МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ для студентов по курсу «Катализ в газохимии» Задачей изучения дисциплины является формирование базовых представлений о катализе в промышленности основного органического синтеза. Должно быть выработано понятие о катализе как раздела науки о скоростях химических реакций (химической кинетике) и понята его связь с другими науками о веществе (термодинамикой, общей, органической и неорганической химией), сформировано представление о важной роли каталитических реакций в современной химической технологии. При изучении курса следует опираться на знания, полученные в курсах бакалавриата — «Дифференциальное и интегральное исчисление», «Дифференциальные уравнения», «Общая и неорганическая химия», «Органическая химия», «Физическая и коллоидная химия». При изучении каждого раздела следует уяснить его место в общей науке о катализе, связь с другими разделами. Для облегчения понимания материала рекомендуется разбирать конкретные примеры с доведением решения до числового ответа. Студент должен получить навыки самостоятельной работы с научно-технической литературой, дополняя полученные на лекции сведения изучением учебников и монографий по курсу. На самостоятельную Самостоятельная работа работу студента предусматривает в курсе подготовку отводится к 38 часов. внутрисеместровому (коллоквиумы) контролю. Ниже приведены вопросы для проверки усвояемости основных разделов курса. 1. Элементарные химические реакции. Молекулярность и порядок реакции. Закон действия масс и условия его применимости. 2. Кинетические уравнения реакций 1-го и 2-го порядка, обратимых, параллельных и последовательных реакций. Кинетические кривые. 3. Лимитирующая стадия последовательных реакций и сущность метода стационарного приближения. Равновесное приближение. 4. Дифференциальное уравнение материального баланса в открытой системе. Реактора идеального вытеснения и смешения. 5. Влияние температуры на скорость химической реакции Уравнение Аррениуса в дифференциальной и интегральной форме. Физический смысл энергии активации. 6. Теория столкновений и теория активированного комплекса — основные принципы и понятия. 7. Кинетический и термодинамический контроль селективности параллельных реакций. 8. Теории кислотности Бренстеда и Льюиса. Константы кислотности и основности, константа автопротолиза. Сопряженные кислоты и основания. 9. Примеры кислотного катализа: уравнения реакций и механизмы. 10. Строение комплексных соединений: центральный атом, лиганды, внешняя и внутренняя сфера, координационное число. Определение степени окисления металла в комплексных соединениях. Правило 18 электронов. 11. Определение катализа. Понятия каталитического цикла, истинного катализатора, каталитического предшественника. Классификация каталитических реакций по агрегатному состоянию и по механизму. Число оборотов каталитической реакции. 12. Координация d-металлов с монооксидом углерода, фосфинами, олефинами и ацетиленами. Дентатность и гаптность лигандов. 13. Ключевые реакции в металлокомплексном катализе. 14. Уравнения и механизмы реакций гомогенного гидрирования олефинов, карбонилирования олефинов и метанола, реакции водяного газа, окисления этилена в ацетальдегид. 15. Диффузия: определение, виды диффузии, законы Фика. Температурные области при проведении реакции на пористом зерне катализатора. Модуль Тиле и степень использования поверности. 16. Адсорбция: определение, виды адсорбции. Вывод выражения изотермы Лэнгмюра и его анализ. Другие типы изотерм и их краткая характеристика. 17. Наблюдаемый порядок гетерогенных каталитических реакций 1-го и 2-го порядка порядка в условиях адсорбции. Схемы Лэнгмюра-Гиншельвуда и Ридила-Или. 18. Основные методы приготовления промышленных гетерогенных катализаторов и их основные потребительские характеристики. 19. Цеолиты и цеолитный катализ. Двухфазный катализ. 20. Сравнительный анализ гомогенного и гетерогенного катализа. При проработке поставленных вопросов студенту рекомендуется подробно обосновать, почему только данный ответ является правильным. Это будет способствовать более осмысленному и глубокому уровню изучения материала. 2