2025年大學(xué)《應(yīng)用化學(xué)》專業(yè)題庫——化學(xué)催化劑在工業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用考試時間：______分鐘總分：______分姓名：______一、填空題（每空2分，共20分）1.催化劑能改變反應(yīng)的，但不能改變反應(yīng)的。2.均相催化反應(yīng)通常發(fā)生在之間，而多相催化反應(yīng)通常發(fā)生在之間。3.合成氨工業(yè)中常用的催化劑是基催化劑，其活性組分是。4.催化劑的選擇性是指催化劑對產(chǎn)物的生成能力。5.石油裂化是為了提高汽油的產(chǎn)量和質(zhì)量，常用的催化劑有。6.在多相催化反應(yīng)中，催化劑的活性位點(diǎn)通常是。7.催化劑的制備方法有很多種，例如法和。8.表征催化劑常用的物理方法有、和。9.汽車尾氣三元催化器通常包含貴金屬、和。10.綠色化學(xué)要求催化反應(yīng)具有高原子經(jīng)濟(jì)性和。二、選擇題（每題2分，共20分。請將正確選項的字母填在題后的括號內(nèi)）1.下列關(guān)于催化劑的說法中，錯誤的是（）。A.催化劑能改變化學(xué)反應(yīng)的平衡常數(shù)B.催化劑能降低化學(xué)反應(yīng)的活化能C.催化劑在反應(yīng)前后自身的質(zhì)量和化學(xué)性質(zhì)不變D.催化劑可以改變反應(yīng)的速率2.下列反應(yīng)中，屬于均相催化反應(yīng)的是（）。A.氫氣和氮?dú)夂铣砂盉.汽車尾氣中的CO和NO在催化劑作用下反應(yīng)生成N2和CO2C.硫酸工業(yè)中，二氧化硫氧化為三氧化硫D.乙烯在酸性催化劑作用下聚合生成聚乙烯3.催化劑的主要性能指標(biāo)不包括（）。A.活性B.選擇性C.穩(wěn)定性D.價格4.下列哪種物質(zhì)不是石油煉制中常用的催化劑？（）A.分子篩B.氧化鋁C.硅藻土D.純金屬鐵5.下列哪個元素通常不用于汽車尾氣三元催化器中？（）A.鉑（Pt）B.鈀（Pd）C.銠（Rh）D.鎳（Ni）6.下列哪種制備方法不屬于溶膠-凝膠法的技術(shù)范疇？（）A.沉淀法B.凝膠轉(zhuǎn)化C.超臨界干燥D.熱解7.下列哪種表征技術(shù)主要用于分析催化劑的表面元素組成和化學(xué)狀態(tài)？（）A.X射線衍射（XRD）B.透射電子顯微鏡（TEM）C.X射線光電子能譜（XPS）D.比表面積及孔徑分析（BET）8.下列關(guān)于Ziegler-Natta催化劑的說法中，錯誤的是（）。A.它是一種常用的聚烯烴催化劑B.它通常由過渡金屬化合物和有機(jī)鋁化合物組成C.它只能催化乙烯聚合D.它可以控制聚乙烯的立體構(gòu)型9.計算催化學(xué)主要利用（）來預(yù)測和設(shè)計催化劑。A.X射線衍射（XRD）B.密度泛函理論（DFT）C.透射電子顯微鏡（TEM）D.比表面積及孔徑分析（BET）10.下列哪個概念不屬于綠色化學(xué)在催化領(lǐng)域的應(yīng)用范疇？（）A.原子經(jīng)濟(jì)性B.串聯(lián)反應(yīng)C.催化劑再生D.高能耗過程優(yōu)化三、簡答題（每題5分，共20分）1.簡述多相催化反應(yīng)中，反應(yīng)物分子在催化劑表面發(fā)生吸附的過程。2.簡述影響催化劑活性的主要因素。3.簡述選擇性催化還原（SCR）脫硝技術(shù)的原理。4.簡述溶膠-凝膠法制備催化劑的優(yōu)點(diǎn)。四、論述題（每題10分，共20分）1.論述高效催化劑對于現(xiàn)代化學(xué)工業(yè)發(fā)展的重要性。2.結(jié)合實例，論述納米催化劑在工業(yè)生產(chǎn)中可能帶來的優(yōu)勢和應(yīng)用前景。試卷答案一、填空題（每空2分，共20分）1.