工业化学复习题.docx
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工业化学复习题
第三章、硫酸工业
1.阐述硫铁矿为原料制取硫酸的主要工序及焙烧原理，并写出主要化学反应式。
（10分）
接触法硫酸生产过程
⑴选矿：
原料破碎、筛分、配料或干燥；⑵硫铁矿焙烧；⑶炉气净化；⑷SO2催化氧化；⑸炉气干燥和SO3吸收；⑹尾气回收SO2和污水处理。
焙烧原理
第一步是硫铁矿中的有效成分FeS2受热分解（高于400℃）成FeS和单体硫。
这一步是吸热反应，温度越高对FeS2分解反应越有利。
2FeS2=2FeS＋S2
第二步是分解出的单体硫与空气燃烧，生成SO2
S2＋2O2=2SO2
硫铁矿在释出硫磺后，剩下的硫化铁在氧分压为3.04kPa以上时，生成红棕色的Fe2O3
FeS＋7O2=2Fe2O3＋4SO2
当氧含量在1％左右时，则生成棕黑色的Fe3O4
3FeS＋5O2=Fe3O4＋3SO2
主要反应
总反应方程式：
4FeS2＋11O2=8SO2＋2Fe2O3
3FeS2＋8O2=6SO2＋Fe3O4
副反应：
2FeS2＋7O2=Fe2（SO4）3＋SO2
硫铁矿中所含Cu、Pb、Zn、Co、Cd、As、Se等的硫化物，在焙烧后一部分成为氧化物
2.SO2催化氧化工艺条件如何确定？
（20分）
一、温度放热反应，降低温度，平衡转化率提高。
反应速率随温度升高而迅速增大。
催化剂有极限温度（起燃温度）和耐热极限温度（活性温度），范围在420℃~600℃。
确定SO2转化反应温度的原则：
在催化剂活性温度范围内，催化剂床层温度应尽量沿着最佳温度线变化，此时达到同样转化率所需催化剂量最少。
这就要求原料气需预热至催化剂的起燃温度，然后随着反应的进行，适当移走多于的反应热，使床层温度尽可能地沿着最佳值变化。
特别在反应后期，为了达到高的SO2转化率，反应必须在较低温度下进行。
因此SO2转化反应及工业上多数可逆放热反应过程，总是与换热过程联系在一起。
二、SO2原始浓度随着SO2浓度增加，O2浓度相应地下降，这两个因素都会使反应速率下降，则达到一定转化率时所需的催化剂用量将增加；另一方面，炉气中SO2浓度高，则生产每吨硫酸所需的原料气量少，对同样设备，系统阻力较小，动力消耗较低，或对同一生产能力的装置，所需设备和管道等的尺寸较小，投资较少，设备折旧费降低。
根据硫酸生产总费用最低的原则，可以得到以硫铁矿为原料时，进入SO2转化器的最佳浓度为7％～7.5％。
三、压力加压可提高SO2的平衡转化率，还可以减少设备尺寸，提高SO3的吸收速率。
但加压增加动力消耗，腐蚀压缩机，对设备结构和操作的要求提高。
而在较适宜的条件下，常压操作也可取得很高的转化率，因而目前SO2转化仍以常压操作为主。
四、最终转化率提高最终转化率可以减少尾气中SO2含量，减轻对大气的污染，同时也可提高硫的利用率；但最终转化率的增加，将导致催化剂用量和流体阻力增加，设备尺寸增大。
最终转化率的最佳值与所采用的工艺流程、设备和操作条件有关。
3.如何从热力学和动力学角度确定SO2催化氧化温度条件？
（10分）
SO2+1/2O2→SO3+Q反应特点：
体积缩小,Q>0可逆放热反应
SO2转化反应是一个可逆反应，在SO2转化反应中，同时进行着SO2的氧化和SO3的分解反应，当两个反应的速率相等时，反应达到化学平衡状态。
