催化作用基礎(chǔ)自考大綱湖南省高等教育自學考試課程大綱

來源：好上學 ??時間：2025-03-02

　　湖南省高等教育自學考試課程考試大綱

　　催化作用基礎(chǔ)

　　(課程代碼：04881)

　　湖南省教育考試院組編

　　2016 年 12 月

　　第一部分課程性質(zhì)與目標

　　一、課程性質(zhì)與特點

　　催化作用基礎(chǔ)是高等教育自學考試化學工程(本科) 專業(yè)的專業(yè)核心課程，其任務(wù)是培養(yǎng)考生系統(tǒng)地學習工業(yè)催化過程領(lǐng)域的基本知識，了解化工過程中催化過程與催化劑的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢，掌握催化作用的基本規(guī)律、催化劑組成和制備方法，催化劑性能評價及宏觀結(jié)構(gòu)測定等知識，為培養(yǎng)化學工程與技術(shù)專業(yè)高級工程技術(shù)人才奠定基礎(chǔ)｡

　　二、課程目標與基本要求

　　本課程注重培養(yǎng)考生綜合運用所學知識分析問題、解決問題的能力。通過對本書的學習，要求考生對催化作用及催化劑有一個全面的了解。具體應(yīng)達到以下要求：

　　1 .了解現(xiàn)代化學催化及催化劑研究領(lǐng)域的發(fā)展過程、現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢，納米催化的研究與應(yīng)用領(lǐng)域，多相催化的基本原理、應(yīng)用與發(fā)現(xiàn)現(xiàn)狀;

　　2 .理解并掌握催化作用的理論基礎(chǔ)和基本原理，催化中的吸附作用;

　　3.掌握工業(yè)催化劑的的基本制備方法，催化劑的表征與測試，催化劑的失活，催化劑的應(yīng)用。

　　三、與本專業(yè)其他課程的關(guān)系

　　本課程是化學工程和物理化學學科的交叉學科，覆蓋的學科領(lǐng)域非常廣泛，它是以物理化學、化學反應(yīng)工程為基礎(chǔ)，結(jié)合化工、材料工程等工程學科的綜合性應(yīng)用學科。本課程的前修課程包括化工原理、有機化學、無機化學、分析化學、物理化學等，這些課程可以幫助我們更好地掌握催化原理、方法和應(yīng)用技術(shù)。

　　第二部分考試內(nèi)容與考核目標

　　第一章概論

　　一、學習目的與要求

　　通過本章的學習，要熟悉掌握催化劑的組成與成分; 掌握催化術(shù)語及基本概念;了解催化劑和催化作用所屬的范疇及解決的問題，催化作用涉及的學科，了解典型的工業(yè)催化過程的實例｡

　　二、考核知識點與考核目標

　　(一)催化劑的組成與成分(重點)

　　識記：催化劑的組成、成分，催化劑體系的分類

　　理解：催化劑組成及其功能，工業(yè)催化劑所要考慮的問題，催化劑體系分類的依據(jù)

　　應(yīng)用：催化劑組成的實例

　　(二)催化術(shù)語和基本概念(次重點)

　　識記：催化作用及催化劑的定義、概念，催化劑的活性、選擇性和壽命，補償效應(yīng)

　　理解：催化作用的特征及實質(zhì)，催化劑活性、選擇性與壽命之間的關(guān)聯(lián)性

　　應(yīng)用：工業(yè)催化劑的催化性能

　　(三)催化學科的發(fā)展(一般)

　　識記：了解催化劑和催化作用所屬的范疇及解決的問題，所涉及的學科

　　理解：催化劑解決的問題

　　應(yīng)用：聯(lián)系已學習知識領(lǐng)域的催化現(xiàn)象和催化作用

　　第二章催化中的吸附作用

　　一、學習目的與要求

　　通過本章的學習，要掌握多相催化中起關(guān)鍵作用的吸附作用。

　　二、考核知識點與考核目標

　　(一)分子在固體表面的吸附(重點)

