在長(zhǎng)達(dá)57年的科學(xué)生涯中,他始終面向國(guó)家重大戰(zhàn)略需求和世界科學(xué)發(fā)展前沿,不懈攀登,勇于創(chuàng)新,開拓奉獻(xiàn),先后在燃料電池、密封系統(tǒng)供氧、天然氣綜合利用、催化劑制備、稀土催化性質(zhì)的規(guī)律性等方面進(jìn)行了大量系統(tǒng)的研究工作, 取得了一系列令人矚目的創(chuàng)新性成果。先后榮獲中國(guó)科學(xué)院自然科學(xué)獎(jiǎng)、中國(guó)科學(xué)院科技進(jìn)步獎(jiǎng)、中國(guó)專利和國(guó)家發(fā)明金牌獎(jiǎng)、吉林省科技成果獎(jiǎng)等獎(jiǎng)項(xiàng);出版《催化化學(xué)》、《現(xiàn)代催化原理》等專著和譯著6種; 發(fā)表科學(xué)論文350余篇;創(chuàng)建了長(zhǎng)春應(yīng)化所催化研究室;先后培養(yǎng)研究生30多名,為發(fā)展我國(guó)的催化化學(xué)做出了重要貢獻(xiàn)。
在從事繁重科研任務(wù)的同時(shí), 吳越先生以極大的精力從事社會(huì)科學(xué)和政治活動(dòng),先后擔(dān)任和兼任國(guó)家學(xué)位委員會(huì)委員、國(guó)家自然科學(xué)基金委員會(huì)委員、全國(guó)發(fā)明評(píng)選委員會(huì)化學(xué)學(xué)科評(píng)委會(huì)委員、吉林省科協(xié)主席、中國(guó)化學(xué)會(huì)理事、中國(guó)稀土學(xué)會(huì)催化專業(yè)委員會(huì)主任等職務(wù);并擔(dān)任《中國(guó)科學(xué)》、《科學(xué)通報(bào)》、《化工學(xué)報(bào)》、《分子催化》等10余種國(guó)家級(jí)學(xué)術(shù)刊物編委、副主編等,并為此嘔心瀝血,竭心盡智,表現(xiàn)了他獻(xiàn)身祖國(guó)和科學(xué)的崇高品質(zhì)和情懷。
這里有吉林大學(xué)化學(xué)系編寫的《催化作用基礎(chǔ)》大綱,請(qǐng)參考。
《催化作用基礎(chǔ)》與《催化原理》的內(nèi)容差不多,復(fù)習(xí)的話可以參考《催化原理》。 主要講述催化作用基礎(chǔ)知識(shí)、基本規(guī)律、主要催化反應(yīng)類型、主要催化劑分類以及催化化學(xué)的分支領(lǐng)域,如類催化、酶催化、環(huán)境催化以及催化過(guò)程的耕合技術(shù)等的基本知識(shí)。
第一章 緒論 一 催化科學(xué)的重要性 二 催化現(xiàn)象的出現(xiàn)及催化科學(xué)的形成 三 催化科學(xué)的特點(diǎn) 四 基本概念 五 催化領(lǐng)域的期刊及會(huì)議論文集 第二章 吸附作用 一 概述 二 物理吸附與化學(xué)吸附 三 吸附位能曲線 四 化學(xué)吸附的分子軌道圖 五 吸附態(tài)和吸附化學(xué)鍵 六 吸附粒子在表面上的運(yùn)動(dòng) 七 溢流效應(yīng) 八 吸附熱 九 吸附速率和脫附速率 十 吸附平衡 第三章 催化劑某些宏觀結(jié)構(gòu)參量的表征 一 催化劑的表面積 二 孔結(jié)構(gòu)參量與孔的簡(jiǎn)化模型 三 顆粒大小及其分布 四 催化劑的機(jī)械強(qiáng)度 第四章 氣固多相催化反應(yīng)動(dòng)力學(xué)基礎(chǔ) 一 基本概念 二 機(jī)理模型法建立速率方程 三 經(jīng)驗(yàn)?zāi)P头ń⑺俾史匠?四 動(dòng)力學(xué)方法與反應(yīng)機(jī)理 五 擴(kuò)散與反應(yīng) 六 擴(kuò)散對(duì)催化劑中毒的影響 第五章 固體酸催化劑與催化裂解 第六章 過(guò)渡金屬配合物催化劑及其相關(guān)催化過(guò)程 第七章 金屬催化劑及其相關(guān)催化過(guò)程 第八章 金屬氧化物的催化作用與催化氧化反應(yīng) 第九章 固體催化劑設(shè)計(jì) 第十章 固體催化劑的制備 第十一章多相催化劑的評(píng)價(jià) 第十二章酶催化作用和光催化作用簡(jiǎn)介 第十三章新催化材料 第十四章催化過(guò)程中應(yīng)用的幾種耦合技術(shù) 第十五章環(huán)境催化。