SO2转化反应是一个放热反应，降低反应温度会使平衡转化率提高。
反应速率随温度的升高而迅速增大；但催化剂有起燃温度，为了保证催化剂的正常使用，应该选择合适的温度；
在选择温度指标时，不但要考虑有较高的转化率，还要考虑有较高的反应速率。
在工业生产中，可通过分段转化，控制不同的转化温度来实现较高的转化率和较快的反应速率。
反应初期宜使气体在较高的温度下转化；反应的后期，宜使气体在较低的温度下转化。
4.在制取硫酸过程中，常易形成酸雾，试解释酸雾形成的原因，以及酸雾怎样清除之。
（15分）
酸雾的形成
在炉气湿法净化过程中，由于炉气被洗涤冷却，大量的水蒸气进入气相，于是炉气中的SO3（g）在气相中发生反应，生成了硫酸蒸气
SO3（g）＋H2O（g）=H2SO4（g）
当气相中硫酸蒸气压大于洗涤液液面上的饱和蒸气压时，硫酸蒸气就会冷凝。
硫酸蒸气在气相中快速冷凝时就会形成酸雾。
炉气在洗涤时，冷却速度是很快的，因而必然会生成酸雾液滴。
如果存在凝结中心（如杂质微粒），则生成酸雾粒子就大。
所以，伴随着炉气的洗涤、降温过程，矿尘、砷、硒和氟等杂质不断地从气相中被除去，同时产生了酸雾。
气相中残余的细小尘粒和砷、硒氧化物悬浮微粒亦成为酸雾的冷凝中心。
初形成酸雾雾粒较大，由于气体中悬浮有各种气溶胶粒子，硫酸蒸汽就在它们表面发生冷凝形成直径较大雾粒。
用特殊方法清除
从分离的角度看，雾不能用普通方法除掉，这是因为⑴细小的微粒（滴）倾向于跟随流体的流线运动，难以通过撞击方式捕捉，使之与气体分离；⑵雾粒直径比分子直径大得多，故不能通过扩散的方式使之进入液相，即不能被体吸收。
因而酸雾必须用特殊的方法清除。
酸雾的清除
在湿法净化中，当炉气温度快速降至100℃以下时，炉气中的硫酸蒸气几乎全部变成酸雾。
酸雾中较大的粒子（大于2μm）由电除雾器、文氏管、冲挡式洗涤器等装置可除去，其中电除雾器最为可靠。
对于粒径小于2μm的雾粒，提出了对炉气增湿，使炉气中较小的酸雾液滴长大后再清除的方法，即先增大雾粒的直径，再用相应的设备除之。
以上讨论的只是消极的方法，更积极的方法是控制炉气中SO3含量，减少“原生酸雾”量。
5.画出四段间接换热式转化器中SO2转化的t-x图，阐述转化器的工艺过程。
（15分）
这种形式的转化器是将催化剂床分成3～5段，反应过程与换热过程分开，通过设置在转化器内部或外部的换热器进行间接换热，一方面降低反应气体的温度，同时又使进入转化器的原料气升温。
一次绝热反应过程称为一段，段间进行换热。
经预热的原料气由上部进入转化器，在第一段催化床中进行绝热反应，温度升高。
一段反应气自篦子板向下，进入列管式换热器的管程，与流经壳程的冷原料气间接换热，冷却后的一段反应气向下进入二段催化床继续反应。
如此类推，气体经第四段催化剂床反应后排出转化器，在器外再进行冷却。
冷原料气则自下而上通过器内各换热器的壳程，加热至催化剂起燃温度（430℃左右）进入第一段催化床。
转化器中气体温度t和SO2转化率x的变化如图所示，图中1为平衡线，2为最适宜温度线，3为绝热线。
图中AB线为第一段绝热反应线。
随着SO2转化率的增加，温度升高，大体呈直线关系，直线斜率为绝热温升系数。
在B点，已接近该条件下平衡转化率，反应速度下降，此时反应气体离开第一段催化剂床层，进入段间热交换器间接冷却。
