2025年大學(xué)《化學(xué)》專業(yè)題庫——化學(xué)催化在環(huán)境保護(hù)中的應(yīng)用考試時(shí)間：______分鐘總分：______分姓名：______一、選擇題（每小題2分，共20分。請(qǐng)將正確選項(xiàng)的字母填在括號(hào)內(nèi)。）1.下列哪個(gè)物質(zhì)在常溫常壓下不屬于大氣污染物？（）A.二氧化硫B.氮氧化物C.氧氣D.揮發(fā)性有機(jī)物2.在多相催化反應(yīng)中，吸附作用通常發(fā)生在？（）A.氣相之間B.液相之間C.固相表面D.液相與氣相之間3.選擇性催化還原（SCR）技術(shù)主要用來去除哪種大氣污染物？（）A.二氧化碳（CO2）B.揮發(fā)性有機(jī)物（VOCs）C.氮氧化物（NOx）D.一氧化碳（CO）4.下列哪種材料通常用作均相催化的載體？（）A.分子篩B.活性炭C.聚合物D.表面活性劑5.范特霍夫吸附等溫式主要適用于哪種類型的吸附？（）A.物理吸附B.化學(xué)吸附C.酸堿吸附D.非選擇性吸附6.下列哪種方法不屬于常用的催化劑制備方法？（）A.浸漬法B.共沉淀法C.光催化法D.溶膠-凝膠法7.催化劑失活的原因之一是？（）A.溫度過高B.載體表面被毒物覆蓋C.活性組分流失D.催化劑本身化學(xué)性質(zhì)改變8.水體高級(jí)氧化技術(shù)（AOPs）的核心在于？（）A.利用催化劑產(chǎn)生強(qiáng)氧化性自由基B.物理吸附污染物C.生物降解污染物D.共沉淀去除污染物9.下列哪種技術(shù)常用于處理含重金屬離子的工業(yè)廢水？（）A.氧化還原法B.吸附法C.離子交換法D.電解法10.評(píng)價(jià)催化劑性能的重要指標(biāo)不包括？（）A.活性B.選擇性C.價(jià)格D.穩(wěn)定性二、填空題（每空1分，共15分。請(qǐng)將答案填在橫線上。）1.催化劑能夠改變反應(yīng)的_________，但不能改變反應(yīng)的_________。2.常用的多相催化劑載體有Al2O3、TiO2、SiO2等，它們通常具有高_(dá)________和合適的_________。3.常見的NOx選擇催化還原（SCR）催化劑是Cu-CHA分子篩，其主要活性位點(diǎn)位于_________孔道內(nèi)。4.活性炭因其巨大的_________，常被用作吸附劑去除水體中的有機(jī)污染物。5.催化劑中毒是指催化劑的活性因接觸_________而顯著降低的現(xiàn)象。6.光催化技術(shù)利用半導(dǎo)體材料在光照下產(chǎn)生的_________和_________來降解有機(jī)污染物。7.工業(yè)上處理硫酸廠尾氣的常用方法是選擇性催化還原（SCR），其還原劑通常是_________或氨水。8.催化劑的本征活性是指在_________、_________和最佳反應(yīng)溫度下測(cè)得的活性。9.生物催化（酶催化）在環(huán)境修復(fù)中具有_________、_________等優(yōu)點(diǎn)。三、簡(jiǎn)答題（每題5分，共20分。請(qǐng)簡(jiǎn)要回答下列問題。）1.簡(jiǎn)述均相催化和多相催化的主要區(qū)別。2.簡(jiǎn)述NO在催化劑表面被還原為N2的一個(gè)可能的反應(yīng)路徑。3.簡(jiǎn)述芬頓反應(yīng)的原理及其在環(huán)保中的應(yīng)用。4.簡(jiǎn)述影響多相催化反應(yīng)速率的主要因素。四、論述題（每題10分，共20分。請(qǐng)結(jié)合所學(xué)知識(shí)，詳細(xì)論述下列問題。）1.論述TiO2光催化劑在環(huán)境保護(hù)中的應(yīng)用前景及其面臨的挑戰(zhàn)。