Кинетика и катализ - Российский экономический университет

МИНЕСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение
высшего профессионального образования
«Российский экономический университет имени Г.В.Плеханова»
Кафедра химии и физики
УТВЕРЖДАЮ
Проректор по научной деятельности
____________
«
Зарова Е.В.
»
2014 г.
ПРОГРАММА
вступительного экзамена по
специальности
для поступающего в аспирантуру
Направление подготовки кадров
Код направления
высшей квалификации по программе
подготовки
подготовки научно-педагогических
04.06.01
кадров в аспирантуре
Наименование
направления подготовки
Химические науки
Шифр научной специальности
Наименование научной специальности
02.00.15
Кинетика и катализ
Москва – 2014
Составитель:
проф., д.х.н., Крисюк Б.Э.
ученая степень, ученое звание, Ф.И.О.
Программа вступительного экзамена в аспирантуру по направлению
подготовки 04.06.01 «Химические науки» по научной специальности 02.00.15
«Кинетика и катализ» составлена в соответствии с федеральными государственными
образовательными стандартами высшего профессионального образования 020101
Химия (квалификация специалист).
Программа утверждена на заседании кафедры
№
от « »
химии и физики
, протокол
2014г.
Заведующий кафедрой
Попов А.А.
подпись
Ф.И.О.
Программа утверждена Советом кафедр естественнонаучно-технологического кластера,
протокол №
от « »
2014г.
Председатель совета
подпись
Ф.И.О.
Одобрено научно-методическим советом по программам подготовки научных и научнопедагогических кадров (аспирантура), протокол №
Председатель
подпись
от «
»
2014г.
Ф.И.О.
2
Программа с дополнениями и изменениями утверждена на заседании
, протокол №
Заведующий кафедрой
от « »
подпись
кафедры
201 г.
Ф.И.О.
Программа с дополнениями и изменениями утверждена Советом кластера
, протокол №
Председатель совета
от « »
подпись
201 г.
Ф.И.О.
Одобрено научно-методическим советом по программам подготовки научных и научнопедагогических кадров (аспирантура), протокол № _от «
201 г.
_»
Председатель
подпись
Ф.И.О.
Программа с дополнениями и изменениями утверждена на заседании
, протокол №
Заведующий кафедрой
от « »
подпись
кафедры
201 г.
Ф.И.О.
Программа с дополнениями и изменениями утверждена Советом кластера
, протокол №
от « »
201 г.
Председатель совета
подпись
Ф.И.О.
Одобрено научно-методическим советом по программам подготовки научных и научнопедагогических кадров (аспирантура), протокол № _ от «__»
201 г.
Председатель
подпись
Ф.И.О.
3
Программа с дополнениями и изменениями утверждена на заседании
, протокол №
Заведующий кафедрой
от « »
подпись
кафедры
201 г.
Ф.И.О.
Программа с дополнениями и изменениями утверждена Советом кластера
, протокол №
Председатель совета
от « »
подпись
201 г.
Ф.И.О.
Одобрено научно-методическим советом по программам подготовки научных и научнопедагогических кадров (аспирантура), протокол № _от «
_»
201 г.
Председатель
подпись
Ф.И.О.
4
Оглавление
1. Общие положения .......................................................................................................... 6
2. Содержание вступительного экзамена ........................................................................ 6
2.1. Содержание разделов ............................................................................................. 6
2.1.1. Кинетика и механизм элементарных химических реакций ........................ 6
2.1.2. Общие представления о катализе .................................................................. 6
2.1.3. Гомогенный катализ ........................................................................................ 6
2.1.4. Ферментативный катализ ............................................................................... 7
2.1.5. Гетерогенный катализ ..................................................................................... 7
2.2. Вопросы вступительного экзамена ...................................................................... 7
3. Содержание и требования к вступительному реферату (научным публикациям) .. 9
3.1. Требования к реферату .......................................................................................... 9
3.2. Критерии оценки вступительного реферата ........................................................ 9
3.3 Темы рефератов ..................................................................................................... 10
3.4. Требования к научным публикациям ................................................................. 10
4. Процедура вступительного экзамена ......................................................................... 11
5. Критерии оценки результатов вступительных экзаменов ....................................... 12
6. Учебно-методическое и информационное обеспечение вступительного экзамена 12
6.1. Литература ............................................................................................................ 12
6.2. Интернет-ресурсы ................................................................................................ 13
5
1. Общие положения
Программа вступительного экзамена в аспирантуру ФГБОУ ВПО «РЭУ им.