冷却过程中，仅温度降低而气体成份不变，故冷却线BC为水平线。
在C点，由于温度比B点低很多，转化率与该温度下的平衡转化率之差增大，反应推动力增加，反应速率得到提高。
如此进行第二、三、四段的反应，最终达到图中H点，此时SO2气体已具有较高的转化率，亦即达到最终转化率。
6.阐述制取硫酸中，烟气净化的目的及净化的原则（10分）
炉气组成：
N2、O2、SO2、As2O3、SeO2、HF、SO3、H2O及矿尘。
其中：
As2O3、SeO2、HF、SO3、H2O、矿尘必须除去。
目的：
炉气含尘若不除净，进入后制酸系统，则会堵塞设备和管道，且使催化剂失活或中毒
炉气的净化原则炉气的杂质主要以气态、液态、固态三种形态同时存在,颗粒大小,密度轻重不同（1~1000μm）。
a悬浮微粒，分布很大，大小相差很大，应先大后小，先易后难进行分级处理
b悬浮颗粒气固液三态共存，质量相差很大。
先重后轻即先固、液，后气（汽）体
c不同大小的粒子，选择配套有效的分离设备
第四章、合成氨工业
1.试简述温度、压力及情性气体含量对氨合成反应中平衡氨含量及工艺条件的影响？
（12分）
氨合成是物质的量减小的放热可逆反应。
N2＋
H2=NH3；
＝－46.22kJ·mol－1化学平衡常数Kp可表示为Kp＝
温度越高，平衡常数越小。
提高压力，Kp值有所增加。
显然，提高压力、降低温度有利于氨的生成。
对氨合成反应中工艺条件的影响
一、压力从化学平衡和化学反应速率的角度看，提高操作压力是有利的。
合成装置的生产能力随压力提高而增加，而且压力高，氨分离流程可以简化。
但是，压力高时对设备材质、加工制造的要求均高。
同时，高压下反应温度一般较高，催化剂使用寿命较短。
生产上选择操作压力的主要依据是能量消耗以及包括能量消耗、原料费用、设备投资在内的所谓综合费用。
根据实际情况，我国中小型氨厂大多采用20MPa～32MPa。
二、温度氨合成反应温度一般控制在350℃～550℃。
将气体先预热到高于催化剂的活性温度下限后，送入催化剂床层，在绝热条件下进行反应，随着反应进行，温度逐渐升高，当接近最适温度后，再采取冷却措施，使反应温度尽量接近于最适宜温度曲线。
三、进口气体组成惰性气体（CH4和Ar）由新鲜气带入，由于不参加反应而在氨合成系统中积累。
惰性气体的存在，无论从热力学还是动力学上考虑都使不利的，循环回路中适当进行排放（放空）是消除惰性气体积累的有效方法。
但是，维持过低的惰性气体含量又需大量排放循环气，导致氢氮气的损失。
为此，入塔气体将保持一定的惰性气体含量。
一般新鲜气中惰性气体含量为0.99%~1.4%，入塔气体的适宜惰性气体含量约为10％～15％。
生产中放空气量约为新鲜气量的10%，放空气中含有氢气，应加以回收利用。
2.试比较氨合成中CO变换与硫酸工业制气中SO2氧化两个反应过程的异同或特点。
（20分）
CO变换反应过程的特点
一、该应为等物质的量的可逆放热反应，须借助催化剂进行（气固相催化）。
可逆放热反应存在最适温度线，若催化床温度按照最适宜温度线分布，则反应速率最快或者说保持同样的生产能力所需的催化量最少。
工业上采用多段冷却。
（与SO2最相似）
二、可分为中（高）温度变换和低温变换催化剂以Fe2O3为主体，Cr2O3、MgO等为助催化剂，操作温度为350℃～550℃，出口CO尚含3％；催化剂以CuO为主体，添加ZnO、Cr2O3等为助催化剂，操作温度为350℃～550℃，出口CO含量可降至0.3％左右。
