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化工总控工理论题库
1,831
单选题

工业生产对固体催化剂的要求有()。

A
使反应有较高的转化率
B
具有较好的选择性
C
提高平衡转化率
D
活性温度要高

答案解析

正确答案:B

解析:

这道题考查的是工业生产中对于固体催化剂性能的核心要求。我们需要结合化学动力学和热力学的基本原理,对各个选项进行分析。 **1. 分析选项 B:具有较好的选择性(正确)** 在工业生产中,原料往往可能发生多种副反应,生成不需要的副产物。**选择性**是指催化剂促进主反应而抑制副反应的能力。高选择性意味着更多的原料转化为目标产物,这不仅提高了原料利用率,还降低了后续分离纯化的成本和能耗。因此,良好的选择性是工业催化剂最关键的要求之一。 **2. 分析选项 A:使反应有较高的转化率(不准确/片面)** 虽然我们希望反应转化率高,但催化剂本身**不能改变反应的平衡状态**。催化剂只能加快反应速率,缩短达到平衡所需的时间。最终能达到的转化率(平衡转化率)是由反应的热力学性质(如温度、压力、平衡常数)决定的,而不是由催化剂直接决定的。如果反应本身的平衡转化率很低,单靠催化剂无法实现“较高的转化率”,通常需要配合其他工程手段(如循环操作)。因此,相比于选择性,这一表述不如 B 严谨且不是催化剂独有的特性(非催化反应也能通过延长反应时间接近平衡转化率,只是速度慢)。 **3. 分析选项 C:提高平衡转化率(错误)** 这是一个常见的概念误区。根据热力学原理,**催化剂同等程度地加快正逆反应速率,因此它不能改变化学平衡常数,也不能提高平衡转化率**。平衡转化率只与温度、压力等热力学条件有关。 **4. 分析选项 D:活性温度要高(错误)** 工业生产通常希望催化剂在**较低的温度**下就具有较高的活性。原因如下: * **节能**:低温操作可以节省加热能源。 * **设备要求低**:低温对反应器材质的耐热性要求较低,降低设备成本。 * **安全性**:高温操作往往伴随更高的安全风险。 * **副反应控制**:许多副反应在高温下更容易发生,低温有利于提高选择性。 因此,理想的催化剂应具有较低的起活温度(活性温度低),而不是高。 **总结:** * 催化剂不能改变平衡转化率(排除 C)。 * 催化剂希望活性温度低以节能和安全(排除 D)。 * 虽然高转化率是目标,但催化剂主要解决的是速率和路径问题,而**选择性**直接决定了经济性和产物纯度,是工业催化剂区别于实验室试剂的重要指标,且是催化剂特有的功能体现(排除 A,选 B)。 故正确答案为 **B**。

相关知识点:

工业固体催化剂要求选择性好

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