Учебно-методический комплекс дисциплины обсужден на заседании кафедры естественнонаучного образования протокол №10 «27»

Скачать 0.75 Mb.

Название	Учебно-методический комплекс дисциплины обсужден на заседании кафедры естественнонаучного образования протокол №10 «27»
страница	2/8
Дата публикации	20.01.2015
Размер	0.75 Mb.
Тип	Учебно-методический комплекс

100-bal.ru > Химия > Учебно-методический комплекс

1 2 3 4 5 6 7 8

Филиал ДВФУ в г. Уссурийске

РАБОЧАЯ ПРОГРАММА УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ (РПУД)

Современные проблемы химтехнологии

Направление — 050100.68. Педагогическое образование

Магистерская программа – Химическое образование

Форма подготовки (очная)

Школа педагогики ДВФУ

кафедра естественнонаучного образования

курс 1, 2 семестр 2, 3

лекции 10 (час.)

практические занятия 38 (час.)

лабораторные работы не предусмотрены

всего часов аудиторной нагрузки 48 (час.)

самостоятельная работа 96 (час.)

реферативные работы не предусмотрены

контрольные работы не предусмотрены

зачет 2 семестр

экзамен 3 семестр
Рабочая программа составлена на основании требований федерального государственного образовательного стандарта высшего профессионального образования (Приказ Министерства образования и науки РФ №35 от 14 января 2010г.).

Рабочая программа обсуждена на заседании кафедры естественнонаучного образования протокол №10 « 27 » июня 2012 г.

Заведующая кафедрой: Литвинова Е.А.

2012 г.

Составитель: к.б.н., доцент Потенко Е.И.

Оборотная сторона титульного листа РУПД
I. Рабочая программа пересмотрена на заседании кафедры:

Протокол от «_____» _________________ 20 г. № ______

Заведующий кафедрой _______________________ __________________

(подпись) (и.о. фамилия)

II. Рабочая программа пересмотрена на заседании кафедры:

Протокол от «_____» _________________ 20 г. № ______

Заведующий кафедрой _______________________ __________________

(подпись) (и.о. фамилия)

АННОТАЦИЯ

Дисциплина «Современные проблемы химтехнологии» разработана для магистрантов 1 курса по направлению 050100.68 Педагогическое образование (магистерская программа «Химическое образование») в соответствии с требованиями ФГОС ВПО по данному направлению и положением об учебно–методических комплексах дисциплин образовательных программ высшего профессионального образования (утверждено приказом и.о. ректора ДВФУ от 17.04.2012.№ 12-13-87).

Дисциплина по выбору «Современные проблемы химтехнологии» относится к дисциплинам по выбору вариативной части профессионального цикла (М.2.В.1).

Цель дисциплины:

- изучение общих закономерностей химической технологии, наиболее типичных химико-технологических процессов и соответствующих им реакционных аппаратов.

Задачи дисциплины: сформировать систему базовых химико-технологических знаний, понятий об аппаратах и химических реакциях, необходимых для самостоятельного восприятия, осмысления и усвоения химико-технологических знаний, представления о взаимосвязи дисциплины с другими химическими, экономическими и экологическими дисциплинами, навыки экспериментальной работы.

Междисциплинарный характер.

Изучение дисциплины базируется на знаниях, полученных при изучении неорганической, органической, физической, коллоидной, аналитической химии. Знания и умения, приобретаемые студентами при прохождении данного курса, необходимы для успешного овладения специальностью

Требования к результатам освоения дисциплины:

- Уметь проводить классификацию технологических процессов и на основе знаний процесса предлагать оптимальные условия проведения процесса;

- Уметь проводить анализ влияния параметров системы на качество основного продукта в процессе производства, при его хранении и применении;

- Уметь оценивать технологические процессы по критериям эффективности использования сырья и энергоресурсов, экологической безопасности и экономической целесообразности производств;

- Иметь представление об основных направлениях и тенденциях химизации в мире и в нашей стране;

- Иметь представление о направлениях использования традиционного топлива и перспективных источников энергии;

- Иметь представление о материаловедении;

- Знать условия осуществления химизации и проблемы химизации (научные, производственные, экологические);

- Знать экономические и научные (химические) проблемы энергетики и роль химии в их решении:

Владеть техникой химического эксперимента.

