Учебнометодический комплекс по дисциплине для подготовки дипломированного специалиста по направлению 240000 Химическая и биотехнологии
 Скачать 1.18 Mb.
|
|
2.3. Практические занятия, их наименование и объем в часах. 1. Первый закон термодинамики - 3 часа. 2. Второй закон термодинамики - 3 часа. 3. Фазовое равновесие однокомпонентных систем - 2 часа. 4. Термодинамические характеристики растворов - 2 часа. 5. Разбавленные растворы - 4 часа. 6. Гетерогенное равновесие в бинарных системах, содержащих жидкую и паровую фазы -2 часа. 7. Гетерогенное равновесие в бинарных системах, содержащих жидкую и твердую фазы - 2 часа. 8. Химическое равновесие - 2 часа. 9. Электрическая проводимость. Равновесие в растворах электролитов - 1 час. 10. Электродвижущие силы. Электродные потенциалы - 1 час. 11. Формальная кинетика - 4 часа. 12. Зависимость скорости химической реакции от температуры - 3 часа. 13. Теоретические основы расчета константы скорости реакции - 3 часа. 14. Кинетика фотохимических и цепных реакций - 2 часа. 15. Диффузия. Кинетика гетерогенных процессов - 2 часа. 16. Кинетика реакций в растворах. Гомогенный и гетерогенный катализ - 2 часа. 17. Кинетика электрохимических реакций - 1 час. 18. Вращательные спектры многоатомных молекул и колебательные спектры атомов в молекулах - 1 час. Всего 40 часов (50) 2.4. Экспериментальные работы научно-исследовательского характера: 1. Кондуктометрическое титрование, его использование для расчета энтальпии и энтропии электролитической диссоциации. 2. Получение металлов электролизом растворов хлоридов металлов. 3. Высаливание растворенных веществ и применение уравнения И.М.Сеченова для 12 расчета процесса. 4. Диаграмма состав раствора - состав пара. 5. Экстракционное извлечение металлов из кислотных растворов. 6. Изучение особенностей равновесия в трехкомпонентных системах. 7. Изучение кинетики реакции и расчет основных кинетических параметров. 8. Изучение ограниченной взаимной растворимости жидкостей и влияния различных параметров процесса. 9. Определение порядка реакции окисления иодид-ионов ионами железа (111). 10. Изучение кинетики выщелачивания древесной зелени сосны щелочным раствором. 11. Изучение сорбционных свойств гидролизного лигнина (отхода ЦБП). 12. Изучение кинетики извлечения биологически-активных веществ из древесной зелени сосны при помощи кетонов. 2.5. Составление обучающих, контролирующих и расчетных компьютерных программ: 1. Компьютерная программа по расчету квантово-механических характеристик веществ. 2. Компьютерные программы по важнейшим разделам теоретической (лекционной) части физической химии для успешной подготовки к сдаче лабораторных работ, зачета и экзамена. Всего 25 часов 2.6. Самостоятельная работа и контроль успеваемости 2.6.1. Для очной формы обучения № п/п Вид самостоятельной работы Число часов Вид контроля успеваемости 1. Проработка лекционного материала по конспекту и учебной литературе 35 ТО, КО 2. Подготовка к лабораторной работе 30 ОЛР, КО, зачет 3. Подготовка к практическим занятиям 20 РЗ 4. Самостоятельное изучение тем, не рассматриваемых на лекциях и практических занятиях 25 КО, зачет 5. Проработка расчетов, используемых на практических занятиях и самостоятельное решение контрольных многовариантных задач 15 ТО, ОПР 6. Подготовка к аттестационной контрольной работе 15 АКР 7. Подготовка к зачету 10 Зачет 8. Подготовка к экзамену 20 Экзамен Всего: 170 13 2.6.2.Для заочной формы № п/п Вид самостоятельной работы Число часов Вид контроля успеваемости 1. Проработка лекционного материала по конспекту и учебной литературе 11 Зачет 2. Оформление отчета по лабораторной работе 11 ОЛР 3. Подготовка к практическим занятиям 6 РЗ 4. Проработка расчетов, используемых на практических занятиях и самостоятельное решение контрольных многовариантных задач 25 ТО, ОПР 5. Решение задач контрольной работы 34 КР 6. Изучение тем, не рассматриваемых на лекциях 167 КО, зачет 7. Подготовка к зачету 10 Зачет 8. Подготовка к экзамену 20 Экзамен Всего: 284 2.6.3.