Г.В.Плеханова» составлена в соответствии с федеральными государственными
стандартами высшего профессионального образования специальности 020101
Химия (квалификация специалист).
В основу настоящей программы положены следующие дисциплины: катализ,
кинетика химических и ферментативных реакций.
2. Содержание вступительного экзамена
2.1. Содержание разделов
2.1.1. Кинетика и механизм элементарных химических реакций
Скорость химической реакции. Кинетические уравнения элементарных
химических реакций, закон действующих масс. Молекулярность, порядок и
константа скорости реакции, уравнение Аррениуса, энергия активации и
предэкспоненциальный множитель. Механизм элементарной химической реакции,
поверхность потенциальной энергии, теория активированного комплекса, свободная
энергия активации, энтропия активации и объем активации.
2.1.2. Общие представления о катализе
Определения катализа. Каталитические процессы в природе. Роль катализа в
современной
промышленности
-
химической,
нефтехимической
и
нефтеперерабатывающей, биохимической и пищевой.
2.1.3. Гомогенный катализ
Классификация гомогенных катализаторов, их активность и селективность.
Нуклеофильный катализ. Механизм и кинетика его в реакциях замещения,
расщепления
и
присоединения.
Факторы,
определяющие
эффективность
нуклеофильного катализа.
6
2.1.4. Ферментативный катализ
Ферментативный катализ. Основные типы и функции ферментов. Основные
характеристики ферментов (энзимов) как белковых макромолекул. Понятие
активного центра, субстрата, кофактора, ингибитора. Основные положения теории
ферментативного
катализа;
энергетические
и
энтропийные
параметры
ферментативных процессов. Кинетический анализ различных схем гомогеннокаталитических реакций. Автокатализ. Уравнение Михаэлиса-Ментен. Особенности
обработки экспериментальных данных по кинетике ферментативных реакций.
Иммобилизованные гомогенные катализаторы и ферменты. Физические и
химические способы иммобилизации ферментов.
2.1.5. Гетерогенный катализ
Адсорбция как стадия гетерогенно-каталитической реакции. Природа
адсорбционного взаимодействия. Физическая адсорбция и хемосорбция.
Типы гетерогенных катализаторов. Гетерогенные катализаторы кислотной
природы. Роль бренстедовских и льюисовских кислотных центров в хемосорбции и
катализе на оксидах алюминия, кремния и алюмосиликатах. Модифицированные и
смешанные
оксидные
катализаторы.
каталитических
реакций,
их
подтверждения.
Кинетическая
Области
признаки
область
и
протекания
методы
гетерогенного
гетерогенно-
экспериментального
катализа.
Уравнение
Лэнгмюра—Хиншельвуда. Адсорбционная область катализа на однородной и
неоднородной поверхности. Кинетика реакции при сравнимой скорости адсорбции
и химической реакции на поверхности. Внешнедиффузионная и переходные с ней
области катализа, кинетика реакций. Устойчивость внешнедиффузионной и
переходной областей экзотермической гетерогенно-каталитической реакции.
2.2. Вопросы вступительного экзамена
1. Что такое скорость химической реакции?
2. Классификация гомогенных катализаторов, их активность и селективность.
3. Дать определение «молекулярность», «порядок реакции».
4. Что такое катализ?
5. Назовите каталитические процессы в природе.
7
6. Уравнение Аррениуса.
7. Как происходит механизм элементарной химической реакции?
8. Что такое поверхность потенциальной энергии?
9. Нуклеофильный катализ.
10. Механизм и кинетика нуклеофильного катализа в реакциях замещения,
расщепления и присоединения.
11. Какие факторы, определяют эффективность нуклеофильного катализа?
12. Определение «ферментативного катализ».
13. Какие основные типы и функции ферментов?
14. Понятие активного центра, субстрата, кофактора, ингибитора.
15. Основные положения теории ферментативного катализа
16. Какие энергетические и энтропийные параметры ферментативных
процессов существуют?
17. Адсорбция как стадия гетерогенно-каталитической реакции.
18. Какова природа адсорбционного взаимодействия?
19. Физическая адсорбция и хемосорбция.
20. Назовите типы гетерогенных катализаторов.