Дисциплина направлена на формирование общекультурных, общепрофессиональных и профессиональных компетенций выпускника: ОПК-1; ПК-6; ПК-20:

- готовностью осуществлять профессиональную коммуникацию на государственном (русском) и иностранном языках (ОПК-1);

- готовностью использовать индивидуальные креативные способности для оригинального решения исследовательских задач (ПК-6);

- готовностью к использованию современных информационно-коммуникационных технологий и СМИ для решения культурно-просветительских задач (ПК-20).

СТРУКТУРА И содержание теоретической части курса

Тема 1. Основные закономерности химической технологии (2 час)

1. Понятие о химико-технологическом процессе.

2.Классификация химико-технологических процессов по:

а) по характеру химических реакций,

б) по методам обработки и параметрам технологического режима и

другим признакам.

3.Реакторы

Тема 2. Каталитические процессы и контактные аппараты (4 час)

1.Значение катализа в химической промышленности.

2.Типы важнейших каталитических процессов:

а) Гомогенный катализ

б) Закономерности гетерогенного катализа

в) Избирательный катализ

Тема 3. Аппараты в химической технологии (2 час)

1.Типы реакторов и уравнения скоростей процесса.

2.Идеальное вытеснение.

3.Полное смешивание.

4.Реальные процессы и реакторы.

а) Адиабатические

б) изотермические

в) политермические процессы и соответствующие им реакторы.

Тема 4. Промышленный органический синтез (2 час)

1.Сырье органического синтеза.

2. Виды продуктов основного органического синтеза, их характеристика, свойства, значение в народном хозяйстве.

3.Типовые химико-технологические процессы, применяемые в органическом синтезе:

а) гидрирование

б) окисление

в) дегидрирование

г) гидратация

д) гидролиз

е) алкирование

ж) нитрование

з) хлорирование и др.

4. Роль каталитических процессов в органическом синтезе.

СТРУКТУРА И содержание практической части курса

Занятие 1. Предмет химической технологии. Основные задачи, решаемые химической технологией. Технико – экономические показатели химических производства (2 час).

Занятие 2-3. Сырье химической промышленности. Флотация. Приготовление шихты. Обогащение руды (4 час).

Занятие 4-5. Производство серной кислоты. Получение серной кислоты контактным способом (4 час).

Занятие 6-7. Производство аммиака и азотной кислоты. Получение аммиачной селитры из аммиака и азотной кислоты (4 час).

Занятие 8-9. Минеральные удобрения. Распознавание минеральных удобрений (4 час).

Занятие 10-11. Силикаты. Получение цветного стекла, заданного состава (4 час).

Занятие 12-13. Электрохимические производства. Производство металлов. Алюминотермия, получение металлов из их оксидов методом алюминотермии (4 час).

Занятие 14-15. Технология органического синтеза. Получение уксусной кислоты (4час).

Занятие 16-17. Технология высокомолекулярных соединений. Получение фенол – формальдегидных смол (4 час).

Занятие 18-19. Нефть и ее переработка. Моделирование процесса каталитического крекинга керосина и определение характеристик исходного сырья и продуктов крекинга (4час).

