2025年大学化学工程与工艺（工业催化）试题及答案

2025年大学化学工程与工艺（工业催化）试题及答案

（考试时间：90分钟满分100分）班级______姓名______第I卷（选择题共40分）答题要求：每题只有一个正确答案，请将正确答案的序号填在括号内。(总共20题，每题2分)w1.下列不属于工业催化中常用催化剂类型的是（）A.金属催化剂B.酸碱催化剂C.生物催化剂D.电子催化剂w2.催化剂的活性通常用（）来衡量。A.反应速率B.转化率C.选择性D.以上都是w3.工业催化过程中，载体的作用不包括（）A.增加催化剂的比表面积B.提高催化剂的机械强度C.参与化学反应D.改善催化剂的导热性w4.以下哪种方法不能用于制备催化剂（）A.沉淀法B.浸渍法C.燃烧法D.蒸发法w5.对于可逆反应，催化剂对正逆反应速率的影响是（）A.只加快正反应速率B.只加快逆反应速率C.同等程度加快正逆反应速率D.无影响w6.催化剂的选择性是指（）A.催化剂对不同反应的催化效果差异B.催化剂加快反应速率的能力C.催化剂降低反应活化能的程度D.催化剂在反应中的稳定性w7.工业催化中，载体的比表面积一般要求（）A.越大越好B.越小越好C.适中即可D.与比表面积无关w8.下列关于催化剂中毒的说法正确的是（）A.中毒后催化剂活性无法恢复B.中毒是由于催化剂与反应物发生反应C.分为可逆中毒和不可逆中毒D.只有化学物质能导致催化剂中毒w9.对于多相催化反应，反应物在催化剂表面的吸附属于（）A.物理吸附B.化学吸附C.既有物理吸附又有化学吸附D.不确定w10.以下哪种催化剂常用于石油炼制中的加氢反应（）A.氧化铝催化剂B.钯催化剂C.分子筛催化剂D.铁催化剂w11.催化剂的寿命主要取决于（）A.活性B.选择性C.稳定性D.以上都是w12.在工业催化中，提高反应温度对催化剂活性的影响是（）A.一直提高B.先提高后降低C.一直降低D.无影响w13.下列属于负载型催化剂的是（）A.金属催化剂B.负载有活性组分的载体C.酸碱催化剂D.生物催化剂w14.工业催化中，研究催化剂表面结构常用的方法是（）A.红外光谱B.核磁共振C.扫描电子显微镜D.X射线光电子能谱w15.对于一个特定的催化反应，选择合适催化剂的依据是（）A.活性高B.选择性好C.稳定性高D.以上都是w16.催化剂在反应体系中能改变（）A.反应热B.反应平衡C.反应活化能D.反应速率常数w17.工业催化中，载体的孔结构对反应的影响主要体现在（）A.反应物和产物的扩散B.催化剂的活性C.催化剂的选择性D.以上都是w18.以下哪种情况会导致催化剂失活（）A.高温B.杂质吸附C.烧结D.以上都是w19.对于气固相催化反应，反应速率与催化剂的（）有关。A.比表面积B.活性中心数量C.孔径大小D.以上都是w20.工业催化中，研究催化剂性能的常用表征方法不包括（）A.热重分析B.差示扫描量热法C.元素分析D.循环伏安法第II卷（非选择题共60分）w21.（10分）简述工业催化中催化剂的作用原理。w22.（10分）比较沉淀法和浸渍法制备催化剂的优缺点。w23.（10分）在工业催化过程中，如何提高催化剂的选择性？w24.材料：在某化工生产中，使用一种催化剂进行有机合成反应。反应一段时间后，发现催化剂的活性明显下降。已知该反应体系中存在少量杂质气体。问题：请分析催化剂活性下降可能的原因，并提出相应的解决措施。（15分）w25.材料：某新型催化剂被研发用于汽车尾气净化。它能将一氧化碳、碳氢化合物和氮氧化物转化为无害的二氧化碳、水和氮气。问题：从工业催化的角度，阐述该新型催化剂在尾气净化中的重要性，并说明其可能面临的挑战及应对策略。（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.催化剂作用原理主要基于降低反应活化能。它通过提供新的反应途径，使反应物更容易达到活化状态，从而加快反应速率。催化剂与反应物分子发生相互作用，改变了反应的历程，降低了反应所需的能量。在多相催化中，反应物在催化剂表面吸附、活化，然后进行反应，产物再从表面脱附，整个过程催化剂不参与化学反应的计量，但其存在极大地促进了反应的进行。w22.沉淀法优点：可使活性组分高度分散，且能通过沉淀条件控制催化剂粒度和孔结构。缺点：可能引入杂质，沉淀过程较复杂。浸渍法优点：操作简单，可将活性组分负载在载体上，能精确控制负载量。缺点：活性组分分布可能不均匀，对载体要求较高。w23.提高催化剂选择性可从以下方面入手：选择合适的催化剂体系，根据反应特点筛选具有高选择性的催化剂；优化反应条件，如温度、压力、反应物浓度等，避免副反应发生；对催化剂进行改性，通过添加助剂等方式调整其活性中心结构，增强对目标反应的选择性；采用合适的反应器设计，改善反应物的混合和流动状态，减少局部过热等导致副反应的情况。w24.催化剂活性下降可能原因：杂质气体吸附在催化剂表面，占据活性中心，导致活性下降；杂质与催化剂发生化学反应，改变了催化剂的结构。解决措施：对反应体系进行预处理，去除杂质气体；选择更抗杂质的催化剂；定期对催化剂进行再生处理，恢复其活性。w25.该新型