高中有機(jī)化學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)總結(jié)概括 1、常溫常壓下為氣態(tài)的有機(jī)物:1~4個(gè)碳原子的烴,一氯甲烷、新戊烷、甲醛。
2、碳原子較少的醛、醇、羧酸(如甘油、乙醇、乙醛、乙酸)易溶于水;液態(tài)烴(如苯、汽油)、鹵代烴(溴苯)、硝基化合物(硝基苯)、醚、酯(乙酸乙酯)都難溶于水;苯酚在常溫微溶與水,但高于65℃任意比互溶。 3、所有烴、酯、一氯烷烴的密度都小于水;一溴烷烴、多鹵代烴、硝基化合物的密度都大于水。
4、能使溴水反應(yīng)褪色的有機(jī)物有:烯烴、炔烴、苯酚、醛、含不飽和碳碳鍵(碳碳雙鍵、碳碳叁鍵)的有機(jī)物。能使溴水萃取褪色的有:苯、苯的同系物(甲苯)、CCl4、氯仿、液態(tài)烷烴等。
5、能使酸性高錳酸鉀溶液褪色的有機(jī)物:烯烴、炔烴、苯的同系物、醇類、醛類、含不飽和碳碳鍵的有機(jī)物、酚類(苯酚)。 6、碳原子個(gè)數(shù)相同時(shí)互為同分異構(gòu)體的不同類物質(zhì):烯烴和環(huán)烷烴、炔烴和二烯烴、飽和一元醇和醚、飽和一元醛和酮、飽和一元羧酸和酯、芳香醇和酚、硝基化合物和氨基酸。
7、無(wú)同分異構(gòu)體的有機(jī)物是:烷烴:CH4、C2H6、C3H8;烯烴:C2H4;炔烴:C2H2;氯代烴:CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4、C2H5Cl;醇:CH4O;醛:CH2O、C2H4O;酸:CH2O2。 8、屬于取代反應(yīng)范疇的有:鹵代、硝化、磺化、酯化、水解、分子間脫水(如:乙醇分子間脫水)等。
9、能與氫氣發(fā)生加成反應(yīng)的物質(zhì):烯烴、炔烴、苯及其同系物、醛、酮、不飽和羧酸(CH2=CHCOOH)及其酯(CH3CH=CHCOOCH3)、油酸甘油酯等。 10、能發(fā)生水解的物質(zhì):金屬碳化物(CaC2)、鹵代烴(CH3CH2Br)、醇鈉(CH3CH2ONa)、酚鈉(C6H5ONa)、羧酸鹽(CH3COONa)、酯類(CH3COOCH2CH3)、二糖(C12H22O11)(蔗糖、麥芽糖、纖維二糖、乳糖)、多糖(淀粉、纖維素)((C6H10O5)n)、蛋白質(zhì)(酶)、油脂(硬脂酸甘油酯、油酸甘油酯)等。
11、能與活潑金屬反應(yīng)置換出氫氣的物質(zhì):醇、酚、羧酸。 12、能發(fā)生縮聚反應(yīng)的物質(zhì):苯酚(C6H5OH)與醛(RCHO)、二元羧酸(COOH—COOH)與二元醇(HOCH2CH2OH)、二元羧酸與二元胺(H2NCH2CH2NH2)、羥基酸(HOCH2COOH)、氨基酸(NH2CH2COOH)等。
13、需要水浴加熱的實(shí)驗(yàn):制硝基苯(—NO2,60℃)、制苯磺酸(—SO3H,80℃)制酚醛樹脂(沸水?。y鏡反應(yīng)、醛與新制Cu(OH)2懸濁液反應(yīng)(熱水?。?、酯的水解、二糖水解(如蔗糖水解)、淀粉水解(沸水浴)。 14、光 光照條件下能發(fā)生反應(yīng)的:烷烴與鹵素的取代反應(yīng)、苯與氯氣加成反應(yīng)(紫外光)、—CH3+Cl2—CH2Cl(注意在鐵催化下取代到苯環(huán)上)。
