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1、1.什么是催化剂?根据IUPAC于1981年提出的定义,催化剂是一种物质,它能够改变反应的速率而不改变该反应的标准Gibbs自由焓变化2.催化作用的四个基本特征是什么?⑴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;⑵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,且催化剂可同时加速正逆反应;⑶催化剂对反应具有选择性,当反应有一个以上生成多种产物的方向时,催化剂仅加速其中的一种。⑷催化剂由正常运转到更换所延续时间(寿命。3.什么是助催化剂?分为哪几种?催化剂中加入的另一种或者多种物质,本身不具活性或活性很小的物质,但能改变催化剂的部分
2、性质,如化学组成、离子价态、酸碱性、表面结构、晶粒大小等,从而使催化剂的活性、选择性、抗毒性或稳定性得以改善。结构型和电子型两类4.请说明理想的催化剂载体应具备的条件。⑴具有能适合反应过程的形状和大小;⑵有足够的机械强度,能经受反应过程中机械或热的冲击;有足够的抗拉强度,以抵抗催化剂使用过程中逐渐沉积在细孔里的副反应产物(如积碳或污物而引起的破裂作用;⑶有足够的比表面,合适的孔结构和吸水率,以便在其表面能均匀地负载活性组分和助催化剂,满足催化反应的需要;⑷有足够的稳定性以抵抗活性组分、反应物及产物的化学侵蚀,并能经受催化剂的再生处理;⑸能耐热,并具有合适的导热系数;⑹不含
3、可使催化剂中毒或副反应增加的物质;⑺原料易得,制备方便,在制备载体以及制备成催化剂时不会造成环境污染;⑻能与活性组分发生有益的化学作用;⑼能阻止催化剂失活5多相催化反应的一般步骤?物理过程和化学过程分别是哪几步?⑴反应物分子从气流中向催化剂表面和孔内扩散。⑵反应物分子在催化剂内表面上吸附。⑶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。⑷反应产物自催化剂内表面脱附。⑸反应产物在孔内扩散到反应气流中去⑴⑸扩散为物理过程;⑵⑶⑷为化学过程6物理吸附与化学吸附的特点?物理吸附是借助分子间力,吸附力弱,吸附热小(8~20kJ/mol,接近于气体的液化热,且是
4、可逆的,无选择性,分子量越大越容易发生,吸附稳定性不高,吸附与解吸速率都很快,可单分子层或多分子层吸附,不需要活化能。化学吸附与一般的化学反应相似,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,具有选择性特征,吸附热大(40~800kJ/mol,吸附很稳定,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。7.如何推导简单的Langmiur吸附等温式?以及重要的假设是什么?两个重要假设:(1吸附是单分子层的;(2固体表面是均匀的,被吸附分子之间无相互作用设:表面覆盖度q=V/Vm则空白表面为(1-qV为吸附体积;Vm为吸满单分子层
5、的体积吸附速率为脱附速率为p为被吸附气体的分压,达到平衡时,吸附与脱附速率相等。令:吸附平衡常数(或吸附系数8.CO分子的化学吸附都有哪几种可能的吸附态?为什么会存在多种吸附态?吸附态:直线型、桥型、多重型、孪生型CO分子的化学吸附,既有π电子参加,又有孤对电子参加,所以它可以有多种吸附态;可以线形吸附在金属表面,也可以桥式与表面上的两个金属原子桥联,在足够高的温度下,还可以解离成碳原子和氧原子吸附。9.ZnO和NiO在受热分别会变成什么类型的半导体?为什么?ZnO受热变成n-型半导体。ZnO受热失去氧,阳离子氧化数降低,直至变成原子态。导电是靠与Zn结合的带负电的电子。
6、NiO受热变成p-型半导体。NiO受热获得氧,阳离子的氧化数升高,导致晶格中O2-增加,从而产生正离子的缺位,称作正空穴。半导体依靠正空穴传递而导电。10.布朗斯特(Brönsted酸、碱和路易斯(Lewis酸、碱的定义是什么?B酸:能够给出质子的都是酸。B碱:能够接受质子的都是碱。L酸:能够接受电子对的都是酸。L碱:能够给出电子对的都是碱。11.什么是B酸强度和L酸强度?B酸强度,是指给出质子的能力;L酸强度是指接受电子对的能力。12.为什么TiO2占主要组分的TiO2-SiO2和SiO2占主要组分的SiO2-TiO2都是酸性催化剂?SiO2-TiO2复合氧化物中,Ti
7、O2为主要成分时,正电荷过剩时,为L酸;SiO2为主要成分时,负电荷过剩,为B酸。13.什么是超强酸?固体酸的强度若超过100%硫酸的强度,则称之为超强酸。(因为100%硫酸的酸强度用Hammett酸强度函数表示时为H0=-11.9,故固体酸强度H0<-11.9者谓之固体超强酸或超酸。14.什么是分子筛?其化学组如何表示?分子筛是结晶型的硅铝酸盐,具有均匀的孔隙结构。分子筛中含有大量的结晶水,加热时可汽化除去,故又称沸石。自然界存在的常称沸石,人工合成的称为分子筛。它们的化学组成可表示为Mx/n[(AlO2x·(SiO2y]·
