適用學科:化學工程與技術
試題總分:150分
答題時間:3小時
參考教材:
1.鄧景發(fā)主編《催化作用原理導論》吉林科學技術出版社,1981.
2.黃仲濤主編《工業(yè)催化》化學工業(yè)出版社,2011.
一、 考試目的和要求
本課程考試旨在考查學生對化學反應過程中催化作用和原理、基本概念和基本研究方法的理解與掌握。主要內容包括:基本概念,吸附作用,氣固多相催化反應動力學基礎以及不同催化劑(酸堿催化劑,金屬催化劑、過渡金屬氧化物催化劑和過渡金屬配合物催化劑)的催化機理及其在實際生產(chǎn)過程中的應用,催化劑的制備原理、制備方法。
二、題型及分布
1. 基礎類(簡答題方式,包括基本概念與原理),約50分;
2. 綜合類(計算題方式,d軌道百分數(shù),復合金屬氧化物總電荷差,時空產(chǎn)率,吸附熱,反應級數(shù),反應速率常數(shù),表觀活化能),約30分;
3. 較難類(論述題方式,催化劑結構對不同反應類型的影響),約20分;
二、 考試范圍
1.催化劑和催化作用
化學反應速度與活化能概念;催化作用原理;催化劑和催化反應類型。
2.吸附與催化
化學吸附與物理吸附、解離吸附與締合吸附;吸附位能曲線化學吸附熱,化學吸附熱與催化活性的關系,積分吸附熱、微分吸附熱,吸附熱的計算;吸附等溫式;吸附動力學,吸附和脫附速率的基本方程;熱脫附動力學和固體表面性質;吸附動力學與反應機理。
3.多相催化反應動力學
流動體系反應速率的表示和測定??账?、空時、平均停留時間,過程總速率的表示;理想表面的催化反應速率方程,真實表面的催化反應速率方程;反應機理的判斷,壓力檢測法判斷反應機理,化學計算法判斷反應機理;多相催化反應動力學方程的建立及應用
4.催化劑的宏觀結構與催化作用
催化劑的有效因子;孔結構對催化劑選擇性的影響;表面積的測定,催化劑孔結構的測定。
5.各類催化劑的催化作用
酸堿催化劑的催化作用,固體酸堿定義、性質、酸堿類型;固體酸堿定義、性質、酸堿類型 ; 固體酸中心的類型及檢驗,酸強度的測定;固體酸中心的形成,根據(jù)田部浩三理論計算二元金屬復合氧化物的總電荷差;酸中心與催化劑活性、選擇性的關系;金屬催化劑的催化作用,金屬能帶理論,價鍵理論,金屬催化劑的電子結構與催化活性的關系,金屬催化劑的幾何因素對催化劑的影響,D軌道百分數(shù)的計算;半導體催化劑的催化作用,從化學的觀點了解半導體的催化作用,能帶理論;絡合催化,絡合物的價鍵理論、晶體場理論、分子軌道理論、絡合催化的一般機理
6.催化劑的制備原理
催化劑制備一般方法及其孔結構形成特點;催化劑制備及其原理;沉淀法、浸漬法、混合法、離子交換法、熔融法;催化劑制備技術新進展;催化劑表征的現(xiàn)代物理方法;氣相色譜法、熱分析法、顯微分析法、能譜法