Для заочной (сокращенной) формы № п/п Вид самостоятельной работы Число часов Вид контроля успеваемости 1. Проработка лекционного материала по конспекту и учебной литературе 4 Зачет 2. Оформление отчета по лабораторной работе 5 ОЛР 3. Подготовка к практическим занятиям 2 РЗ 4. Проработка расчетов, используемых на практических занятиях и самостоятельное решение контрольных многовариантных задач 50 ТО, ОПР 5. Решение задач контрольной работы 64 КР 6. Изучение тем, не рассматриваемых на лекциях 173 КО, зачет 8. Подготовка к экзамену 20 Экзамен Всего: 318 Текущая успеваемость студентов контролируется: сдачей отчетов по лабораторным, работам (ОЛР), теоретическим опросом на лабораторных занятиях (ТО); контрольным опросом на лекциях и лабораторных занятиях (КО); решением задач по темам практических занятий и лекций (РЗ); курсовыми работами (КР). Требования к зачету по лабораторному практикуму. 1. Сдача отчетов по лабораторным работам. 2. Решение задач по указанным выше темам. 3. Результаты опроса по теоретическим вопросам согласно 14 вышеуказанных тем лабораторных работ. 4. Зачет по теоретическим вопросам курса физической химии. 15 2.7. Распределение часов по темам и видам занятий 2.7.1. Для очной формы обучения Наименование темы Объем работы студента, час Форма контроля Лекции Лабор. занятия Практ. занятия Сам. работа Всего 1 2 3 4 5 6 7 Предмет и содержание курса физической химии. Физико- химические методы 2 - 1 4 7 ОЛР, КР Химическая термодинамика , ее понятия и определения. 3 - - 4 7 КО Работа расширения идеальных газов 2 - - 3 5 КО Первый закон термодинамики. Закон Гесса и его следствия 2 - 3 7 12 ПР, ОЛР Теплоемкость системы 2 - - 3 5 КО Второй закон термодинамики 2 - 3 8 13 ПР, КР Энтропия 2 - - 3 5 КО Химический потенциал. Правило фаз. 3 - 8 5 16 ПР, ОЛР Характеристические функции. Энергия Гельмгольца. 2 - - 3 5 ПР Уравнение изотермы, изобары и изохоры химической реакции. 2 - - 3 5 КО, КР Основные понятия и определения химической кинетики. Закон действия масс. 2 20 7 4 33 ПР, ОЛР Молекулярность и порядок химических реакций 3 6 - 8 17 ОЛР, КР Формальная кинетика сложных реакций. Параллельные и последовательные реакции 3 6 5 22 36 ПР, ОЛР Теория активных соударений. Теория активированного комплекса 2 - 3 4 9 КО 16 Цепные реакции и особенности их кинетики 2 - 2 4 КО Катализ и катализаторы 3 - - 2 5 ОЛР, КР Гомогенный катализ 5 - - 3 8 ОЛР. КР Гетерогенный катализ 2 - - 4 6 ОЛР, КР Фотохимические реакции и особенности их кинетики 3 - 2 3 8 ПР, КО Идеальные и предельно разбавленные растворы Законы идеальных и реальных растворов. 3 8 2 8 21 ПР, ОЛР Законы Коновалова и основные принципы разделения смесей 3 - - 3 6 ОЛР, КР Разбавленные растворы и их свойства 2 16 4 19 41 ПР, ОЛР Осмос. Уравнения Вант- Гоффа и Нернста-Шилова 2 - - 2 4 ОЛР Электрохимия. Теория электролитической диссоциации Аррениуса и основные понятия теории сильных электролитов Дебая- Хюккеля 3 - - 3 6 ПР, ОЛР Удельная, молярная и эквивалентная электропроводимости растворов электролитов 2 - 2 3 7 ПР, КР Возникновение скачка электрического потенциала на границе электрод-раствор. Строение двойного электрического слоя 3 - - 2 5 КО Гальванические элементы и их классификация. Реакции на электродах 3 4 - 3 10 ПР, ОЛР, КР Электролиз растворов и расплавов электролитов. Законы Фарадея 2 - - 2 4 ПР, ОЛР, КР Подготовка к зачету - - - 10 10 Зачет Подготовка к экзамену - - - 20 20 Экзамен Всего: 70 60 40 170 340 Зачет, 2 экзамена, КР 17 2.7.2. Для заочной формы обучения Наименование темы Объем работы студента, час Форма контроля Лекции Лабор. занятия Практ. занятия Сам. работа Всего 1 2 3 4 5 6 7 Предмет и содержание курса физической химии. Физико- химические методы 0,5 - 1 8 9,5 ОЛР, КР Химическая термодинамика , ее понятия и определения. 