контроль достижения целей курса

Промежуточный контроль

Задание 1. Дайте ответ на следующие вопросы:

Содержание вопросов

1. Исходя из электронного строения атома кремния, охарактеризуйте его возможные валентные состояния. (1, 7, 13, 19, 25)

2. Нахождение кремния в природе, его важнейшие соединения. (2, 8, 14, 20, 26)

3. Опишите физические свойства кремния, его аллотропные модификации. В каких областях техники используют кремний и его соединения? (3, 9, 15, 21, 27)

4. В каких химических веществах можно растворить кремний? Приведите уравнения соответствующих реакций. (4, 10, 16, 22, 28)

5. Приведите уравнения реакций, с помощью которых можно осуществить следующие превращения: кремний → метасиликат натрия → метакремниевая кислота → диоксид кремния → кремний.( 5, 11, 17, 23, 29)

6. Кратко охарактеризуйте химические свойства кремния. Приведите уравнения нескольких реакций, отражающих наиболее важные химические свойства кремния (6, 12, 18, 24, 30)
Задание 2. Дайте ответ на следующие вопросы:

Содержание вопросов

1. Составьте уравнение реакции, протекающей при химическом выветривании полевого шпата под действием воды и углекислого газа, находящихся в воздухе.( 1, 13, 25)

2. Какие химические процессы протекают: а) при тепловой обработке (150 – 160^оС) гипсового камня? б) при твердении полуводного сульфата кальция после затворения порошка гипса водой?( 2, 14, 26)

3. Что такое высокообжиговый гипс (эстрих – гипс)? Как его получают? Приведите уравнение соответствующей реакции.( 3, 15, 27)

4. Что такое каустический магнезит? Как его получают? Приведите уравнение соответствующей реакции.( 4, 16, 28)

5. Что такое каустический доломит? Как его получают? Приведите уравнение соответствующей реакции.( 5, 17, 29)

6. Как получают растворимое стекло? Что происходит при его твердении на воздухе? Приведите уравнения соответствующих реакций.( 6, 18, 30)

7. Как влияет добавка кремнефтористого натрия на процесс твердения стекла? Приведите уравнение соответствующей химической реакции(7, 19)

8. Как получают искусственные силикаты (оконное, хрустальное, цветные стёкла)? Приведите уравнения соответствующих реакций.( 8, 20)

9. Как получают строительную воздушную известь и гашёную известь? Приведите уравнения соответствующих реакций. (9,21)

10. Опишите процесс твердения извести на воздухе? Приведите уравнения соответствующих реакций ( 10, 22).

11. Как получают газобетон? Что используют в качестве газообразователей? Приведите уравнение соответствующей химической реакции (11, 23).

12. Опишите процесс получения силикатного кирпича. Приведите уравнение соответствующей химической реакции (12, 24).
Вопросы к зачету

1. Основные этапы развития химической технологии как науки. Идея итеграционного натурно-вычислительного эксперимента. Декомпозиционно-интеграционный подход для описания химико-технологического процесса.

2. Химическое равновесие в химико-технологических системах. Способы смещения равновесия. Константа химического равновесия в гомогенных и гетерогенных системах. Методы расчета равновесной степени превращения реагентов. Зависимость константы равновесия от температуры.

3. Постулаты химической кинетики. Кинетические уравнения реакций 0, 1 порядков. Способы изменения скоростей простых и сложных реакций.

4. Каталитические процессы в химической технологии. Характеристики катализаторов. Основные стадии гетерогенных каталитических процессов.

5. Классификация химических реакторов. Уравнения материального и теплового балансов. Проточный и периодический реактор идеального смешения в изотермическом режиме.

6. Классификация химико-технологических процессов по фазовому состоянию продуктов реакции, по характеру химических реакций, по методам обработки и параметрам технологического режима.

7. Равновесие в химико-технологическом процессе и оценка возможностей его смещения. Применение принципа Ле Шателье и правила фаз для определения параметров технологического режима.

8. Гомогенные процессы. Влияние температуры на скорость реакций. Теоретический и практический выход продукт

9. Влияние концентраций реагирующих веществ на скорость химико-технологического процесса и выход целевого продукта в гомогенных и гетерогенных процессах.

10. Влияние гидродинамической обстановки на скорость процесса. Деление процессов и реакторов по степени перемешивания реагирующих смесей.

