2025年大学化学工程与工艺（工业催化）试题及答案.doc

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：（总共20题，每题2分，每题只有一个选项符合题意，选出正确答案并填写在答题区域）

1. 以下哪种催化剂属于固体酸催化剂？
A. 硫酸
B. 氧化铝
C. 氢氧化钠
D. 钯碳
2. 工业催化中，催化剂的活性通常用以下哪种方式表示？
A. 转化率
B. 选择性
C. 反应速率常数
D. 活化能
3. 催化剂的比表面积对催化反应有重要影响，一般来说，比表面积越大，催化活性：
A. 越低
B. 越高
C. 不变
D. 先高后低
4. 下列哪种现象不属于催化剂失活的原因？
A. 中毒
B. 烧结
C. 活性组分挥发
D. 反应温度升高
5. 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
6. 工业上常用的负载型金属催化剂，载体的作用不包括以下哪项？
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. 改善催化剂的热稳定性
7. 分子筛催化剂具有独特的择形催化性能，其择形性主要取决于：
A. 孔径大小
B. 酸性强弱
C. 金属活性组分
D. 载体性质
8. 催化剂的制备方法中，浸渍法适用于制备哪种类型的催化剂？
A. 负载型催化剂
B. 金属催化剂
C. 分子筛催化剂
D. 酸碱催化剂
9. 以下哪种气体不能作为合成氨反应的催化剂活化气？
A. 氢气
B. 氮气
C. 氧气
D. 一氧化碳
10. 催化反应中，反应物分子在催化剂表面的吸附方式主要有：
A. 物理吸附和化学吸附
B. 离子吸附和共价吸附
C. 静电吸附和范德华吸附
D. 多层吸附和单层吸附
11. 对于气固相催化反应，反应速率与下列哪种因素无关？
A. 催化剂颗粒大小
B. 反应物浓度
C. 反应温度
D. 催化剂颜色
12. 工业上合成甲醇常用的催化剂是：
A. 铁系催化剂
B. 铜锌铝催化剂
C. 铂催化剂
D. 镍催化剂
13. 催化剂的寿命是指：
A. 催化剂从开始使用到完全失活的时间
B. 催化剂活性达到最大值的时间
C. 催化剂能够稳定工作的时间
D. 催化剂首次使用的时间
14. 下列哪种物质可作为氧化反应的催化剂？
A. 氧化铜
B. 氯化钠
C. 碳酸钙
D. 乙醇
15. 催化重整反应中，主要目的是：
A. 提高汽油辛烷值
B. 生产乙烯
C. 合成氨
D. 制备甲醇
16. 催化剂的活性中心是指：
A. 催化剂表面具有催化活性的部位
B. 催化剂内部的活性物质
C. 催化剂与反应物接触的区域
D. 催化剂的载体表面
17. 以下哪种方法可以提高催化剂的活性？
A. 降低反应温度
B. 增加反应物浓度
C. 对催化剂进行适当的预处理
D. 减少催化剂用量
18. 对于多相催化反应，反应速率的控制步骤通常是：
A. 反应物在催化剂表面的吸附
B. 表面化学反应
C. 产物从催化剂表面的脱附
D. 以上都有可能
19. 工业上生产硫酸常用的催化剂是：
A. 五氧化二钒
B. 铁催化剂
C. 铂催化剂
D. 氧化铝
2待添加题目
2待添加题目

第II卷（非选择题，共60分）

（一）填空题（共20分）
答题要求：（总共10空，每空2分，请将正确答案填写在答题区域）

1. 催化剂的三大特性是______、______和______。
2. 常见的催化剂制备方法有______、______、______等。
3. 影响催化剂活性的因素主要有______、______、______等。
4. 催化反应的历程包括______、______和______。
5. 工业催化中常用的表征催化剂性能的物理量有______、______等。

（二）简答题（共20分）
答题要求：（总共4题，每题5分，请简要回答问题，答案写在答题区域）

1. 简述催化剂在工业生产中的重要作用。
2. 说明催化剂失活的主要原因。
3. 举例说明择形催化的应用。
4. 阐述负载型催化剂中载体的作用。

（三）论述题（共10分）
答题要求：（总共1题，每题10分，请详细论述问题，答案写在答题区域）

论述如何提高催化剂的选择性，并结合具体反应实例说明。

（四）材料分析题（共10分）
材料：在某工业催化反应中，使用了一种新型催化剂。经过一段时间运行后，发现催化剂活性逐渐下降。对失活催化剂进行分析，发现表面有少量杂质吸附，且活性组分有一定程度的烧结现象。

答题要求：（总共2题，每题5分，请根据材料回答问题，答案写在答题区域）

1. 分析该催化剂失活的可能原因。
2. 针对这些失活原因，提出相应的解决措施。

（五）设计题（共10分）
答题要求：（总共1题，每题10分，请根据题目要求进行设计，答案写在答题区域）

设计一种用于合成某种有机化合物的催化剂，并说明其设计思路、活性组分选择及制备方法。

答案：
1. B
2. C
3. B
4. D
5. C
6. C
7. A
8. A
9. D
10. A
11. D
12. B
13. A
14. A
15. A
16. A
17. C
18. D
19. A
20. 待添加答案

填空题答案：
1. 活性、选择性、稳定性
2. 浸渍法、沉淀法、熔融法
3. 温度、压力、反应物浓度
4. 反应物吸附、表面化学反应、产物脱附
5. 比表面积、孔结构

简答题答案：
1. 提高反应速率，降低反应温度和压力，增加产物收率，提高生产效率，降低生产成本等。
2. 中毒、烧结、活性组分挥发、积炭、水热失活等。
3. 如ZSM-5分子筛用于甲醇制汽油，利用其孔径大小实现择形催化，提高目标产物选择性。
4. 增加比表面积、提高机械强度、改善热稳定性、提供活性中心等。

论述题答案：略

材料分析题答案：
1. 杂质吸附导致活性中心被占据，活性组分烧结使比表面积减小，从而导致催化剂活性下降。
2. 采用合适的净化方法去除杂质，优化反应条件避免活性组分过度烧结，定期对催化剂进行再生处理。

设计题答案：略