（SO2没有）
三、水蒸气过量比例一般为3～5（H2O/CO）。
为了尽可能地提高CO的变换率，防止副反应的发生，工业上是在水蒸气过量下进行反应的。
因此，应该充分利用变换的反应热，宜接回收蒸气，以降低水蒸气消耗。
（SO2是7%~7.5%）
四、压力对化学平衡基本无影响。
工业上一般都在加压下操作，这是因为加压下反应速度快，催化剂用量少。
由于反应物之一是大量的水蒸气，因而加压下进行变换反应可节省合成氨总的压缩功耗。
（SO2有影响，但是常压、最差异）
五、变换反应前对催化剂进行还原（钝化操作）。
对中变催化剂需将Fe2O3还原成Fe3O4才具有活性；对于低变，金属铜才有活性。
催化剂还原时可用含有CO、H2的工艺气体缓慢进行。
在还原过程中，催化剂中的其他组分一般不会被还原。
SO2氧化催化与工艺条件
一、催化剂目前广泛使用的是钒催化剂。
以V2O5作为主要活性组分，以碱金属（主要是钾）的硫酸盐作为助催化剂（促进剂），以硅胶、硅藻土、硅酸铝等作载体。
二、温度确定SO2转化反应温度的原则：
在催化剂活性温度范围内，催化剂床层温度应尽量沿着最佳温度线变化，此时达到同样转化率所需催化剂量最少。
这就要求原料气需预热至催化剂的起燃温度，然后随着反应的进行，适当移走多于的反应热，使床层温度尽可能地沿着最佳值变化。
特别在反应后期，为了达到高的SO2转化率，反应必须在较低温度下进行。
因此SO2转化反应及工业上多数可逆放热反应过程，总是与换热过程联系在一起。
三、SO2原始浓度随着SO2浓度增加，O2浓度相应地下降，这两个因素都会使反应速率下降，则达到一定转化率时所需的催化剂用量将增加；另一方面，炉气中SO2浓度高，则生产每吨硫酸所需的原料气量少，对同样设备，系统阻力较小，动力消耗较低，或对同一生产能力的装置，所需设备和管道等的尺寸较小，投资较少，设备折旧费降低。
根据硫酸生产总费用最低的原则，可以得到以硫铁矿为原料时，进入SO2转化器的最佳浓度为7％～7.5％。
四、压力加压可提高SO2的平衡转化率，还可以减少设备尺寸，提高SO3的吸收速率。
但加压对设备结构和操作的要求提高。
而在较适宜的条件下，常压操作也可取得很高的转化率，因而目前SO2转化仍以常压操作为主。
五、最终转化率提高最终转化率可以减少尾气中SO2含量，减轻对大气的污染，同时也可提高硫的利用率；但最终转化率的增加，将导致催化剂用量和流体阻力增加，设备尺寸增大。
最终转化率的最佳值与所采用的工艺流程、设备和操作条件有关。
3.工业上以煤矿为原料间歇法制取半水煤气的工作循环可分为哪几个阶段？
各个阶段起什么作用？
（10分）
间歇式汽化时，自当前开始送入空气至下一次欲送入空气止，称为一个工作循环。
为了保持炉温的稳定及操作安全，每个工作循环一般包括五个阶段。
一、吹风阶段自下而上地通入空气，提高燃料层温度，使耐热砖蓄热，再经废热锅炉回收热量，由烟囱放空。
二、一次上吹制气阶段自下而上通入水蒸气进行汽化反应，燃料层温度逐渐降低，尤其下层燃料的温度下降较多。
为保持正常炉温，可在水蒸气中配入部分空气进行汽化。
既有利于炉温的稳定，又可增加水煤气中的含氮量。
配入的空气称为“加氮空气”。
回收余热后，经洗气箱洗涤塔后进入气柜。
三、下吹制气阶段水蒸气与加氮空气从上而下进行汽化反应，使燃料层温度趋于均衡。