2.論述化學(xué)催化技術(shù)在解決大氣污染和水污染方面各自的優(yōu)勢(shì)和局限性。試卷答案一、選擇題1.C2.C3.C4.C5.A6.C7.B8.A9.B10.C二、填空題1.活化能；熱力學(xué)2.比表面積；孔結(jié)構(gòu)3.CHA4.比表面積5.毒物（或毒中心）6.電子；空穴7.氮氧化物（或NOx）8.單一反應(yīng)物；單一產(chǎn)物9.高效；環(huán)境友好（或選擇性好；專一性強(qiáng)）三、簡(jiǎn)答題1.均相催化：催化劑與反應(yīng)物處于同一相態(tài)（通常是液相），催化劑分子在反應(yīng)介質(zhì)中均勻分散，反應(yīng)速率與催化劑表面積無關(guān)。多相催化：催化劑與反應(yīng)物處于不同相態(tài)，通常固-液或固-氣反應(yīng)，反應(yīng)發(fā)生在催化劑的表面，反應(yīng)速率與催化劑表面積有關(guān)。2.NO在催化劑表面可能經(jīng)歷吸附（NO→*NO）、氧化（*NO+O2→*NO2）、解吸（*NO2→NO2+*）、再吸附（NO2+*→*NO3）、還原（*NO3+CO→*NO+CO2）以及最終解吸（*NO→NO+*）等步驟，最終生成N2和CO2。具體路徑取決于催化劑類型和反應(yīng)條件。3.芬頓反應(yīng)是利用Fe2?離子和H?O?在酸性條件下產(chǎn)生具有強(qiáng)氧化性的·OH自由基（由Fe3?催化產(chǎn)生）來降解有機(jī)污染物的反應(yīng)。反應(yīng)式為：Fe2?+H?O?+H?→Fe3?+·OH+H?O。該技術(shù)能礦化多種難降解有機(jī)物。應(yīng)用：處理印染、制藥等工業(yè)廢水。4.主要因素包括：催化劑的本征活性（活性組分、表面結(jié)構(gòu)、晶相等）；反應(yīng)條件（溫度、壓力、濃度、pH值）；擴(kuò)散效應(yīng)（反應(yīng)物到活性位點(diǎn)、產(chǎn)物離開活性位點(diǎn)的擴(kuò)散阻力）；反應(yīng)物和產(chǎn)物的吸附強(qiáng)度。四、論述題1.應(yīng)用前景：TiO2具有無毒、穩(wěn)定、價(jià)廉、光催化活性高等優(yōu)點(diǎn)，在空氣凈化（降解VOCs、NOx、甲醛等）、水體自凈（降解有機(jī)污染物）、殺菌消毒等方面有廣泛應(yīng)用。其半導(dǎo)體特性可通過摻雜、改性（貴金屬沉積、非金屬摻雜）等手段進(jìn)一步提高光催化效率，拓展應(yīng)用范圍。面臨挑戰(zhàn)：TiO2的帶隙較寬（銳鈦礦相），主要吸收紫外光，而紫外光在太陽光中比例較低；光生電子-空穴對(duì)的復(fù)合率較高，降低了量子效率；在實(shí)際應(yīng)用中存在傳質(zhì)限制、催化劑分離回收困難、抗中毒能力差等問題。提高可見光利用率、降低光生電子-空穴復(fù)合率、開發(fā)高效穩(wěn)定、易于回收的TiO2基催化劑是當(dāng)前研究重點(diǎn)。2.優(yōu)勢(shì)與局限性：化學(xué)催化在解決大氣污染方面的優(yōu)勢(shì)：能高效、選擇性地將有害氣體轉(zhuǎn)化為無害物質(zhì)（如CO→CO2，NOx→N2，VOCs→CO2+H2O），反應(yīng)條件相對(duì)溫和，可實(shí)現(xiàn)源頭控制或深度凈化，技術(shù)成熟度較高（如SCR、選擇性氧化）?；瘜W(xué)催化在解決水污染方面的優(yōu)勢(shì)：能將難降解有機(jī)物礦化為小分子（如CO2、H2O），處理效果徹底，可處理高濃度污染物，技術(shù)種類多樣（如Fenton、光催化、電催化）。局限性：