ГПИИР ХТОМ рус

ПРОГРАММА
ВСТУПИТЕЛЬНОГО ЭКЗАМЕНА ПО СПЕЦИАЛЬНОСТИ
ДЛЯ ПОСТУПАЮЩИХ В МАГИСТРАТУРУ
ПО НАПРАВЛЕНИЮ ПРОФИЛЬНОЙ МАГИСТРАТУРЫ
«ПРОМЫШЛЕННАЯ ХИМИЯ»
ОБРАЗОВАТЕЛЬНАЯ ПРОГРАММА «ХИМИЯ И ТЕХНОЛОГИЯ
ОРГАНИЧЕСКИХ МАТЕРИАЛОВ»
СОДЕРЖАНИЕ
1. Цели и задачи вступительного экзамена по специальности
Вступительный экзамен предназначен для определения практической и
теоретической подготовленности поступающего в магистратуру бакалавра, либо
специалиста, и проводятся с целью определения соответствия знаний, умений и навыков
требованиям обучения в магистратуре по направлению подготовки.
Основные задачи вступительного экзамена:
проверить уровень знаний претендента;
определить склонности к экспериментально-исследовательской деятельности;
выяснить мотивы поступления в магистратуру;
определить уровень научных интересов;
определить уровень научно-технической эрудиции претендента.
2. Требования к уровню подготовки лиц, поступающих в магистратуру:
- уметь решать стандартные профессиональные задачи по организации и
осуществлению профессиональной деятельности;
- иметь способности к самосовершенствованию и саморазвитию, потребности и
навыков самостоятельного творческого овладения новыми знаниями в течение всей их
активной жизнедеятельности
- иметь теоретическую и практическую подготовку в области химической
технологии органических веществ,
- иметь устойчивые знания, обеспечивающие целостное восприятие в
профессиональной деятельности;
- иметь навыки научного и профессионального общения, межкультурной
коммуникации;
– демонстрировать навыки и умения организации работы в команде, принятия
совместных управленческих решений в условиях различных мнений;
- знать важнейшие проблемы современные проблемы в области химической
технологии органических веществ;
- владеть основами научного анализа и прогнозирования различных процессов,
умеет осуществлять их качественный и количественный анализ,
– уметь определять цели специальных исследований.
4. Перечень экзаменационных тем
Программа предназначена для подготовки к сдаче вступительного экзамена по
специальности. Формулировка вопросов в экзаменационных билетах может отличаться от
тем, указанных в программе.
Дисциплина «Неорганическая химия»
1. Строение атома. Атомно-молекулярное учение. Основные понятия и законы химии.
Нестехиометрические соединения. Основные положения квантово-механической теории
строения атома. Электронные конфигурации атомов. Принцип Паули, правило Хунда,
принцип минимума энергии, правило Клечковского. Показать на примере.
2. Теории химической связи. Основные типы химической связи. Недостатки метода
валентных связей, преимущества метода молекулярных орбиталей, показать на примерах.
Гибридизация атомных орбиталей и ее типы. Рассмотреть молекулы BF3, BeH2, H2O, NCl3,
CCl4 с точки зрения теории валентных связей.
3. Периодический закон и периодическая система Менделеева. Четыре направления
изменения свойств в периодической системе элементов. Вторичная и внутренняя
периодичность. Кислотно-основные и окислительно-восстановительные свойства
соединений элементов и их соединений на примере главной и побочной подгрупп, малых
и больших периодов (оксидов, гидроксидов, водородных соединений).
4. Элементы термодинамики в неорганической химии. I закон термодинамики.
Энтальпия. Объяснить влияние значения энтальпии в ходе различных процессов, ее
изменение, привести примеры. Расчет энтальпии в химических реакциях.
5. Кинетика в неорганической химии. Основные закономерности протекания
химических процессов. Порядок реакции. Катализаторы. Энергия активации. Энтропия
активации. Их физический смысл.
6. Растворы. Растворение и растворимость. Законы разбавленных растворов
неэлектролитов. Ионное произведение воды. Произведение растворимости. Влияние
температуры и давления на растворимость.
7. Химия неметаллов. Галогены. Общая характеристика элементов VII-A группы.