0,5 - - 8 8,5 КО Работа расширения идеальных газов 1 - - 9 10 КО Первый закон термодинамики. Закон Гесса и его следствия 0,5 - 1 12 17,5 ПР, ОЛР Теплоемкость системы 1 - - 8 9 КО Второй закон термодинамики 1 - 1 12 18 ПР, КР Энтропия 1 - - 8 9 КО Химический потенциал. Правило фаз. 1 - 2 10 13 ПР, ОЛР Характеристические функции. Энергия Гельмгольца. 0,5 - - 8 8,5 ПР Уравнение изотермы, изобары и изохоры химической реакции. 0,5 - - 8 8,5 КО, КР Основные понятия и определения химической кинетики. Закон действия масс. 0,5 12 1 9 10,5 ПР, ОЛР Молекулярность и порядок химических реакций 1 6 - 11 16 ОЛР, КР Формальная кинетика сложных реакций. Параллельные и последовательные реакции 1 - 1 22 28 ПР, ОЛР Теория активных соударений. Теория активированного комплекса 0,5 - 1 8 9,5 КО Цепные реакции и особенности их кинетики 0,5 - - 7 7,5 КО 18 Катализ и катализаторы 1 - - 6 7 ОЛР, КР Гомогенный катализ 1,5 - - 7 8,5 ОЛР. КР Гетерогенный катализ 0,5 - - 8 8,5 ОЛР, КР Фотохимические реакции и особенности их кинетики 1 - 1 8 10 ПР, КО Идеальные и предельно разбавленные растворы Законы идеальных и реальных растворов. 1 - 1 12 16 ПР, ОЛР Законы Коновалова и основные принципы разделения смесей 1 - - 6 7 ОЛР, КР Разбавленные растворы и их свойства 0,5 4 1 20 25,5 ПР, ОЛР Осмос. Уравнения Вант- Гоффа и Нернста-Шилова 0,5 - - 6 6,5 ОЛР Электрохимия. Теория электролитической диссоциации Аррениуса и основные понятия теории сильных электролитов Дебая- Хюккеля 1 - - 7 8 ПР, ОЛР Удельная, молярная и эквивалентная электропроводимости растворов электролитов 0,5 - 1 7 8,5 ПР, КР Возникновение скачка электрического потенциала на границе электрод-раствор. Строение двойного электрического слоя 1 - - 6 7 КО Гальванические элементы и их классификация. Реакции на электродах 1 - - 7 8 ПР, ОЛР, КР Электролиз растворов и расплавов электролитов. Законы Фарадея 0,5 - - 6 6,5 ПР, ОЛР, КР Подготовка к зачету - - - 10 10 Зачет Подготовка к экзамену - - - 20 20 Экзамен Всего: 22 22 12 284 340 Зачет, 2 экзамена, КР 19 2.7.3.Для заочной (сокращенной) формы обучения Наименование темы Объем работы студента, час Форма контроля Лекции Лабор. занятия Практ. занятия Сам. работа Всего 1 2 3 4 5 6 7 Предмет и содержание курса физической химии. Физико- химические методы - - - 10 10 ОЛР, КР Химическая термодинамика , ее понятия и определения. 0,5 - - 10 10,5 КО Работа расширения идеальных газов - - - 11 11 КО Первый закон термодинамики. Закон Гесса и его следствия 1 - 0,5 14 15,5 ПР, ОЛР Теплоемкость системы 0,5 - - 10 10,5 КО Второй закон термодинамики 1 - 0,5 14 15,5 ПР, КР Энтропия - - - 10 10 КО Химический потенциал. Правило фаз. 0,5 - - 12 12,5 ПР, ОЛР Характеристические функции. Энергия Гельмгольца. - - - 8 8 ПР Уравнение изотермы, изобары и изохоры химической реакции. 0,5 - - 8 8,5 КО, КР Основные понятия и определения химической кинетики. Закон действия масс. 0,5 4 1 11 16,5 ПР, ОЛР Молекулярность и порядок химических реакций 0,5 4 - 13 17,5 ОЛР, КР Формальная кинетика сложных реакций. Параллельные и последовательные реакции 1 - 1 24 26 ПР, ОЛР Теория активных соударений. Теория активированного комплекса - - - 10 10 КО Цепные реакции и особенности их кинетики - - - 9 9 КО Катализ и катализаторы 0,5 - - 8 8,5 ОЛР, КР Гомогенный катализ - - - 9 9 ОЛР. КР Гетерогенный катализ - - - 8 8 ОЛР, КР Фотохимические реакции и особенности их кинетики - - - 8 8 ПР, КО Идеальные и предельно разбавленные растворы .Законы идеальных и реальных растворов. 