Раздел 3. Промышленный катализ и химическая энергетика

Тема 3.1. Катализ в промышленности

Аудиторные занятия

Лекция 5. Катализ

План лекции:

1. Явление катализа. Катализаторы и ингибиторы.

2. Термодинамический и кинетический аспекты катализа.

3. Энергетическая диаграмма каталитической реакции. Каталитический цикл.

4. Гомогенный и гетерогенный катализ.

5. Эффективность катализатора, число оборотов, селективность, время жизни, цена катализатора.

Лабораторная работа 14. Катализ в промышленности.

План лабораторной работы:

1. Промышленный гомогенный катализ.

2. Гидрирование алкенов. Катализатор Уилкинсона.

3. Карбонилирование метанола в уксусную кислоту (Монсанто-процесс).

4. Гетерогенный промышленный катализ.

5. Гидрирование алкенов.

6. Синтез аммиака.

Самостоятельная аудиторная работа по

№ п/п	Вид самостоятельной работы	Форма самостоятельной работы	Форма отчетности
1	Общая (единое задание для каждого студента группы)	Слежение за планом чтения лекции Работа с текстом (раздаточным материалом)	Составление конспекта лекции Приобретение навыков анализа текста
2	Групповая	Коллективное обсуждение материала в ходе лекции-консультации	Диалог в ходе лекции

Самостоятельная внеаудиторная работа по теме

№ п/п	Вид самостоятельной работы	Форма самостоятельной работы	Срок сдачи	Форма отчетности
1	Общая (единое задание для каждого студента группы)	Составление конспекта по литературным источникам	10 неделя семестра	Конспект
2	Индивидуальная	Подготовка к итоговой аттестации	16 неделя семестра	Ответ на экзамене

Перечень вопросов для самостоятельного изучения и рекомендации по выполнению заданий

Тема: «Катализ в промышленности»

Вопросы для самостоятельного изучения:

1. Унос и отравление катализатора.

2. Каталитические яды и промоторы.

3. Окисление алкенов (Вакер-процесс).

4. Гидроцианирование бутадиена в адипонитрил.

5. Дисмутация алкенов (метатезис олефинов).

6. Окисление диоксида серы.

7. Взаимопревращения ароматических углеводородов на цеолитах.

8. Полимеризация алкенов. Катализаторы Циглера-Натта.

Литература (номера источников литературы из п. 5): 4 (основная), 1, 2, 6, 7 (дополнительная).

Вопросы для самопроверки:

1. Что такое катализатор? Почему катализатор не расходуется в химическом процессе?

2. Что такое каталитический цикл? Приведите примеры.

3. Какие характеристика катализатора необходимо учитывать при его использовании в промышленности?

4. Как уберечь катализатор от каталитических ядов?

5. Какие примеры промышленного гомогенного катализа Вы знаете?

6. Какие примеры промышленного гетерогенного катализа Вы знаете?

Форма текущего контроля по теме: «Катализ в промышленности»

Материалы текущего контроля:

Примерные тестовые задания:

1. Какое из этих соединений является катализатором Уилкинсона?

a: [Rh(PPh₃)₃Cl]

b: [Rh(Ph₃)₃]Cl₂

c: [Rh(Ph₃)₆Cl]

d: [Rh(Ph)₃Cl]

2. В качестве промоторов и активаторов для губчатого железа в синтезе аммиака применяют:

a: Al₂O₃

b: ZnSO₃

c: Pt, Pd (10%)

d: UO₂

3. Какое из этих веществ не является типичным каталитическим ядом?

a: TiO₂

b: НF

c: As₂O₅

d: CH₃SH

4. Какое из этих соединений является составной частью катализатора Циглера-Натта?

a: ТiCl₄

b: TiCl₃

c: Al(C₂H₅)₂

d: TiCl₆