21. Гетерогенные катализаторы кислотной природы.
22. Роль бренстедовских и льюисовских кислотных центров в хемосорбции и
катализе на оксидах алюминия, кремния и алюмосиликатах.
23. Что такое «модифицированные и смешанные оксидные катализаторы»?
24. Уравнение Лэнгмюра—Хиншельвуда.
25. Что такое «адсорбционная область катализа на однородной и
неоднородной поверхности»?
26. Как происходит кинетика реакции при сравнимой скорости адсорбции?
27. Как происходит кинетика химической реакции на поверхности.
28. Внешнедиффузионная и переходные с ней области катализа, кинетика
реакций.
8
3. Содержание и требования к вступительному реферату (научным
публикациям)
3.1. Требования к реферату
Реферат пишется по тематике выбранной специальности. Он должен
содержать в себе важнейшие теоретические аспекты и раскрывать актуальность
выбранной темы. Тему реферата поступающий в аспирантуру выбирает из
предлагаемых тем или предлагает свою (заранее обговоренную с заведующим
кафедрой). В реферате максимально полно должны быть отражены последние
исследования в выбранной области. Проведен подбор литературы по тематике
реферата. Количество литературных и нормативных источников в реферате не менее
20, из них не более 10 интернет-источников.
Шрифт – 14; интервал - 1,5; поля: - левое, верхнее, нижнее – 2,5 см, правое –
1,5 см; выравнивание текста по ширине, названия параграфов – по центру,
полужирным курсивом; абзацы начинаются с красной строки; нумерация страниц
производится в правом нижнем углу; титульный лист и содержание (2-ой лист) не
нумеруются.
3.2. Критерии оценки вступительного реферата
Реферат оценивается по пятибалльной шкале. Учитывается полнота
раскрытия темы. Ее актуальность. Грамотность и самостоятельность написания
реферата,
новизна
Оценивается
представленной
оформление
информации
реферата
на
и
литературных
соответствие
его
данных.
требованиям,
предъявляемым к реферату. Качество подбора и анализа печатной литературы и
интернет источников.
Основные критерии оценки вступительного реферата по пятибалльной шкале:
5 баллов (Отлично) – Реферат достаточно полно раскрывает заявленную тему.
Раскрыта
актуальность
тематики.
Разносторонне
представлены
последние
исследования. Текст реферата написан грамотно и самостоятельно, используя
различные источники литературы. Литература хорошо подобрана и тщательно
проанализирована. Оформление полностью соответствует требованиям.
9
4 балла (Хорошо) – Тема реферата раскрыта хорошо. Обоснована ее
актуальность. Не достаточно полно представлены последние исследования.
Литература хорошо подобрана и проанализирована. Текст реферата написан
грамотно. Оформление полностью соответствует требованиям.
3 балла (Удовлетворительно) – Тема реферата раскрыта не полностью. Нет
четкого обоснования актуальности темы. Текст реферата написан грамотно. Очень
мало данных о последних исследованиях. Литература достаточно хорошо подобрана,
но плохо проанализирована. Оформление полностью соответствует требованиям.
2 балла и менее (Неудовлетворительно) – Тема реферата не раскрыта. Нет
обоснования актуальности. Текст реферата написан неграмотно. Очень мало данных
о последних исследованиях. Литература плохо подобрана и проанализирована.
3.3 Темы рефератов
1.
Катализ, как важная составляющая химической науки.
2.
Основные виды катализа.
3.
Химическая кинетика и катализ. Роль и виды катализаторов.
4.
Особенности кинетики реакций на поверхности гетерогенных
катализаторов.
5.
Кинетика химических реакций.
6.
Ферментативный катализ. Его роль в живой природе.
7.
Катализаторы. Значение в протекании различных реакций.
8.
Роль каталитических реакций в промышленности.
9.
Ферменты, как катализаторы реакций.
10.
Роль нуклеофильного катализа.
3.4. Требования к научным публикациям
Список публикаций оформляется в таблице 12 шрифтом, Times New Roman,
поля: левое – 30мм, правое – 15мм, верхнее и нижнее 20мм, указываются «Название
статьи/тезисов», «Название журнала, издательство, номер, год, страницы»,
«Количество печатных листов», «Соавторы».