Физические и химические свойства простых веществ. Кислородные соединения
галогенов.
Общая характеристика элементов VI-А группы. Сероводород и сульфиды. Оксид серы
(IV). Теоретическое обоснование технологических процессов
получения серы,
сероводорода и сульфидов. Оксид серы (VI).
Химия р-элементов III-V групп. Общая характеристика элементов V- A группы.
Оксиды азота (I-V), их свойства и технология получения. Оксид фосфора (V). Фосфорная
кислота и ее соли.
8. Химия металлов. Общие свойства металлов. Сплавы и их получение. Типы диаграмм
плавкости, термический анализ. Протекание электрохимических процессов. Электродные
потенциалы. Ряд напряжения металлов.
9. Химия комплексных соединений. Основные понятия химии координационных
соединений.
Классификация
и
номенклатура
комплексных
соединений.
Спектрохимический ряд лигандов. Понятие об ЭСКП и устойчивость комплексов.
10. Общая характеристика d– и f-элементов. Общие закономерности изменения свойств
d–элементов. Свойства элементов подгруппы железа, меди, цинка.
11.
Окислительно-восстановительные
реакции.
Составление
окислительновосстановительных реакций и методы их уравнивания.
Дисциплина «Органическая химия алифатических соединений ряда
12. Теоретические основы органической химии. Строение органических веществ в
рамках метода валентных связей и метода молекулярных орбиталей (электронное
строение атома углерода, гибридизация и типы гибридизации атомов углерода, эффект
сопряжения и т.д.)
13. Влияние атомов органических молекул друг на друга (электроотрицательность
гибридных состояний атома углерода, электроотрицательность связей и групп атомов,
электронные эффекты: индуктивный, мезомерный, конъюгация и т.д.)
14. Изомерия органических веществ ( по строению, заместительная, по положению атома
(группы атомов), геометрическая изомерия и оптическая изомерия).
15. Типы связей органических молекул. Характеристики связей (энергия, полярность и
поляризуемость). Типы разрыва химической С-С связи. Природа частиц, образованных
при разрыве С-С связи.
16. Химические реакции органических веществ. Классификация реакций по конечным
продуктам, по промежуточным полупродуктам, по кинетике. Механизм реакции.
17. Алканы. Промышленные и лабораторные способы получения алканов. Химические
реакции алканов. Механизм радикального замещения в ряду алканов.
18. Алкены и алкины. Промышленные и лабораторные способы получения алкенов и
алкинов. Химические реакции алкенов и алкинов. Механизм электрофильного
присоединения в ряду алкенов и алкинов.
19. Сопряженные алкадиены. Промышленные и лабораторные способы получения
алкадиенов. Химические реакции алкадиенов. Реакция диенового синтеза
20. Галогенсодержашие органические соединения. Промышленные и лабораторные
способы получения галогенсодержаших органических соединений. Химические реакции
галогенсодержаших органических соединений. Механизм нуклеофильного замещения в
ряду галогенсодержаших органических соединений.
21. Спирты. Промышленные и лабораторные способы получения спиртов. Химические
реакции спиртов. Кислотные свойства спиртов. Влияние природы заместителя на
кислотность.
22. Карбонильные соединения (альдегиды, кетоны, карбоновые кислоты, сложные
эфиры, галогенангидриды и ангидриды карбоновых кислот). Промышленные и
лабораторные способы получения карбонильных соединений. Химические реакции
карбонильных соединений. Карбонильная и метиленовая активности.
23. Амины. Промышленные и лабораторные способы получения аминов. Химические
реакции аминов. Основные свойства аминов. Влияние природы заместителя на
основность.
24. Нитросоединения. Промышленные и лабораторные способы получения
нитросоединений. Химические реакции нитросоединений.Строение нитрогруппы в
рамках метода валентных соединений и метод молекулярных орбиталей.
25. Полифункциональные органические соединения. Химические свойства окси- и
аминокислот. Химические свойства β- дикарбонильных соединений. Химические свойства
углеводов.
Дисциплина «Основные процессы и аппараты химических производств»
26. Теоретические основы процессов химической технологии. Теоретические основы
процессов химической технологии. Законы сохранения массы, энергии и импульса.