11. Типы реакторов и уравнения скоростей процесса. Идеальное вытеснение. Полное смешивание. Реальные процессы и реактор.

12. Адиабатические, изотермические, политермические процессы и соответствующие им реакторы.

13. Диффузия в химико-технологических процессах. Закономерности массообмена в гетерогенных процессах: газ—жидкость (Г—Ж), жидкость—твердое (Ж—Т), газ—твердое (Г—Т), многофазные процессы.

14. Основы макрокинетики. Области протекания процессов – кинетическая, киффузионная, переходная.

15. Высокотемпературные гетерогенные процессы.

16. Значение катализа в химической промышленности. Типы важнейших каталитических процессов. Гомогенный катализ.

17. Закономерности гетерогенного катализа. Избирательный катализ.

18. Влияние факторов технологического режима на выход продукта каталитического процесса.

19. Свойства твердых катализаторов. Промышленные контактные массы и требования, предъявляемые к ним.

20. Контактные аппараты
Вопросы к экзамену

1. Железо-Углерод. Сплавы железа с углеродом. Сырье и основные химические процессы, протекающие при выплавке чугуна. Получение чугуна с низким содержанием серы и фосфора.

2. Диаграмма состояния Железо-Углерод. Сплавы железа с углеродом. Физико-химические основы производства стали кислородно-конвертерным методом. Сравнительная характеристика основных способов производства стали.

3. Основные этапы получения алюминия. Современное производство глинозема, сравнительная характеристика метода Байера и метода спекания. Электролитическое производство алюминия.

4. Синтетическое производство метанола. Сырье, физико-химические основы и технологическая схема процесса. Преимущества и недостатки катализаторов высокого и низкого давления.

5. Производство альдегидов. Сырье, физико-химические основы и технологическая схема получения формальдегида из метанола и ацетальдегида из этилена

6. Сравнительная характеристика основных методов производства ацетилена. Получение ацетальдегида из ацетилена.

7. Производство уксусной кислоты. Сырье, физико-химические основы и технологическая схема процесса. Совместное производство уксусной кислоты и уксусного альдегида

8. Синтезы на основе этилена. Получение этанола методом гидратации этилена (сырье, физико-химические основы и технологическое оформление процесса).

9. Получение кислород-содержащих соединений методом оксосинтеза. Основные стадии процесса. Получение карбонил-кобальтовых катализаторов и их характеристика. Механизм действия катализаторов. Условия получения спиртов и альдегидов нормального и изо-строения.

10. Кумольный метод получения фенола и ацетона. Сырье, основные стадии процесса. Технологическая схема окисления изопропилбензола и разложения гидроперекиси.

11. Основные области применения стирола. Получение стирола: сырье, основные стадии производства. Физико-химические основы алкилирования бензола. Дегидрирование этилбензола. Халкон-процесс. Сырье, физико-химические основы и основные стадии производства.

12. Производство винилхлорида из ацетилена, технологическая схема процесса. Теоретические основы получения винилхлорида из этилена. Преимущества комбинированного процесса производства винилхлорида.

13. Основные области применения винилацетата. Производство винилацетата из этилена и ацетилена

14. Синтетические волокна. Получение капролактама из бензола и фенола. Технологическая схема производства капрона.

15. Синтетические волокна. Получение из п-ксилола ДМТ и его переэтерификация. Поликонденсация ДЭГТ и производство лавсана.

16. Основные свойства полимерных материалов. Производство бутадиена и изопрена. Полимеризация изопрена, получение натурального каучука.

17. Полимерные материалы. Получение полиэтилена методами радикальной и координационно-ионной полимеризации. Особенности строения и механических свойств ПЭВД и ПЭНД.

18. Фенол-формальдегидные смолы. Методы получения новолачных и резольных смол и реакции их отверждения.

19. Эпоксидные смолы. Условия получения и отверждения. Основные области использования эпоксидных смол.

20. Аминопласты. Методы получения меламиновых смол и реакции их отверждения. Ограничения использования аминопластов в быту.