直接用洗气箱经洗涤塔进入气柜。
四、二次上吹制气阶段水蒸气再次自下而上吹入，目的是将炉底的煤气排净，为吹入空气做准备。
否则炉底剩余煤气与下次吹入空气相遇会发生爆炸。
五、空气吹净阶段空气自下而上吹入燃料层，此部分吹风气加以回收，作为半水煤气中氮的主要来源。
间歇式制气中各阶段气体的流向不尽相同，需用自动控制机控制各阀门，使之在规定的时间内开启或关闭，以保证汽化过程的正常进行。
4、实现氨合成和氨分离，包括哪五个基本流程环节？
试简述两级氨分离流程（10分）五个基本环节1新鲜气的压缩并补入循环系统2循环气的预热与氨的合成3反应热的回收与氨的分离4未反应气循环使用5循环气部分放空以维持系统中适宜惰性气体含量。
合成塔出口气体中含氨为14%---18%，压力约为30MPa，经排管式水冷却器冷却至常温，气体中部分氨被冷凝，在氨分离器中将液氨分离。
为降低系统中惰性气体含量，少量循环气体在氨分离后放空，大部分循环气体由循环压缩机加压至32MPa后进入滤油器，在此处加入新鲜的H2和N2。
然后混合气体进入冷凝塔的上部的换热器，与第二次分离后的低温循环气换热，再进入氨冷凝器中的蛇管。
管外用液氨蒸发作为冷源，使蛇管中循环气温度降至-8~0℃，气体中的大部数氨在此冷凝，并在冷凝器下部进行气、液分离，气体中残余氨含量约为3%。
分离出液氨的气体进入冷凝塔上部经换热，温度上升至10~30℃后进入氨合成塔，从而完成H2和N2的循环过程。
作为冷冻剂的液氨气化后回冷冻系统，经氨压缩机加压，水冷后又成为液氨，循环使用。
5.试简述尿素合成原理及主要工艺条件。
（10分）
尿素合成原理
尿素是在高温高压下合成的，其总反应式为
2NH3＋CO2=CO（NH2）2＋H2O
这是一个可逆放热反应，因受化学平衡的限制，NH3和CO2只能部分转化为尿素。
第一步，液氨与CO2反应生成液态氨基甲酸铵，其反应为
2NH3（l）＋CO2（g）=H2NCOONH4（l）＋119.2kJ·mol－1
这是一个快速、强放热的可逆过程，如果具有足够的冷却条件，不断地把反应热移走，并保持反应进行过程的温度低到足以使甲铵冷凝成为液体，则该反应较容易达到化学平衡，而且平衡条件下CO2转化为甲铵的程度很高。
在常压下该反应的速度很慢，加压下则很快。
第二步，甲铵脱水反应，生成尿素
H2NCOONH4（l）=CO（NH2）2（l）＋H2O（l）－28.49kJ·mol－1
这是一个温和吸热反应，反应速度较慢，要很长时间才能达到一定的平衡值，其转化率一般为50％～70％，它是合成尿素过程中的控制反应。
此外，反应必须在液相中进行，若在固相中进行，则反应速度极其缓慢。
尿素合成的主要工艺条件
一、温度甲铵的熔融温度为152℃～154℃，为使反应在液相中进行，尿素生产应高于此温度。
尿素平衡产率开始时随温度升高而增大。
若继续升温，平衡产率逐渐下降，存在最大值。
尿素合成的最佳操作温度，应选择略高于最高平衡转化率时的温度，但温度过高，加剧甲铵分解，尿素水解和腐蚀等副作用，故尿素合成塔上部温度大致为185℃～200℃。
提高温度不相应提高系统压力，甲铵会大量分解为氨气和二氧化碳，使转化率降低。
二、压力系统反应的压力应高于操作温度下甲铵的蒸气压。
尿素是在液相中生成的，但在高温下甲铵易分解，并进入气相，使尿素的转化率降低，所以工业上生产尿素的合成压力一般应高于平衡压力（高1~3Mpa），使其保持液相以提高转化率。
