2025年大學化學工程與工藝（工業(yè)催化）試題及答案

（考試時間：90分鐘滿分100分）班級______姓名______第I卷（選擇題共40分）答題要求：每題只有一個正確答案，請將正確答案的序號填在括號內。(總共20題，每題2分)w1.下列不屬于工業(yè)催化中常用催化劑類型的是（）A.金屬催化劑B.酸堿催化劑C.生物催化劑D.電子催化劑w2.催化劑的活性通常用（）來衡量。A.反應速率B.轉化率C.選擇性D.以上都是w3.工業(yè)催化過程中，載體的作用不包括（）A.增加催化劑的比表面積B.提高催化劑的機械強度C.參與化學反應D.改善催化劑的導熱性w4.以下哪種方法不能用于制備催化劑（）A.沉淀法B.浸漬法C.燃燒法D.蒸發(fā)法w5.對于可逆反應，催化劑對正逆反應速率的影響是（）A.只加快正反應速率B.只加快逆反應速率C.同等程度加快正逆反應速率D.無影響w6.催化劑的選擇性是指（）A.催化劑對不同反應的催化效果差異B.催化劑加快反應速率的能力C.催化劑降低反應活化能的程度D.催化劑在反應中的穩(wěn)定性w7.工業(yè)催化中，載體的比表面積一般要求（）A.越大越好B.越小越好C.適中即可D.與比表面積無關w8.下列關于催化劑中毒的說法正確的是（）A.中毒后催化劑活性無法恢復B.中毒是由于催化劑與反應物發(fā)生反應C.分為可逆中毒和不可逆中毒D.只有化學物質能導致催化劑中毒w9.對于多相催化反應，反應物在催化劑表面的吸附屬于（）A.物理吸附B.化學吸附C.既有物理吸附又有化學吸附D.不確定w10.以下哪種催化劑常用于石油煉制中的加氫反應（）A.氧化鋁催化劑B.鈀催化劑C.分子篩催化劑D.鐵催化劑w11.催化劑的壽命主要取決于（）A.活性B.選擇性C.穩(wěn)定性D.以上都是w12.在工業(yè)催化中，提高反應溫度對催化劑活性的影響是（）A.一直提高B.先提高后降低C.一直降低D.無影響w13.下列屬于負載型催化劑的是（）A.金屬催化劑B.負載有活性組分的載體C.酸堿催化劑D.生物催化劑w14.工業(yè)催化中，研究催化劑表面結構常用的方法是（）A.紅外光譜B.核磁共振C.掃描電子顯微鏡D.X射線光電子能譜w15.對于一個特定的催化反應，選擇合適催化劑的依據(jù)是（）A.活性高B.選擇性好C.穩(wěn)定性高D.以上都是w16.催化劑在反應體系中能改變（）A.反應熱B.反應平衡C.反應活化能D.反應速率常數(shù)w17.工業(yè)催化中，載體的孔結構對反應的影響主要體現(xiàn)在（）A.反應物和產(chǎn)物的擴散B.催化劑的活性C.催化劑的選擇性D.以上都是w18.以下哪種情況會導致催化劑失活（）A.高溫B.雜質吸附C.燒結D.以上都是w19.對于氣固相催化反應，反應速率與催化劑的（）有關。A.比表面積B.活性中心數(shù)量C.孔徑大小D.以上都是w20.工業(yè)催化中，研究催化劑性能的常用表征方法不包括（）A.熱重分析B.差示掃描量熱法C.元素分析D.循環(huán)伏安法第II卷（非選擇題共60分）w21.（10分）簡述工業(yè)催化中催化劑的作用原理。w22.（10分）比較沉淀法和浸漬法制備催化劑的優(yōu)缺點。w23.（10分）在工業(yè)催化過程中，如何提高催化劑的選擇性？w24.材料：在某化工生產(chǎn)中，使用一種催化劑進行有機合成反應。反應一段時間后，發(fā)現(xiàn)催化劑的活性明顯下降。已知該反應體系中存在少量雜質氣體。問題：請分析催化劑活性下降可能的原因，并提出相應的解決措施。（15分）w25.材料：某新型催化劑被研發(fā)用于汽車尾氣凈化。它能將一氧化碳、碳氫化合物和氮氧化物轉化為無害的二氧化碳、水和氮氣。問題：從工業(yè)催化的角度，闡述該新型催化劑在尾氣凈化中的重要性，并說明其可能面臨的挑戰(zhàn)及應對策略。（15分）答案：w1.Dw2.Dw3.Cw4.Dw5.Cw6.Aw7.Aw8.Cw9.Cw10.Bw11.Dw12.Bw13.Bw14.Dw15.Dw16.Cw17.Dw18.Dw19.Dw20.Dw21.催化劑作用原理主要基于降低反應活化能。它通過提供新的反應途徑，使反應物更容易達到活化狀態(tài)，從而加快反應速率。催化劑與反應物分子發(fā)生相互作用，改變了反應的歷程，降低了反應所需的能量。在多相催化中，反應物在催化劑表面吸附、活化，然后進行反應，產(chǎn)物再從表面脫附，整個過程催化劑不參與化學反應的計量，但其存在極大地促進了反應的進行。w22.沉淀法優(yōu)點：可使活性組分高度分散，且能通過沉淀條件控制催化劑粒度和孔結構。缺點：可能引入雜質，沉淀過程較復雜。浸漬法優(yōu)點：操作簡單，可將活性組分負載在載體上，能精確控制負載量。缺點：活性組分分布可能不均勻，對載體要求較高。w23.提高催化劑選擇性可從以下方面入手：選擇合適的催化劑體系，根據(jù)反應特點篩選具有高選擇性的催化劑；優(yōu)化反應條件，如溫度、壓力、反應物濃度等，避免副反應發(fā)生；對催化劑進行改性，通過添加助劑等方式調整其活性中心結構，增強對目標反應的選擇性；采用合適的反應器設計，改善反應物的混合和流動狀態(tài)，減少局部過熱等導致副反應的情況。w24.催化劑活性下降可能原因：雜質氣體吸附在催化劑表面，占據(jù)活性中心，導致活性下降；雜質與催化劑發(fā)生化學反應，改變了催化劑的結構。解決措施：對反應體系進行預處理，去除雜質氣體；選擇更抗雜質的催化劑；定期對催化劑進行再生處理，恢復其活性。w25.該新型