Федеральный исследовательский центр химической физики им. Н.Н. Семенова Российской академии наук

Содержание дисциплины "Кинетика и катализ" 

 

Краткое содержание курса лекций,

форма промежуточной аттестации по дисциплине 

Занятия лекционного  типа, ак. час

(1 лекция = 2 ак.часа)

Основы химической кинетики (М.Ю. Синев)

Лекция 1. Основные понятия химической кинетики. Формальная кинетика.

Представление о химическом процессе и реакционной системе. Механизм химической реакции. Химическая кинетика как научная дисциплина – предмет, разделы, методы. Основной закон химической кинетики – кинетический закон действующих масс (ЗДМ). Формальная кинетика реакций простых типов.

Лекция 2. Формальная кинетика сложных реакций.

Кинетика параллельных реакций. Кинетика последовательных реакций. Предельные выходы и селективности. Условия квазистационарности и метод квазистационарных концентраций. Кинетика обратимых реакций. Квазиравновесное приближение. Кинетическое сопряжение и его проявления в сложных реакциях: химическая индукция, промотирование, ингибирование, катализ.

Лекция 3. Теория элементарных реакций (1).

Понятие об элементарной реакции. Понятие о механизме элементарной реакции. Физический смысл коэффициента пропорциональности в ЗДМ – константы скорости элементарной реакции. Энергия взаимодействия частиц.  Идеальный и реальный газ. Теория активных соударений. Кинетическое уравнение в теории элементарных реакций. Мономолекулярные реакции. Тримолекулярные реакции.

Лекция 4. Теория элементарных реакций (2).

Обмен энергии в химических реакциях. Адиабатическое приближение. Поверхность потенциальной энергии. Координата и энергетический профиль реакции. ТАК – теория активированного комплекса (переходного состояния, абсолютных скоростей реакции) – основные допущения и противоречия. Эргодическая гипотеза. Статистическая и термодинамическая интерпретации ТАК.

Лекция 5. Кинетика сложных реакций.

Основные понятия и положения теории цепных процессов. Основные понятия и положения кинетики гетерогенных реакций в химии твёрдого тела.

Лекция 6. Кинетические основы катализа.

Основные понятия и определения. Гетерогенный катализ: основные стадии процесса и возможности их кинетического описания. Некоторые соображения относительно ферментативных процессов.

12

Фотоника наноразмерных полупроводниковых систем. (Надточенко В.А.)

Лекция 1. Фотокатализ с участием наноразмерных полупроводниковых частиц (квантовых точек).

Фундаментальные принципы фотокатализа. Эффект квантового ограничения в полупроводниковых наночастицах (кввантовых точках). Особенности энергетического спектра в квантовых точках, релаксационных процессов и элементарного фотокаталитического акта.

2

Основы газохимических технологий (В.С. Арутюнов)

Введение: Масштабы, значение и перспективы современной газохимии

Лекция 1. Пиролиз легких алканов

Термодинамика процессов пиролиза. Производство технического углерода. Производство ацетилена. Получение низших олефинов. Дегидрирование и ароматизация.

Лекция 2. Процессы на основе окислительной конверсии углеводородов

Парциальное окисление метана в метанол. Окислительная конденсация метана в этилен. Промышленные процессы получения синтез-газа. Альтернативные процессы получения синтез-газа.

Лекция 3. Процессы на основе синтез-газа и другие газохимические процессы

Синтез Фишера-Тропша. Синтез метанола. Производство аммиака. Получение водорода. Другие процессы (галоидирование, производство сероуглерода, нитрование, аммонолиз).

6

Групповые консультации. Презентация научного доклада. Публикация статей в научных журналах. (Трайтак С.Д.)

4

Групповые консультации. Подготовка кандидатской диссертации. (Сарвадий С.Ю.)

2

Промежуточная аттестация: кандидатский минимум по специальности 1.4.4