15、常用有機(jī)鑒別試劑:新制Cu(OH)2、溴水、酸性高錳酸鉀溶液、銀氨溶液、NaOH溶液、FeCl3溶液。 16、最簡(jiǎn)式為CH的有機(jī)物:乙炔、苯、苯乙烯(—CH=CH2);最簡(jiǎn)式為CH2O的有機(jī)物:甲醛、乙酸(CH3COOH)、甲酸甲酯(HCOOCH3)、葡萄糖(C6H12O6)、果糖(C6H12O6)。
17、能發(fā)生銀鏡反應(yīng)的物質(zhì)(或與新制的Cu(OH)2共熱產(chǎn)生紅色沉淀的):醛類(RCHO)、葡萄糖、麥芽糖、甲酸(HCOOH)、甲酸鹽(HCOONa)、甲酸酯(HCOOCH3)等。 18、常見的官能團(tuán)及名稱:—X(鹵原子:氯原子等)、—OH(羥基)、—CHO(醛基)、—COOH(羧基)、—COO—(酯基)、—CO—(羰基)、—O—(醚鍵)、C=C(碳碳雙鍵)、—C≡C—(碳碳叁鍵)、—NH2(氨基)、—NH—CO—(肽鍵)、—NO2(硝基) 19、常見有機(jī)物的通式:烷烴:CnH2n+2;烯烴與環(huán)烷烴:CnH2n;炔烴與二烯烴:CnH2n-2;苯的同系物:CnH2n-6;飽和一元鹵代烴:CnH2n+1X;飽和一元醇:CnH2n+2O或CnH2n+1OH;苯酚及同系物:CnH2n-6O或CnH2n-7OH;醛:CnH2nO或CnH2n+1CHO;酸:CnH2nO2或CnH2n+1COOH;酯:CnH2nO2或CnH2n+1COOCmH2m+1 20、檢驗(yàn)酒精中是否含水:用無(wú)水CuSO4——變藍(lán) 21、發(fā)生加聚反應(yīng)的:含C=C雙鍵的有機(jī)物(如烯) 21、能發(fā)生消去反應(yīng)的是:乙醇(濃硫酸,170℃);鹵代烴(如CH3CH2Br)醇發(fā)生消去反應(yīng)的條件:C—C—OH、鹵代烴發(fā)生消去的條件:C—C—XHH 23、能發(fā)生酯化反應(yīng)的是:醇和酸 24、燃燒產(chǎn)生大量黑煙的是:C2H2、C6H6 25、屬于天然高分子的是:淀粉、纖維素、蛋白質(zhì)、天然橡膠(油脂、麥芽糖、蔗糖不是) 26、屬于三大合成材料的是:塑料、合成橡膠、合成纖維 27、常用來(lái)造紙的原料:纖維素 28、常用來(lái)制葡萄糖的是:淀粉 29、能發(fā)生皂化反應(yīng)的是:油脂 30、水解生成氨基酸的是:蛋白質(zhì) 31、水解的最終產(chǎn)物是葡萄糖的是:淀粉、纖維素、麥芽糖 32、能與Na2CO3或NaHCO3溶液反應(yīng)的有機(jī)物是:含有—COOH:如乙酸 33、能與Na2CO3反應(yīng)而不能跟NaHCO3反應(yīng)的有機(jī)物是:苯酚 3。
甲烷分子式CH4,正四面體空間構(gòu)型,最簡(jiǎn)單的有機(jī)化合物。甲烷是沒有顏色、沒有氣味的氣體。
烯烴是指含有C=C鍵(碳-碳雙鍵)(烯鍵)的碳?xì)浠衔?。屬于不飽和烴,分為鏈烯烴與環(huán)烯烴。按含雙鍵的多少分別稱單烯烴、二烯烴等。單鏈烯烴分子通式為CnH2n,常溫下C2—C5為氣體,是非極性分子,不溶或微溶于水。雙鍵基團(tuán)是烯烴分子中的功能基團(tuán),具有反應(yīng)活性,可發(fā)生氫化、鹵化、水合、鹵氫化、次鹵酸化、硫酸酯化、環(huán)氧化、聚合等加成反應(yīng),還可氧化發(fā)生雙鍵的斷裂,生成醛、羧酸等。
可由鹵代烷與氫氧化鈉反應(yīng)制得:
RCH2CH2X + NaOH —— RHC=CH2 + NaX + H2O (X為氯、溴、碘)
炔烴是一種有機(jī)化合物。屬于不飽和烴。其官能團(tuán)為碳碳三鍵(C≡C)。通式為CnH2n-2簡(jiǎn)單的炔烴化合物有乙炔(C2H2),丙炔(C3H4)等。因?yàn)橐胰苍谌紵龝r(shí)放出大量的熱,炔常被用來(lái)做焊接時(shí)的原料。
乙炔用電石和水制取。
CaC2+H2O→C2H2+CaO