Необходимо предоставить копии публикаций. По каждой научной публикации
(работе) представляются ксерокопии основных данных публикации:
10
 для книги - ксерокопии титульного листа (с названием, авторами,
грифом), оборота титульного листа (с указанием рецензентов, аннотации и т.д.),
последнего листа книги;
 для сборника - ксерокопии титульного листа (с названием, авторами,
грифом), оборота титульного листа (с указанием рецензентов, аннотации и т.д.),
оглавления, последнего листа книги (с указанием всех выходных данных издания), а
также ксерокопии первой и последней страниц публикации;
 для научной статьи - ксерокопии титульного листа издания (с указанием
названия, месяца и года издания), оглавления, а также ксерокопии первой и
последней страниц статьи (или всей статьи);
 для электронного издания - ксерокопия свидетельства о регистрации
электронного издания;
 для любого другого вида публикаций - полная информация,
позволяющая определить авторство, вид, год и объем издания.
Поступающий имеет право предоставить публикации вместо вступительного
реферата. Требования к объему, уровню публикаций должны быть понятны
поступающему.
В
случае
предоставления
статьи
по
теме
будущего
исследования,
опубликованной в журналах, входящих в международные базы цитируемости
SCOPUS и Web of Science, выставляется высший балл.
4. Процедура вступительного экзамена
Для
получения
допуска
к
сдаче
экзамена
поступающий
должен
самостоятельно подготовить и сдать реферат объемом 20-30 страниц или научные
публикации на тему, соответствующую области научных интересов кафедры.
Дата проведения и перечень допущенных к экзамену, вывешиваются на
информационном стенде Управления подготовки научных кадров (УПНК) РЭУ
имени Г.В. Плеханова.
Экзамен по специальности принимает комиссия.
Результаты экзаменационных испытаний вывешиваются на информационном
стенде УПНК РЭУ имени Г.В. Плеханова, а также вывешиваются на официальном
сайте вуза.
11
По факту неявки поступающего на экзамен, условия и возможности его
дальнейшей поступления определяются УПНК в соответствии с Положением о
поступлении в аспиранту РЭУ имени Г.В. Плеханова на основании наличия или
отсутствия
уважительных
причин
неявки,
подтвержденных
официальными
документами.
Вступительные испытания оформляются протоколом, в котором фиксируются
вопросы экзаменаторов к поступающему.
Билет, для поступающих в аспирантуру, содержит три теоретических вопроса.
Вопросы охватывают разные темы специальности, например, основные уравнения и
понятия, особенности и виды катализаторов, кинетику реакций .
5. Критерии оценки результатов вступительных экзаменов
Требования к ответам поступающего и критерии выставления оценки:
Оценка
«Отлично»
Критерий выставления оценки
Ответ
полный
и
правильный.
Может
четко
сформулировать определения. Способен обобщить
материал, привести иллюстрирующие примеры.
«Хорошо»
Ответ правильный, но неполный. Не может четко
сформулировать
определения.
пример
своему
по
Может
вопросу,
привести
привести
иллюстрирующие примеры.
«Удовлетворительно»
Ответ правильный в основных моментах, нет
иллюстрирующих примеров, есть ошибки в деталях
и/или они просто отсутствуют.
«Неудовлетворительно»
В ответе существенные ошибки в основных аспектах
вопроса.
6. Учебно-методическое и информационное обеспечение вступительного
экзамена
6.1. Литература
Основная:
12
1. Крисюк Б.Э. Физическая и коллоидная химия. М.: Изд-во РЭА им. Г. В.
Плеханова, 2007. – 120с.
Дополнительная:
1. Байрамов В.М. Основы химической кинетики и катализа. М.: Академия.
2004.
2. Денисов Е.Т., Саркисов О.М., Лихтенштейн Г.И. Химическая кинетика. М.:
Химия, 2000.
3. Крылов О.В. Гетерогенный катализ. М: ИКЦ Академкнига, 2004.
4. Шилов А.Е., Шульпин Г.Б. Активация и каталитические реакции
углеводородов. М.: Наука, 1995.
6.2. Интернет-ресурсы
1. Сайт о химии– www.xumuk.ru.
2. Аналитический
портал
химической
промышленности
-
http://www.newchemistry.ru.
13
Лист внесения изменений в программу вступительного экзамена
№
Дата внесения
№протокола заседания
Содержание
изменений
кафедры, дата
изменения
Подпись
14