熱力學(xué)；動力學(xué)2.同一；固相；氣相或液相3.鐵；Fe4.主5.催化裂化催化劑（或ZSM-5分子篩）6.表面活性位點(diǎn)7.共沉淀；浸漬8.X射線衍射（XRD）；透射電子顯微鏡（TEM）；比表面積及孔徑分析（BET）9.鉑（Pt）；鈀（Pd）；銠（Rh）10.實用性（或環(huán)境友好性）二、選擇題（每題2分，共20分）1.A2.B3.D4.D5.D6.A7.C8.C9.B10.D三、簡答題（每題5分，共20分）1.簡述多相催化反應(yīng)中，反應(yīng)物分子在催化劑表面發(fā)生吸附的過程。解析思路：回答吸附的基本步驟。首先是反應(yīng)物分子從氣相或液相主體擴(kuò)散到催化劑表面的空白位置；然后分子與表面的活性位點(diǎn)發(fā)生相互作用（物理吸附或化學(xué)吸附），形成吸附態(tài)?；瘜W(xué)吸附涉及電子的轉(zhuǎn)移，使反應(yīng)物分子活化，為后續(xù)反應(yīng)步驟做準(zhǔn)備。答案要點(diǎn)：反應(yīng)物擴(kuò)散至表面；分子與活性位點(diǎn)作用；形成吸附物。2.簡述影響催化劑活性的主要因素。解析思路：從催化劑本身和反應(yīng)體系兩方面思考。催化劑本身因素包括活性組分的種類、濃度、分散度、比表面積、表面缺陷等。反應(yīng)體系因素包括反應(yīng)物濃度、溫度、壓力、溶劑等。需要簡明扼要地列出主要因素。答案要點(diǎn)：活性組分種類；表面分散度；比表面積；反應(yīng)溫度；反應(yīng)物濃度；壓力等。3.簡述選擇性催化還原（SCR）脫硝技術(shù)的原理。解析思路：核心是利用還原劑（通常是氨氣NH3）在催化劑作用下，將煙氣中的氮氧化物（NOx）選擇性地還原成氮?dú)猓∟2）和水（H2O）。需要提及催化劑的作用和主要反應(yīng)式（若有）。答案要點(diǎn)：利用還原劑（如NH3）在催化劑作用下；將NOx還原為N2和H2O；選擇性指主要生成N2。4.簡述溶膠-凝膠法制備催化劑的優(yōu)點(diǎn)。解析思路：從工藝特點(diǎn)出發(fā)，說明其優(yōu)勢。例如，可在較低溫度下制備；易于控制產(chǎn)物組成和微觀結(jié)構(gòu)（如納米粒子、薄膜）；通常無殘留有機(jī)物；可制備多孔材料等。答案要點(diǎn)：低溫合成；易控制組成和結(jié)構(gòu)；無殘留有機(jī)物；可制備多孔材料等。四、論述題（每題10分，共20分）1.論述高效催化劑對于現(xiàn)代化學(xué)工業(yè)發(fā)展的重要性。解析思路：從多個角度闡述高效催化劑的作用。首先，提高反應(yīng)速率，縮短生產(chǎn)周期，提高生產(chǎn)效率。其次，降低反應(yīng)溫度和壓力，節(jié)省能源消耗，降低生產(chǎn)成本。再次，提高目標(biāo)產(chǎn)物的選擇性，減少副產(chǎn)物生成，提高產(chǎn)品純度，降低分離成本。最后，使一些難以進(jìn)行的反應(yīng)變得可行，拓展了化學(xué)工業(yè)的生產(chǎn)領(lǐng)域，推動新產(chǎn)品的開發(fā)。結(jié)合實例（如合成氨、石油煉制）會更有說服力。答案要點(diǎn)：提高效率；節(jié)能降耗；提高選擇性；降低成本；拓展領(lǐng)域；推動創(chuàng)新等。2.結(jié)合實例，論述納米催化劑在工業(yè)生產(chǎn)中可能帶來的優(yōu)勢和應(yīng)用前景。解析思路：首先明確納米催化劑的優(yōu)勢，通常包括：巨大的比表面積，提供更多活性位點(diǎn)；量子尺寸效應(yīng)和表面效應(yīng)，可能帶來獨(dú)特的催化活性或選擇性；易于擴(kuò)散和傳質(zhì)。然后結(jié)合具體實例說明這些優(yōu)勢如何體現(xiàn)，例如，納米鉑催化劑在汽車尾氣凈