0,5 - 1 12 13,5 ПР, ОЛР Законы Коновалова и основные принципы разделения смесей - - - 8 8 ОЛР, КР Разбавленные растворы и их свойства - 2 - 20 22 ПР, ОЛР 20 Осмос. Уравнения Вант-Гоффа и Нернста-Шилова - - - 8 8 ОЛР Электрохимия. Теория электролитической диссоциации Аррениуса и основные понятия теории сильных электролитов Дебая-Хюккеля 0,5 - - 7 7,5 ПР, ОЛР Удельная, молярная и эквивалентная электропроводимости растворов электролитов - - - 7 7 ПР, КР Возникновение скачка электрического потенциала на границе электрод-раствор. Строение двойного электрического слоя - - - 6 6 КО Гальванические элементы и их классификация. Реакции на электродах 0,5 - - 7 7,5 ПР, ОЛР, КР Электролиз растворов и расплавов электролитов. Законы Фарадея - - - 6 6 ПР, ОЛР, КР Подготовка к зачету - - - 10 10 Зачет Подготовка к экзамену - - - 20 20 Экзамен Всего: 8 10 4 318 340 Зачет, 2 экзамена, КР ВОПРОСЫ к ЗАЧЕТУ по ФИЗИЧЕСКОЙ ХИМИИ 1. Химическая термодинамика. Системы (открытые, закрытые, изолированные; гомогенные, гетерогенные; однородные, неоднородные) и фазы (простые, смешанные). Обратимые и необратимые процессы. Изотермические, изобарные, изохорные процессы. Эндотермические и экзотермические реакции. Полная энергия системы. Внутренняя энергия. Энтальпия. 2. Работа. Работа расширения идеальных газов. Работа изотермического, изохорного, изобарного и адиабатного процессов. 3. Первый закон термодинамики. Его математическое выражение для изотермических, изохорных, изобарных процессов и процессов с бесконечно малыми изменениями. 4. Закон Гесса и его следствия. Зависимость тепловых эффектов от температуры. Закон Кирхгофа. 5. Теплоемкость системы. Влияние температуры на теплоемкость. Удельная и молярная теплоемкость. Изобарная и изохорная теплоемкость. 6. Кинетическая теория теплоемкости идеальных газов с одно-, двух- и многоатомными молекулами. Теплоемкость жидких и твердых веществ. 7. Второй закон термодинамики. Теорема Карно - Клаузиуса. Цикл Карно. Уравнение аналитического выражения второго закона термодинамики. 8. Энтропия. Аналитическое выражение II закона термодинамики для обратимых 21 процессов. Энтропия и термодинамическая вероятность системы. 9. Уравнение изотермы реакции. Уравнение изобары реакции. 10. Фазовое равновесие. Правило фаз. Гиббса. Уравнение Клапейрона - Клаузиуса для обратимых изотермических переходов; для конденсированных фаз. Фазовые переходы чистого вещества. 11. Диаграмма состояния воды. 12. Диаграмма состояния диоксида углерода. 13. Диаграмма состояния серы. 14. Химическая кинетика. Скорость химических реакций. Закон действия масс. Молекулярность и порядок реакции. Способы определения порядка реакции. 15. Факторы, влияющие на скорость реакции. Правило Вант-Гоффа. Уравнение Аррениуса. Энергия и энтропия активации. Способы вычисления. 16. Теория элементарного химического акта. 17. Односторонние реакции первого порядка. 18. Односторонние реакции второго порядка. 19. Кинетика реакций в реакторе идеального вытеснения. 20. Кинетика реакций в реакторе идеального смешения. 21. Цепные реакции и особенности их протекания (стадии цепной реакции, неразветвленные и разветвленные цепные реакции). Кинетика цепных реакций. 22. Фотохимические реакции, законы фотохимии (Гротгуса-Дрепера, Эйнштейна- Штарка). Закон Ламберта-Беера. Кинетика фотохимической реакции. ВОПРОСЫ к ЭКЗАМЕНУ по ФИЗИЧЕСКОЙ ХИМИИ 1. Химическая термодинамика. Системы (открытые, закрытые, изолированные; го- могенные, гетерогенные; однородные, неоднородные) и фазы (простые, смешанные). Обратимые и необратимые процессы. Изотермические, изобарные, изохорные процессы. Эндотермические и экзотермические реакции. Полная энергия системы. Внутренняя энергия. Энтальпия. 2. Работа. Работа расширения идеальных газов. Работа изотермического, изохорного, изобарного и адиабатного процессов. 3. Первый закон термодинамики. Его математическое выражение для изотермических, изохорных, изобарных процессов и процессов с бесконечно малыми изменениями. 4. Закон Гесса и его следствия. Зависимость тепловых эффектов от температуры. Закон Кирхгофа. 5. Теплоемкость системы. Влияние температуры на теплоемкость. Изобарная и изохорная теплоемкость. 