质的吸附速率常数,k脱为A物质的脱附速率常数,按表面质量作用定律:
吸附速率:
脱附速率:
吸附达到平衡时: r吸 = r脱 ,即:
所以, ,即:

式中:K为吸附平衡常数,K=k吸/k脱

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