苯,最簡(jiǎn)單的芳烴。分子式C6H6。無(wú)色、易燃、有特殊氣味的液體。苯在燃燒時(shí)產(chǎn)生濃煙。苯是一種無(wú)色、具有特殊芳香氣味的液體,能與醇、醚、丙酮和四氯化碳互溶,微溶于水。
鹵代反應(yīng)
反應(yīng)過(guò)程中,鹵素分子在苯和催化劑的共同作用下異裂,X+進(jìn)攻苯環(huán),X-與催化劑結(jié)合。
以溴為例:反應(yīng)需要加入鐵粉,鐵在溴作用下先生成三溴化鐵。
在工業(yè)上,鹵代苯中以氯和溴的取代物最為重要。
硝化反應(yīng)
苯和硝酸在濃硫酸作催化劑的條件下可生成硝基苯
硝化反應(yīng)是一個(gè)強(qiáng)烈的放熱反應(yīng),很容易生成一取代物,但是進(jìn)一步反應(yīng)速度較慢。
磺化反應(yīng)
用濃硫酸或者發(fā)煙硫酸在較高溫度下可以將苯磺化成苯磺酸。
苯環(huán)上引入一個(gè)磺酸基后反應(yīng)能力下降,不易進(jìn)一步磺化,需要更高的溫度才能引入第二、第三個(gè)磺酸基。這說(shuō)明硝基、磺酸基都是鈍化基團(tuán),即妨礙再次親電取代進(jìn)行的基團(tuán)。
加成反應(yīng)
苯環(huán)雖然很穩(wěn)定,但是在一定條件下也能夠發(fā)生雙鍵的加成反應(yīng)。通常經(jīng)過(guò)催化加氫,鎳作催化劑,苯可以生成環(huán)己烷。
此外由苯生成六氯環(huán)己烷(六六六)的反應(yīng)可以在紫外線照射的條件下,由苯和氯氣加成而得。
氧化反應(yīng)
苯和其他的烴一樣,都能燃燒。當(dāng)氧氣充足時(shí),產(chǎn)物為二氧化碳和水。
但是在一般條件下,苯不能被強(qiáng)氧化劑所氧化。但是在氧化鉬等催化劑存在下,與空氣中的氧反應(yīng),苯可以選擇性的氧化成順丁烯二酸酐。這是屈指可數(shù)的幾種能破壞苯的六元碳環(huán)系的反應(yīng)之一。(馬來(lái)酸酐是五元雜環(huán)。)
這是一個(gè)強(qiáng)烈的放熱反應(yīng)。
醇
烴分子中一個(gè)或幾個(gè)氫被羥基取代而生成的一類有機(jī)化合物。芳香烴的環(huán)上的氫被羥基取代而生成的化合物不屬醇類而屬酚類。
一般醇為無(wú)色液體或固體,含碳原子數(shù)低于12的一元正碳醇是液體,12或更多的是固體,多元醇(如甘油)是糖漿狀物質(zhì)。一元醇溶于有機(jī)溶劑,三個(gè)碳以下的醇溶于水。
在銅催化和加熱的條件下脫2H生成醛(鏈端)或酮(鏈中)
醛
醛的通式為R-CHO,-CHO為醛基。
醛基是羰基(-CO-)和一個(gè)氫連接而成的基團(tuán)。
醛的反應(yīng)老考,有銀鏡反應(yīng)、有和新制氫氧化銅反應(yīng)出磚紅色沉淀等,都是被氧化生成有機(jī)酸。
有機(jī)酸
有機(jī)酸類 (Organic acids)是分子結(jié)構(gòu)中含有羧基(一COOH)的化合物。
有酸的通性。
可以和醇或酚類酯化。
1,有機(jī)物的分類(主要是特殊的官能團(tuán),如雙鍵,三鍵,羥基(與烷基直接連的為醇羥基,與苯環(huán)直接連的是芬羥基),醛基,羧基,脂基);
2同分異構(gòu)體的書寫(不包括鏡像異構(gòu)),一般指碳鏈異構(gòu),官能團(tuán)異構(gòu);
3特殊反應(yīng),指的是特殊官能團(tuán)的特殊反應(yīng)(烷烴,烯烴,醇的轉(zhuǎn)化;以及純的逐級(jí)氧化(條件),酯化反應(yīng),以及脂的在酸性堿性條件下的水解產(chǎn)物等);
4特征反應(yīng),用于物質(zhì)的分離鑒別(如使溴水褪色的物質(zhì),銀鏡反應(yīng),醛與氯化銅的反應(yīng)等,還有就是無(wú)機(jī)試劑的一些);
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