《化学反应工程》课程教学大纲

《化学反应工程》课程教学大纲制定人：王远强教学团队审核人：门勇开课学院审核人：饶品华课程名称：化学反应工程／ChemicalReactionEngineering课程代码：040311适用层次（本/专科）：本科学时：48学分：3讲课学时：48上机/实验等学时：0考核方式：考试先修课程：化工原理，化工热力学，物理化学适用专业：化学工程与工艺、制药工程等教材：张濂、许志美、袁向前，《化学反应工程原理》（第二版），华东理工大学出版社，2007主要参考书：1、陈甘棠等，《化学反应工程》（第三版），化学工业出版社，20112、朱炳辰等，《化学反应工程》（第五版），化学工业出版社，20123、李绍芬等，《反应工程》（第二版），化学工业出版社，20084、RonaldW.Missen,CharlesA.Mims,BradleyA.Saville.ChemicalReactionEngineeringandKinetics.JonWiley&Sons,Inc.1999一、本课程在课程体系中的定位“化学反应工程”是以无机化工、有机化工、煤化工和石油化工生产过程中的化学加工过程为背景，按化学反应与动量、热量、质量传递相互作用的共性归纳综合的宏观反应过程；是将化学反应原理与反应设备相结合的一门学科；本课程是该专业的主干专业基础课，属于必修课，跟学生的学位挂钩。二、教学目标1．培养学生用自然科学的原理考察、解释和处理工程实践问题；2．使学生掌握化学反应工程学科的理论体系、研究方法，了解学科前沿；3．应用理论推演和实验研究工业反应过程的规律而建立数学模拟结合工程实践的经验应用于工程设计和放大。三、教学效果通过本课程的学习，学生可具备：1．从全局的角度，思考问题、解决问题的意识；2.熟悉反应工程基本内容的能力；3．熟练运用“三传一反”基本方程式，求解理想反应器模型的能力；4．能注重研究内容，抓住研究思路，掌握共性规律的能力；5.运用工程分析方法，解决工程问题的能力。四、教学内容与教学效果对照表教学效果教学内容效果1效果2效果3效果4效果5绪论√√均相反应动力学√√√理想间歇反应器√√√√√理想管式反应器√√√√√连续流动釜式反应器与返混√√√√√混合现象及对反应的影响√√√√非均相反应及研究方法√√√√√气液反应过程及反应器√√√√√五、教学内容和基本要求第一章绪论教学内容：概述；化学反应的分类；工业化学反应器的分类；化学反应器的操作方式；化学反应工程（CRE）研究方法；工业反应器的放大。教学要求：了解化学反应工程的范畴和任务；了解化学反应工程的；了解化学反应工程的学科分类。重点难点：【本章重点】工业化学反应的分类；化学反应器的操作方式。第二章均相反应动力学教学内容：化学反应速率的工程表示；均相反应动力学；复杂反应速率表达式。教学要求：掌握化学反应速率的定义、表示方法；掌握均相反应动力学的表示方法；熟悉浓度效应和温度效应。重点难点：【本章重点】化学反应速率的定义、表示方法；均相反应动力学；复杂反应速率表达式。【本章难点】浓度效应和温度效应。第三章理想间歇反应器教学内容理想反应器类型；反应器设计基本方程；理想间歇反应器；动力学方程的实验测定。教学要求：掌握间歇反应器中简单反应、复杂反应的反应动力学方程表示；掌握复杂反应中转化率、选择性的影响因素；掌握反应器体积的计算方程；掌握反应动力学参数的实验测定方法。重点难点：【本章重点】复杂反应中转化率、选择性的影响因素。【本章难点】反应器体积的计算方程。第四章理想管式反应器教学内容：流动模型概述；PFR反应过程的数学描述；空速、空时及停留时间。教学要求：握连平推流反应器的浓度特征和温度特征；掌握平推流反应器中均相反应动力学的表示方法；掌握变容过程的空时计算方法。重点难点：【本章重点】空速、空时及停留时间。【本章难点】变容过程的空时计算方法。第五章连续流动釜式反应器与返混教学内容：CSTR中的均相反应；返混原因及限制返混措施。教学要求：掌握连续流动釜式反应器的浓度特征和温度特征；掌握连续流动反应器中均相反应动力学的表示方法；掌握多釜串联模型的计算；掌握返混原因、限制措施；掌握连续流动体系反应器的选型及操作方式。重点难点：【本章重点】多釜串联模型的计算；返混原因、限制措施。【本章难点】连续流动体系反应器的选型及操作方式。第六章混合现象及对反应的影响教学内容：连续反应器中物料混合状态分析；停留时间分布的测定及其性质；微观混合对反应结果的影响；非理想流动模型及反应器计算。教学要求：掌握停留时间分布函数和分布密度函数的定义、意义、测定；掌握理想流动反应器模型，了解非理想流动模型的建立方法和求解方法及模型参数的测定和意义；熟悉返混对化学反应和反应器的影响。重点难点：【本章重点】停留时间分布函数和分布密度函数的定义、意义；非理想流动模型的建立方法和模型参数的测定和意义。第七章非均相反应及反应器教学内容：非均相反应及研究方法；非均相反应过程的质量传递；反应过程的热量传递及热稳定性。教学要求：了解非均相反应的分类；掌握气/固相反应的反应步骤；掌握外扩散的描述方法和计算方法；熟悉外扩散对反应的影响；掌握内扩散的描述方法和计算方法；熟悉内扩散对反应的影响；熟悉内外扩散的判断和消除方法；熟悉气/固相反应器的热量传递和热稳定性。重点难点：【本章重点】外扩散的描述方法和计算方法；内扩散的描述方法和计算方法；【本章难点】气/固相反应器的热量传递和热稳定性。第八章气液反应过程及反应器教学内容：概述；气液反应历程；气液反应动力学特征；气液反应器概述。教学要求：熟悉气/液反应的分类和特点；了解各种气/液反应器的特点；熟悉气/液反应特征与气/液反应器特性的对应和关联关系。重点难点：【本章重点】气/液反应的分类和特点。六、课时分配教学内容讲课小计绪论44均相反应动力学44理想间歇反应器88理想管式反应器22连续流动釜式反应器与返混1010混合现象及对反应的影响66非均相反应及研究方法1010气液反应过程及反应器44共计4848七、课程考核1.上课的基本要求（不迟到、早退、不无故缺课等）占5%。2.平时作业占20%。3.课堂表现占15%。4.期末考试占60%。