实际操作压力一般要高于合成塔顶物料组成和相应温度下的平衡压力，一般为18MPa～25MPa。
三、氨碳比NH3/CO2摩尔比提高，尿素的平衡转化率亦提高。
过量氨与脱出水结合，移去部分产物，促使平衡向尿素生成方向移动，且可抑制缩二脲的副反应，并减轻尿素异构化对设备的腐蚀，氨碳比提高还有利于调节操作的热平衡，但高氨碳比，物系饱和蒸气压升高，则维系液相所需合成压力升高。
且虽提高CO2转化率，但NH3转化率下降，增大未反应NH3的循环量，增大泵的负荷，减小合成塔的生产能力，故工业上大多数采用NH3过量50％～150％操作，即氨碳比在3～5的范围内。
四、水碳比水量增加，不利于尿素生成，且返回合成塔的水量增加，尿素转化率下降，会造成恶性循环，生产中一般原料中H2O/CO2为0.5～1。
五、原料纯度CO2的纯度对转化率影响较大，一般要求CO2纯度应大于98.5％。
6、写出制半水煤气的煤气化反应，如何解决气体组成与热量平衡的矛盾？
（10分）
1）以空气或富氧空气为气化剂放热反应:
C+O2=CO2+393KJ/mol
2C+O2=2CO+220KJ/molC+CO2=2COC+1/2O2=2CO
2）以水蒸气为气化剂吸热反应：
C+H2O（g）→CO+H2-131.19KJ/mol
C+2H2O（g）→CO2+H2CO+H2O（g）→CO2+H2C+2H2→CH4
如果空气与水蒸气同时进行气化反应时，如不提供外部热流，仅靠自身热平衡，则气化产物中不能满足合成氨原料气要求（（H2+CO）/N2=1.43）。
在满足气体组成要求时（H2/N2=3），系统将不能维持自热运行，要提供外部热源。
为解决气体组成与热量平衡的矛盾
工业上用富氧空气气化法和蓄热法；
富氧空气气化法：
用富氧空气（O2含量的mol分数为50%左右）或纯氧和水蒸气作为气化剂同时进行煤气化反应，以调整煤气中氮的含量。
由于富氧空气中含氮量较少，故在保证系统自热运行的同时，也满足合成氨原料气的要求。
此法的关键是要有廉价的富氧空气来源。
蓄热法主要是将空气和水蒸气分别送入煤层。
先通入空气使煤层燃烧提高煤层温度并蓄热，生成的其气体经热量回收后大部分放空；再通入水蒸气进行煤气化反应，此时反应吸热，煤层温度逐渐下降，所得水煤气中混入部分吹风气即成半水煤气；通入空气提高煤层温度、在通入水蒸气进行气化反应，如此重复交替进行。
补充题：
何为清洁生产？
清洁生产包含的主要内容是什么？
（10分）
清洁生产是指既可以满足人们的需要又可合理使用自然资源和能源并保护环境的使用生产方法和措施，其实质是一种物料和能耗最小的人类生产活动的规划和管理，将废物减量化、资源化和无害化，或消灭于其产生过程之中。
同时对人体和环境无害的绿色产品的生产亦将随着可持续发展进程的深入而日益成为今后产品生产的主导方向。
清洁生产是指将综合预防的环境策略持续地应用于生产过程和产品中，以便减少对人类和环境的污染性。
清洁生产的内容
一、清洁能源包括对现有能源和常规能源的清洁利用，可再生能源的利用，新能源的开发，各种节能技术的推广应用等。
二、清洁原料尽量少用或不用有毒有害的原材料，尽可能采用可再生资源。
三、清洁的生产过程开发高选择性的催化剂和相关助剂，采用少废或无废的新工艺和高效设备，强化生产操作和控制技术，提高物料的回收利用和循环利用率，以最大限度减少生产过程的“三废”排放量。