　　識記：多相催化反應(yīng)過程，吸附及其作用，物理吸附與化學吸附

　　理解：多相催化反應(yīng)過程，理解吸附定義及在催化反應(yīng)中的作用，理解物理吸附與化學吸附在吸附熱、吸附速率、吸附量、吸附的程度、可逆性、專一性等方面的特點

　　應(yīng)用：催化過程中的物理吸附和化學吸附的現(xiàn)象及特點

　　(二)吸附熱，金屬上的化學吸附(次重點)

　　識記：化學吸附熱和反應(yīng)熱，金屬的化學吸附活性，吸附與催化——火山形原理，氣體的化學吸附態(tài)

　　理解：吸附熱的測定及其結(jié)果的復(fù)驗性，化學吸附熱和反應(yīng)熱的關(guān)系，化學吸附熱隨吸附量的變化，氣體在不同金屬上化學吸附熱的變化，金屬根據(jù)化學吸附能力的分類，火山形原理，一些氣體的化學吸附態(tài)

　　應(yīng)用：火山形原理的例子，氫、氧、氮、CO、烴類的吸附態(tài)

　　(三)固體的表面結(jié)構(gòu)，氧化物上的化學吸附(一般)

　　識記：固體的表面結(jié)構(gòu)，半導(dǎo)體氧化物上的化學吸附，絕緣體氧化物上的化學吸附

　　第三章催化劑制備

　　一、學習目的與要求

　　通過本章的學習，要掌握催化劑的制備方法及成型方法，催化材料的類別及催化劑的類型，多孔材料的合成，納米催化劑等內(nèi)容。要求熟悉掌握單一活性組分和載體，二元氧化物，活性組分的沉積，浸取，催化劑的成型;掌握催化劑的工業(yè)制造，分子篩，了解催化材料的類別，催化劑的類型，特殊類型，納米催化劑，有序介孔材料的合成，三維有序大孔的合成。

　　二、考核知識點與考核目標

　　(一)單一活性組分和載體，二元氧化物，活性組分的沉積，浸取，催化劑的成型(重點)

　　識記：單一活性組分和載體制備過程中的各步驟，二元氧化物，活性組分的沉積方法，活化，浸取，催化劑的壓片成型，擠條成型，成球，薄片和錠劑成型，粒狀成型，粉狀成型

　　理解：單一活性組分和載體制備過程中的各步驟的目的和作用，二元氧化物的制備及催化性質(zhì)，沉淀，吸附，離子交換，浸漬，活化的目的及條件對活化的影響，催化劑的各種成型方法及所適用的反應(yīng)器型

　　應(yīng)用：二元氧化物的制備實例

　　(二)催化劑的工業(yè)制造，分子篩(次重點)

　　識記：催化劑的工業(yè)制造，分子篩的概念，沸石分子篩的結(jié)構(gòu)，沸石分子篩的命名，沸石分子篩的合成

　　理解：催化劑的工業(yè)制造中所要考慮的問題，理解分子篩的概念，沸石分子篩的結(jié)構(gòu)單元，沸石分子篩的命名規(guī)則，各類型沸石分子篩的合成方法

　　應(yīng)用：沸石分子篩的合成實例

　　(三)催化材料的類別，催化劑的類型，納米催化劑，介大孔材料的合成(一般)

　　識記：催化材料的類別，催化劑的類型，納米催化劑，有序介孔材料的合成，三維有序大孔的合成

　　理解：常用催化材料的類別及其功能和狀態(tài)，催化劑的類型，納米催化劑的概念及合成方法，介孔材料的的概念及合成，大孔材料的的概念及合成

　　應(yīng)用：納米催化劑合成實例，介大孔合成實例

　　第四章催化劑的表征與測試

　　一、學習目的與要求

　　通過本章的學習，理解并掌握固體催化劑宏觀結(jié)構(gòu)的測定原理和方法，了解現(xiàn)代若干近代物理方法對催化劑表征測試的原理、方法及解析等內(nèi)容。