6. Кинетическая теория теплоемкости идеальных газов с одно-, двух- и многоатомными молекулами. Теплоемкость жидких и твердых веществ. 7. Второй закон термодинамики. Теорема Карно-Клаузиуса. Цикл Карно. Уравнение аналитического выражения второго закона термодинамики. 8. Энтропия. Аналитическое выражение II закона термодинамики для обратимых про- цессов. Энтропия и термодинамическая вероятность системы. 9. Характеристические функции. Энергия Гельмгольца. Энергия Гиббса. Уравнение Гиббса-Гельмгольца. 22 10. Химический потенциал, как функция состояния. Химический потенциал идеального и реального газов, веществ в жидком и твердом состояниях. 11. Уравнение изотермы реакции. Уравнение изобары реакции. 12. Фазовое равновесие и свойства растворов. Химическое равновесие. Правило фаз. Уравнение Клапейрона - Клаузиуса. Диаграмма состояния воды. 13. Диаграмма состояния диоксида углерода. 14. Диаграмма состояния серы. 15. Электролитическая диссоциация. Степень диссоциации и факторы на нее влияющие. Константа диссоциации. Аналитическое выражение закона разведения Оствальда. Уравнение Вант - Гоффа. 16. Электрическая проводимость электролитов. Удельная и молярная электрическая проводимость. Кондуктометрия. 17. Ионная активность. Коэффициент активности. Ионная сила раствора. Правило по- стоянства ионной силы Льюиса и Рендала. 18. Закон Рауля. Температура кипения идеального раствора. Температура замерзания идеального раствора. Осмотическое давление идеального раствора. 19. Электрохимия растворов. Термодинамика электрохимического элемента. 20. Теория электродного потенциала Писаржевского-Изгарышева-Герни (возникновение скачка потенциала на границе раствор - металл). Диффузионный потенциал. Строение двойного электрического слоя на границе раствор - металл. 21. Электрохимия растворов. Равновесный и стандартный электродные потенциалы. Электроды первого рода: амальгамные, водородные, кислородные, газовые. 22. Электроды второго рода: каломельный, хлорсеребряный. Окислительно- восстановительные электроды. Потенциометрия. 23. Электрохимия растворов. Химические и концентрационные цепи. 24. Электрохимические процессы в электролитах. Электролиз растворов и расплавов электролитов. Законы Фарадея. 25. Химическая кинетика. Скорость химических реакций. Закон действия масс. Молекулярность и порядок реакции. Способы определения порядка реакции. 26. Факторы, влияющие на скорость реакции. Правило Вант-Гоффа. Энергия и энтропия активации. Способы вычисления. 27. Теория элементарного химического акта. 28. Кинетика квазистатических процессов. 29. Односторонние реакции 1 порядка. 30. Односторонние реакции второго порядка. 31. Кинетика реакций в реакторе идеального вытеснения. 32. Кинетика реакций в реакторе идеального смешения. 33. Цепные реакции и особенности их протекания (стадии цепной реакции, неразветвленные и разветвленные цепные реакции). Кинетика цепных реакций. 34. Фотохимические реакции, законы фотохимии (Гротгуса - Дрепера, Эйнштейна- Штарка). Закон Ламберта - Беера. Кинетика фотохимической реакции. 35. Катализ. Специфичность катализа. Гомогенные и гетерогенные катализаторы. Активность и селективность катализаторов. Особенности кинетики каталитических реакций. Энергия активации каталитических реакций. 36. Гетерогенный катализ. Структура поверхности катализаторов. Адсорбция, как стадия 23 гетерогенных каталитических реакций. Изотерма адсорбции по Лэнгмюру. 37. Механизмы гетерогенно-каталитических реакций (кислотно-основной, окислительно- восстановительный, на поверхности металлов). Кинетика гетерогенно-каталитических реакций на равнодоступной поверхности. 38. Макрокинетика гетерогенно-каталитических процессов. Внешняя диффузия. Внутренняя диффузия. Области протекания гетерогенно-каталитических реакций. 39. Кислотно-основной гомогенный катализ. Кинетика реакций. 40. Окислительно-восстановительный гомогенный катализ. |