Материальный и энергетический баланс.
27. Законы термодинамического равновесия. Условия термодинамического равновесия.
Правило фаз. Уравнения и линии равновесия.
28. Общие сведения по гидравлике. Силы, действующие в реальной жидкости. Уравнение
сплошности потока. Расчет диаметров труб и аппаратов. Определение расхода жидкостей
и газов. Ламинарное движение жидкости. Турбулентное движение жидкостей. Уравнение
Гагена-Пуазейля.
29. Основное уравнение гидростатики. Уравнение Бернулли.
30. Моделирование химико-технологических процессов. Физическое моделирование.
Основы теории подобия. Гидродинамическое подобие. Анализ единиц измерения.
Теорема Бекингема.
31. Гидродинамическая структура потоков. Поля скоростей в потоках при их движении и
продолжительность пребывания в промышленных аппаратах. Идеализированные и
неидеализированные модели гидродинамической структуры потоков.
32. Гидродинамические процессы и аппараты. Общие вопросы прикладной
гидравлики химических аппаратов. Сопротивление потоку. Местное сопротивление
потоку. Потери давления при движении жидкости в аппаратах. Движение тел в жидкости.
33. Перемешивание в жидких средах. Механическое перемешивание. Движение жидкости
в аппарате с мешалкой. Энергия, затрачиваемая на процесс перемешивания. Конструкция
мешалок.
34. Основы принципа псевдоожижения. Технологические параметры процесса
псевдоожижения. Применение процесса псевдоожижения в производственной практике.
35. Гидродинамика двухфазных потоков газ-жидкость, жидкость-жидкость. Барботаж.
Пленочное движение жидкости.
36. Транспортировка жидкостей. Насосы. Поршневые насосы. Производительность, напор
и высота всасывания поршневых насосов. Центробежные насосы.
37. Сжатие и транспортировка газов. Поршневые компрессоры. Вакуум-насосы.
38. Разделение жидких неоднородных систем. Материальный баланс процессов
разделения. Отстаивание. Разделение под действием разности сил давления.
39. Фильтрование. Теория фильтрования. Конструкция фильтров. Разделение в поле
действия центробежных сил. Центрифугирование. Фактор разделения.
40. Теплообменные процессы. Тепловые процессы. Температурное поле. Температурный
градиент.
41. Основной закон теплопроводности. Дифференциальное уравнение теплопроводности.
Теплопроводность плоской стенки при стационарном режиме. Теплопроводность
цилиндрической стенки. Конвективный теплообмен. Уравнение теплоотдачи. Критерии
теплового подобия.
42. Теплоотдача при кипении и конденсации. Лучистый теплообмен. Теплопередача при
стационарном режиме. Теплопередача через плоскую и цилиндрическую стенку. Средний
температурный напор. Определение средних температур теплоносителей. Тепловая
изоляция.
43. Процессы нагревания. Нагревание острым и глухим паром. Нагревание дымовыми
газами, промежуточными теплоносителями и электрическим током.
44. Выпаривание. Определение температурной депрессии. Способы выпаривания.
Выпарные аппараты.
45. Массообменные процессы. Массообменные процессы. Фазовое равновесие.
Материальный баланс массообменных процессов. Основное уравнение массопередачи.
Средняя движущая сила процесса массопередачи. Модифицированное уравнение
массопередачи. Массообмен между фазами. Конвективная диффузия. Критериальное
уравнение конвективного массообмена.
46. Абсорбция. Физические основы процесса абсорбции. Влияние температуры и давления
на процесс абсорбции. Материальный баланс абсорбции. Абсорбционные аппараты.
47. Перегонка. Характеристика двухфазных систем жидкость–пар. Простая перегонка.
Дистилляция. Перегонка с водяным паром.
48. Ректификация. Расчет числа тарелок ректификационной колонны непрерывного
действия для разделения жидких бинарных смесей. Ректификация при разных давлениях.
49. Адсорбция. Равновесие между фазами. Материальный баланс процесса адсорбции.
Кинетика адсорбции.
50. Экстрагирование. Физические основы процесса экстракции. Диаграмма экстракции.