四、清洁的产品产品设计应考虑节约原材料和能源，使之达到高质量、低消耗、少污染。
产品在使用过程中及使用后不对人体健康和生态环境产生不良影响。
同时产品的包装安全、合理，在使用后易于回收、重复使用和再生。
第七章工业催化
论述题
1.试明确固体酸、碱的正确定义，并解释固体酸、碱催化反应作用特点。
（15分）
固体酸能够给出质子或者接受电子对的固体谓之固体酸。
固体碱能够接受质子或者给出电子对的固体谓之固体碱。
给出质子时叫质子酸（B酸），接受质子时叫质子碱（B碱）。
接受电子对时叫非质子酸（L酸），给出电子对时叫非质子碱（L碱）。
固体酸碱催化反应特点
一、酸位的性质与催化作用的关系
酸催化反应与酸位性质和强度密切相关。
（一）．大多数的酸催化反应是在B酸位上进行的。
单独的L酸位不显活性。
有B酸位的存在才起催化作用。
同时，催化反应速率与B酸位的浓度之间存在良好关联。
（二）．各种有机物的乙酰化反应，要用L酸位催化。
（三）．有的反应要求非常强的B酸。
有的反应随所用催化剂酸强度不同，发生不同的转化。
（四）．催化反应对固体酸催化剂酸位的依赖关系很复杂，有反应要求L酸位和B酸位在催化剂表面临近处共存时才进行。
L酸位和B酸位共存，有的是协同效应，有的是增强B酸位的强度，同时也就增加了它的催化活性。
有的反应虽不为酸所催化，但酸的存在会影响反应的选择性和速率。
二、酸强度与催化活性和选择性的关系
固体酸催化剂表面，不同酸强度的部位有一定分布。
不同酸强度部位可能有不同的催化活性。
同时固体酸催化剂表面上存在一种以上的活性部位，是其选择性特性的体现。
三、酸量（酸浓度）与催化活性的关系
固体酸催化剂表面上的酸强度在一定范围内时，催化活性与酸量之间或呈线性关系或呈非线性关系。
2.分子筛催化剂择形催化定义，并解释其催化作用的四种不同形式（14分）
分子筛结构中有均匀的小内孔，当反应物和产物的分子线度与晶内孔径相接近时，催化反应的选择性常取决于分子与孔径的大小，这种选择性称之为择形催化。
择形催化分为四种不同形式。
一、反应物择形催化：
反应物分子直径小于分子筛催化剂孔腔内径的物质才能在催化剂活性部位进行催化反应。
二、产物择形催化：
当产物混合物中的某些分子太大，难于从分子筛催化剂的内孔窗口扩散出来，成为可观测到的产物，就形成了产物择形选择性。
三、过渡状态限制的择形催化：
有些催化反应，其反应物分子和产物分子都不受催化剂窗口孔径扩散的限制，只是由于需要内孔或笼腔有较大的空间，才能形成相应的过渡状态，不然孔受到限制，使该反应无法进行；相反，有些反应只需要较小空间的过渡态，就不受这种限制，这就构成了限制过渡态的择形催化。
四、分子交通控制的择形催化：
在具有两种不同形状和大小的孔道分子筛中，反应物分子和产物分子可通过不同形状和大小的孔腔通道各自进入或扩散，进行催化反应。
3、试阐述相转移催化剂的性能及反应机理（12分）
相转移催化是指能使分别处于互不相溶的两种溶剂中的反应物发生反应或加速其反应速度。
相转移催化的作用是在多相反应中，由于相界面的存在，极大阻碍了反应物的接触，使化学反应几乎不能进行，因此常需添加少量的特殊表面活性剂。
表面活性剂既有亲水性，又有亲油性。
在水相和油相中都有一
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