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《催化原理》第PAGE3页共3页
中国石油大学(北京)远程教育学院
期末考试
《催化原理》
学习中心:_______姓名:________学号:_______
关于课程考试违规作弊的说明
1、提交文件中涉嫌抄袭内容(包括抄袭网上、书籍、报刊杂志及其他已有论文),带有明显外校标记,不符合学院要求或学生本人情况,或存在查明出处的内容或其他可疑字样者,判为抄袭,成绩为“0”。
2、两人或两人以上答题内容或用语有50%以上相同者判为雷同,成绩为“0”。
3、所提交试卷或材料没有对老师题目进行作答或提交内容与该课程要求完全不相干者,认定为“白卷”或“错卷”,成绩为“0”。
一、题型
分基础题(90分)和计算题(10分)
(1)基础题分为概念题、问答题和简答题。概念题,8题,每题5分,共40分;问答题,10题,每题2分,共20分;简答题,6题,每题5分,共30分
(2)计算题,1题,10分,共10分。
二、基础题(90分)
1、概念题(给出下面概念和术语的定义,8题,每题5分,共40分)
①催化剂的骨架密度
答:当测量的体积仅是催化剂的实际固体骨架的体积时,测得的密度称为真密度,又称为骨架密度。
②化学吸附
答:是借助于化学键力,遵从化学热力学和化学动力学的传统定律,具有选择性,吸附热大(40~800kJ/mol),一般是不可逆的,尤其是饱和烃分子的解离吸附更是如此,吸附是单分子层的,具有饱和性。
③清洁能源
答:所谓清洁能源是指不污染环境的能源,也是指可再生的能源,包括太阳能、风能、生物质能、地热能以及潮汐能等。
④催化剂的化学稳定性
答:在反应温度、反应物、产物和杂质的作用下,活性组份和状态稳定存在的能力,它包括活性组份的流失和化学态的改变。
⑤结构性助催化剂
答:结构助剂structurepromoter通过改变催化剂的化学组成、化学或晶格结构、孔结构、分散状态、机械强度等并提高活性组分的分散性和热稳定性的助催化剂。如Ale唤加入合成氨融铁催化剂中与铁形成固溶体,阻止其烧结(稳定了铁原子晶格最具活性的晶面)。
⑥d空穴
答:金属镍原子的d带中某些能级未被充满,称为“d带空穴”。
⑦催化剂的活化
答:催化剂在制备好以后,往往还要活化,需要较高温度的热处理,就是焙烧或在进一步还原、氧化、硫化、羟基化等处理使催化剂转变为活泼状态。使钝态催化剂转变为活泼态催化剂的过程就是催化剂的活化。
⑧催化剂的还原活化
答:催化还原法是在催化剂作用下,利用还原剂将NOx还原为无害的N2。
2、问答题(判断下面题的叙述是否正确,如错误,写出正确的叙述。10题,每题2分,共20分)
①电是一种催化剂。
答:错。电不能称之为一种催化剂。电催化是使电极、电解质界面上的电荷转移加速反应的一种催化作用。
②对烷基异构反应,固体酸催化剂酸强度越强越好。
③分子筛催化剂最重要的催化特性是它的择形催化。
④活性组分可改变化学反应的活化能。
⑤点阵是由一系列的点所组成的。
⑥助催化剂可改变载体的电子结构。
⑦构型扩散是外扩散。
⑧d带空穴是指金属d带未被电子充满的部分。
⑨弛豫会导致洁净固体最外表面原子排布发生改变。
⑩半导体氧化物催化剂中主催化剂的Fermi能级是可以调节的。
3、简答题(6题,每题5分,共30分)
(1)光催化的原理是什么?
(2)何谓催化科学?它解决的基本科学问题是什么?
(3)金属氧化物催化剂中各氧化物的作用是什么?
(4)何谓本征半导体?它的能带结构是怎样的?
(5)根据配合催化机理的研究,它有哪些关键反应步骤?
答:(1)配位不饱和与氧化加成。若络合物的配位数低于饱和值,就谓之配位不饱和,就有络合空位。要形成配位饱和,过渡金属必须提供络合的空配位。
(2)穿插反应。在配位群空间内,在金属配键M-L间插入一个基团,结果是形成新的配位体,而保持中心离子的原来配位不饱和度。
(3)β氢转移(β消除反应)。其有机配位体―(CH2-CH2?R)用σ-键与金属M络合,在其β位上碳原子上有氢,企图进行C-H键断裂,形成金属氢化物M-H,而有机配位体本身脱离金属络合物,成为有烯键的终端。这种过程称之为β-氢转移或β-消除反应。
(4)配位体解离和各配位体交换。这也是络合催化的基元步骤中的两个关键步骤,它们也参与催化循环。多数络合催化剂的活性物种,常是由前驱物的配位体解离而形成。配位体的交换步骤,可以看成配位体解离的一种特殊形式。如络合物的潜在不饱空位就是通过基质分子将溶剂分子进行配位体交换而发生配位络合。
(6)催化作用有哪些基本特征?
答:(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
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