51. Свойства влажного воздуха. Материальный баланс сушки. Статика сушки. Кинетика
сушки. Вакуумная сушка. Осушка газов.
52. Кристаллизация. Физические основы процесса кристаллизации. Методы
кристаллизации и кристаллизаторы. Материальный и тепловой балансы процесса
кристаллизации.
Дисциплина «Общая химическая технология»
53. Введение. Значение и развитие химической промышленности в Казахстане. История
химической технологии. Важнейшие
технологические понятия
и определения,
техноэкономические показатели.
54. Химическая, принципиальная и технологическая схемы. Принципы организации
технологических процессов.
55. Сырье в химической промышленности. Виды и
запасы сырья. Обогащения
минерального сырья. Вода в химической промышленности.
56. Энергетика в химической промышленности. Энергоемкость химического
производства. Виды энергии. Проблемы энергетики в химической промышленности.
57. Основные закономерности химико-технологических процессов. Каталитические
процессы. Гомогенный и гетерогенный катализ.
58. Классификация топлив. Методы переработки твердых топлив (пиролиз, газификация,
полукоксование, коксование).
59. Коксование. Продукты коксования. Устройство коксовых печей. Переработка
коксового газа.
60. Состав и свойства нефти и нефтепродуктов. Подготовка нефти к переработке.
Первичные методы переработки нефти. Технологические схемы
61. Вторичные методы переработки нефти. Термический и каталитический крекинг
нефтепродуктов. Очистка нефтепродуктов. Технологические схемы. Катализаторы.
62. Технология органических веществ. Промышленный органический синтез, его
значение, сырьевая база. Синтезы на основе оксида углерода. Производство метилового
и этилового спиртов, ацетилена, целлюлозы, полимеров, каучуков. Физико-химические
основы процессов. Сырье. Условия и технологическая схема процессов.
Дисциплина «Теория химико-технологических процессов органического синтеза»
63. Особенности развития нефтехимического синтеза и органических веществ
64. Теоретические основы производства углеводородного сырья и его подготовка к
химической переработке
65. Теоретические вопросы процессов галогенирования, механизм радикального
замещения на примере реакции хлорирования предельных и ароматических
углеводородов, механизм электрофильного замещения на примере реакции хлорирования
ароматических углеводородов.
66. Химическая технология получения хлор- и фторуглеводородов. Технологическая
схема их производства, особенности
67. Основные понятия катализа технологических процессов органических веществ.
68. Активность, селективность, избирательность каталических превращений.
69. Теоретические вопросы реакции этерификации. Технология получения этилацетата
70. Теоретические вопросы гидратации непредельных соединений на примере
технологических схем гидратации олефинов.
71. Теоретические вопросы гидратации непредельных соединений на примере
технологических схем гидратации ацетилена.
72. Теоретические вопросы производства спиртов путем гидрогалогенирования олефинов.
Теоретические основы технологии производства карбоновых кислот
73. Технологические схемы получения субстанций из промышленно значимого
растительного сырья
5. Список рекомендуемой литературы
Основная
1. Куанышева Г.С., БуркитбаевМ.М., Джамансариева Ќ.У. Краткий курс общей и
неорганической химии Алматы“Ќазаќ университеті” 2007, 2012
2. Ахметов Н.С. Общая и неорганическая химия. - М.: ВШ. - 1998.
3. Общая и неорганическая химия. Т.1. Теоретические основы химии: Учебник для
вузов в 2 томах. Под ред. А.Ф. Воробьева. – М.: ИКЦ "Академкнига", 2006. – 371 с.:
ил.
4. Мухленов И.П. Основы химической технологии. М., 1991. 2. Соколов Р.С
Химическая технология. М., 2002. – т. 1-2. 3. Кутепов А.И., Бондарева Т.И.
Общая химическая технология. М.: ВШ. – 1990.
5. Травень В.Ф. Органическая химия.М.: "Академкнига", 1,2 том, 2004.
6. Несмеянов А.Н., Несмеянов К.А. Начала органической химии. М.: Химия, 1974 г.Т.1,2.
7. Роберте Дж., Кассерио М. Основы органической химии. М.: Мир, 1978.- Т. 1,2.
