《催化化学》教学大纲.doc

PAGE PAGE 88 《催化化学》教学大纲 Catalysis Chemistry 课程代码： M0046020/G0713Z19 总学时（理论+实践）： 32 学 分： 2 课程性质： 选 修 课程类别： 专业课 先修课程： 四大基础化学 面向专业： 材料化学 开课二级学院： 材料学院 开课学科： 材料物理化学 执 笔： 金红晓 审 校： 卫国英 一、课程的地位与任务 《催化化学》是材料化学专业类高年级学生的专业选修课，它的主要目的是为培养材料化学专业教师和工程师提供必要的基础理论。催化化学在国民经济中具有十分重要的意义，涉及领域广泛。但学生只在物理化学或普通化学的某些章节学习了很简单的催化学基础知识，远远不能满足以后在科研和工作中的应用。因此本课程的目的在于阐明催化作用的本质，系统而简明的介绍催化理论，以及催化作用在能源、新材料、生物工程等领域的应用。 二、课程主要内容与基本要求 第一章 引论 第一节 催化科学和发展技术简介 1．实用催化剂的开发 2．催化理论的发展简史 3．催化工艺的进展 第二节 广义和狭义的催化剂 第三节 催化作用的本质 要求：1．掌握广义和狭义催化剂的概念。2．从化学键和成键的角度学习催化反应的本质。3．了解催化科学发展的现状 重点：催化作用的本质。 第二章 催化反应和催化剂 第一节 催化反应和催化剂的分类 第二节 催化剂在化学反应中的作用 第三节 催化反应的热力学和动力学 要求：1.掌握催化剂的组成。2.催化剂的选择性。3.催化剂的动态性质。4.催化反应热力学和动力学以及活化参数的计算。 重点：催化剂在化学中的作用和催化热力学、动力学。 第三章 催化作用的化学基础 第一节 基元化学反应机理 第二节 晶体场和配位场理论简介 第三节 均相、多相和酶催化反应机理的同一性 第四节 催化剂结构对催化性能的影响 要求：1.掌握用电子概念表示的基元化学反应机理。2.了解晶体场和配位场理论3.能够根据近代物理和化学知识4.用已经确认的一般化学观点5.对发生在均相、多相和酶三类不同体系中的化学反应作统一解释。 难点：晶体场和配位场理论 重点：均相、多相和酶催化反应机理的同一性。 第四章 酸碱催化剂及其作用机理 第一节 一般酸碱催化反应 第二节 特殊酸碱催化反应 第三节 酸碱协同催化反应 第四节 酸函数和酸强度Werner配合物催化剂和?-配合物催化剂的催化作用 要求：1.从电荷转移角度定义的酸碱概念2.认识酸碱催化反应机理3.掌握什么是酸碱协同催化反应。 重点：酸、碱催化剂的作用机理。 第五章 配合物催化剂及其作用机理 第一节 配合物催化剂作用的特点 第二节 配位催化中的基元反应 第三节 配位催化中的多催化剂体系 第四节 Werner配合物催化剂和?-配合物催化剂的催化作用 第五节 金属原子簇催化剂及有机金属化合物的催化作用 要求：1.掌握配合物催化剂的作用特点2.配合物催化剂的类型3.配位催化反应中的基元反应4.要掌握有效原子序数规则、插入及挤出反应等。 重点：配位催化剂-过渡金属的werner配合物、?-配合物、金属原子簇及有机金属化合物及其在一些重要反应中的催化机理 第六章 酶及其模拟 第一节 酶的组成、结构和功能 第二节 酶反应 第三节 酶模拟 要求：1.酶催化的基本特点2.通过对典型酶催化反应的分析和与均相配位催化反应的类比3.对模拟酶的可能途径作了详细分析。 重点：酶的化学组成、结构和催化功能特点，典型的几类酶催化反应。 第七章 固体催化剂的固态化学基础 第一节 固体催化剂的晶体结构 第二节 非化学计量化合物和固体中的缺陷 第三节 固体的表面 第四节 无机固态反应 要求：1.掌握固态配位化学的基础知识2.固体中的缺陷类型和表示方法3.固体表面的化学组成、电子结构以及固体催化剂的制备。 重点：固体缺陷、表面理论、固体催化剂的作用 第八章 金属催化剂 第一节 金属催化剂的特征 第二节 金属表面上的化学键本质 第三节 金属催化剂上的反应 重点：金属表面上的化学化学本质、金属催化剂的反应特征。 第九章 金属氧化物催化剂 第一节 酸-碱型催化剂的催化反应 第二节 氧化-还原型氧化物催化剂的催化反应 第三节 重要工业催化剂举例 要求：掌握酸碱型、氧化还原型两类金属氧化物催化剂的特点、热力