　　二、考核知識點與考核目標

　　(一)固體催化劑宏觀結(jié)構(gòu)的測定(重點)

　　識記：固體催化劑宏觀結(jié)構(gòu)的測定(比表面積、孔結(jié)構(gòu)、密度、粒度、機械強度等)

　　理解：催化劑宏觀結(jié)構(gòu)參數(shù)的測定原理、所用儀器的具體情況

　　應(yīng)用：儀器操作、數(shù)據(jù)分析及計算

　　(二)催化劑活性(次重點)

　　識記：催化劑活性評價指標，實驗室活性評價的反應(yīng)器類型及評價條件的確定，如活性的測定與表示方法，評價與動力學試驗的流程和方法

　　理解：催化劑活性的本質(zhì)，對催化作用的重要性，催化劑的活性測定

　　應(yīng)用：催化劑活性如何得到

　　(三)固體催化劑微觀結(jié)構(gòu)的表征(一般)

　　識記：固體催化劑微觀結(jié)構(gòu)的表征，如 X 射線衍射分析，電子顯微鏡，熱分析等技術(shù)在催化劑研究中的應(yīng)用，現(xiàn)代若干近代物理方法在催化劑表征中的應(yīng)用

　　理解：固體催化劑微觀結(jié)構(gòu)表征手段的原理，所用儀器的具體情況

　　第五章催化劑的失活

　　一、學習目的與要求

　　通過本章的學習，掌握催化劑的失活及引起失活的原因，重點掌握催化劑的結(jié)焦、金屬污染、燒結(jié)造成的催化劑失活，通過催化劑失活研究實例更深入理解催化劑失活;理解毒物吸附、其他熱和機械的原因所引起的催化劑失活，了解催化劑的再生和更換。

　　二、考核知識點與考核目標

　　(一)結(jié)焦，金屬污染，燒結(jié)(重點)

　　識記：催化劑結(jié)焦，催化劑金屬污染，催化劑燒結(jié)

　　理解：結(jié)焦所發(fā)生的途徑及燒焦所涉及的反應(yīng)，金屬來源及造成催化劑失活的本質(zhì)，燒結(jié)理論，影響催化劑燒結(jié)的因素，燒結(jié)對催化反應(yīng)的影響

　　應(yīng)用：降低催化劑燒結(jié)的途徑

　　(二)毒物吸附，相轉(zhuǎn)變和相分離，活性組分被包埋，組分流失和揮發(fā)(次重點) 識記：毒物吸附，相轉(zhuǎn)變和相分離，活性組分被包埋，組分流失和揮發(fā)

　　理解：金屬催化劑中毒、半導(dǎo)體氧化物催化劑中毒、固體酸催化劑中毒的本質(zhì)，毒物的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)對其毒性的影響，相轉(zhuǎn)變和相分離引起催化劑失活的原因，引起活性組分被包埋的原因，造成組分流失和揮發(fā)的原因

　　(三)生成化合物，顆粒破裂，結(jié)污，催化劑的再生和更換(一般)

　　識記：生成化合物，顆粒破裂，結(jié)污，催化劑的再生和更換

　　理解：生成化合物的途徑，顆粒破裂及結(jié)污產(chǎn)生的原因及對催化劑的影響，催化劑再生的方式

　　第三部分有關(guān)說明與實施要求

　　一、考核的能力層次表述

　　本大綱在考核目標中，按照“識記”、“理解”、“應(yīng)用”三個能力層次規(guī) 定其應(yīng)達到的能力層次要求。各能力層次為遞進等級關(guān)系，后者必須建立在前者的基礎(chǔ)上，其含義是：

　　識記：能知道有關(guān)的名詞、概念、知識的含義，并能正確認識和表述，是低層次的要求。

　　理解：在識記的基礎(chǔ)上，能全面把握基本概念、基本原理、基本方法，能掌握有關(guān)概念、原理、方法的區(qū)別與聯(lián)系，是較高層次的要求。