8. Моррисон Р., Бойд Р. Органическая химия. М.: Мир, ВШ, 1990.
9. Шабаров Ю.С. Органическая химия. М.: Химия, 1994. -Т.1,2.
10. Нейланд О.Я. Органическая химия. М.: Высшая школа , 1990.
11. Терней А. Современная органическая химия. /под ред. Суворова Н.Н. М.:Мир,
1981.- Т. 1,2
12. Юкельсон И.И. Технология основного органического синтеза. М.: Химия, 1979.
13. Соколов Р.С. Химическая технология. М.:"Владос", 2 том, 2003.
Дополнительная
1. Зуев В.П., Михайлов В.В. Производство неорганических веществ. М.: Наука,
1999.
2. Лидин Р. А., Аликберова Л. Ю., Логинова Г. П. Общая и неорганическая химия в
вопросах: Глава 6. Периодическое изменение свойств химических элементов – М.:
Химия, 2007. – 210 с.
3. Хьюи Дж. Неорганическая химия. Строение вещества и реакционная способность.
Учебник для вузов. Перевод с англ. – М.: Химия, 1987, 696 с.: ил.
4. Бояринов А.И и др. Методы оптимизации химической технологии..
М.:Химия, 1975. 2. Кушелов В.И. Основы техники безопасности на предприятиях
химической промышленности. М.: Химия, 1977. 3. Вольфкович С. И. Общая
химическая технология. М., 1959. т. 2. 4.Бесков В.С., Сафронов В.С. Общая
химическая технология. –М.: Химия, 1999. 5. Беляева И.И. и др. Сборник задач по
химической технологии. –М.: Просвещение,1982.
5. Общая органическая химия. / под ред. Д. Вартона. М.:Химия, 1981.- Т.1-12.
6. Органикум. Практикум по органической химии. / перевод с немецкого П. Потапова.
М.: Мир, 1979.- Т. 1,2.
7. Алъбицкая В.М., Бальян Х.В. и др. Лабораторные работы по органической химии./
под ред. Гинзбурга М.: ВШ,1982.
8. Агрономов А.Е., Шабаров Ю.С. Лабораторные работы в органическом практикуме.
-М.: Химия, 1974.
9. Органический синтез: Учебное пособие для студентов./ под ред. Н.В. Васильева,
Т.А. Смолина. М.: Просвещение, 1986.
10. Лебедев И.Н. Химия и технология основного органического синтеза. М.: Химия,
1981.
Шкала оценки результатов вступительного экзамена по специальности
Оценка по
буквенной
системе
А
АВ+
В
ВС+
С
СD+
D
F
Цифровой
эквивалент
баллов
4,0
3,67
3,33
3,0
2,67
2,33
2,0
1,67
1,33
1,0
0
%-ное
содержание
Оценка по традиционной системе
95-100
90-94
85-89
80-84
75-79
70-74
65-69
60-64
55-59
50-54
0-49
Отлично
Хорошо
Удовлетворительно
Неудовлетворительно
Критерии оценки знаний и компетенций
Оценка «Отлично» - Полно раскрыто содержание материала в объёме больше
программы; правильно и полно даны определения и раскрыто содержание понятий, верно
использована терминология; для доказательства использованы различные умения, выводы из
наблюдений и опытов; ответ самостоятельный и показывает кругозор прентендента.
Оценка «Хорошо» - Раскрыто содержание материала, правильно даны определения,
понятия и использованы научные термины, ответ в основном самостоятельный, но допущена
неполнота определений, не влияющая на их смысл, и/или незначительные нарушения
последовательности изложения, и/или незначительные неточности при использовании
терминологии или в выводах.
Оценка «Удовлетворительно» - Продемонстрировано усвоение основного содержание
учебного материала, но изложено фрагментарно, не всегда последовательно, определения
понятий недостаточно чёткие, не использованы выводы и обобщения из наблюдения и опытов,
допущены существенные ошибки при их изложении, допущены ошибки и неточности в
использовании терминологии, определении понятий.
Оценка «Неудовлетворительно» - Основное содержание учебного материала не
раскрыто, не даны ответы на вспомогательные вопросы, допущены грубые ошибки в
определении понятий и в использовании терминологии.