　　應(yīng)用：在理解的基礎(chǔ)上，能運用基本概念、基本原理、基本方法聯(lián)系學過的多個知識點分析和解決有關(guān)的理論問題和實際問題，是最高層次的要求。

　　二、教材

　　1 .指定教材：

　　實用催化，高正中，化學工業(yè)出版社，2012 年第二版

　　2 .參考教材：

　　催化劑工程導(dǎo)論，王尚弟、孫俊全，化學工業(yè)出版社，2015 年第三版

　　三、自學方法指導(dǎo)

　　本課程以教材基本內(nèi)容為教學主線，以教學大綱中所提出的重點學習內(nèi)容為教學主體內(nèi)容，以教師課程指導(dǎo)作引導(dǎo)，學生借助教材和網(wǎng)絡(luò)進行自主學習為主，要求對課程的基本知識進行理解和初步分析。在后期學習過程，學生以各章節(jié)練習作業(yè)為學習重點，可以借助網(wǎng)絡(luò)教學資源等現(xiàn)代化輔助教學手段進行相關(guān)學習。

　　1.在開始閱讀指定教材某一章之前，先翻閱大綱中有關(guān)這一章的考核知識點及對知識點的能力層次要求和考核目標，以便在閱讀教材時做到心中有數(shù)，有的放矢。

　　2 .閱讀教材時，要逐段細讀，逐句推敲，集中精力，吃透每一個知識點，對基本概念必須深刻理解，對基本理論必須徹底弄清，對基本方法必須牢固掌握。

　　3.在自學過程中，既要思考問題，也要做好閱讀筆記，把教材中的基本概念、原理、方法等加以整理，這可從中加深對問題的認知、理解和記憶，以利于突出重點，并涵蓋整個內(nèi)容，可以不斷提高自學能力。

　　4.完成書后作業(yè)和適當?shù)妮o導(dǎo)練習是理解、消化和鞏固所學知識，培養(yǎng)分析問題、解決問題及提高能力的重要環(huán)節(jié)，在做練習之前，應(yīng)認真閱讀教材，按考核目標所要求的不同層次，掌握教材內(nèi)容，在練習過程中對所學知識進行合理的回顧與發(fā)揮，注重理論聯(lián)系實際和具體問題具體分析，解題時應(yīng)注意培養(yǎng)邏輯性，針對問題圍繞相關(guān)知識點進行層次(步驟)分明的論述或推導(dǎo)，明確各層次(步驟)間的邏輯關(guān)系。

　　四、對社會助學的要求

　　1 .應(yīng)熟知考試大綱對課程所提出的總的要求和各章的知識點。

　　2 .應(yīng)掌握各知識點要求達到的層次，并深刻理解各知識點的考核要求。

　　3 .輔導(dǎo)時，應(yīng)以考試大綱為依據(jù)，指定的教材為基礎(chǔ)，不要隨意增刪內(nèi)容，以免與考試大綱脫節(jié)。

　　4.輔導(dǎo)時，應(yīng)對學習方法進行指導(dǎo)，宜提倡“認真閱讀教材，刻苦鉆研教材，主動爭取幫助，依靠自己學懂”的方法。

　　5 .輔導(dǎo)時，要注意突出重點，考生提出的問題，不要有問必答，要積極啟發(fā) 引導(dǎo)。

　　6.注意對考生能力的培養(yǎng)，特別是自學能力的培養(yǎng)，要引導(dǎo)考生逐步學會獨立學習，在自學過程中善于提出問題、分析問題、做出判斷，解決問題。

　　7.要使考生了解試題的難易與能力層次高低兩者不完全是一回事，在各個能力層次中會存在著不同難度的試題。

　　8.助學學時：本課程共 4 學分，建議總課時 72 學時，其中助學課時分配如下：

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