《化學(xué)反應(yīng)工程》課程教學(xué)大綱 制定人：王遠(yuǎn)強(qiáng) 教學(xué)團(tuán)隊(duì)審核人：門勇 開課學(xué)院審核人：饒品華 課程名稱：化學(xué)反應(yīng)工程／Chemical Reaction Engineering 課程代碼：040311 適用層次（本/?？疲罕究? 學(xué)時：48學(xué)分：3 講課學(xué)時：48 上機(jī)/實(shí)驗(yàn)等學(xué)時：0 考核方式：考試 先修課程：化工原理，化工熱力學(xué)，物理化學(xué) 適用專業(yè)：化學(xué)工程與工藝、制藥工程等 教材：張濂、許志美、袁向前，《化學(xué)反應(yīng)工程原理》（第二版），華東理工大學(xué)出版社，2007 主要參考書： 1、陳甘棠等，《化學(xué)反應(yīng)工程》（第三版），化學(xué)工業(yè)出版社，2011 2、朱炳辰等，《化學(xué)反應(yīng)工程》（第五版），化學(xué)工業(yè)出版社，2012 3、李紹芬等，《反應(yīng)工程》（第二版），化學(xué)工業(yè)出版社，2008 4、Ronald W. Missen, Charles A. Mims, Bradley A. Saville. Chemical Reaction Engineering and Kinetics. Jon Wiley & Sons, Inc. 1999 一、 本課程在課程體系中的定位 “化學(xué)反應(yīng)工程”是以無機(jī)化工、有機(jī)化工、煤化工和石油化工生產(chǎn)過程中的化學(xué)加工過程為背景，按化學(xué)反應(yīng)與動量、熱量、質(zhì)量傳遞相互作用的共性歸納綜合的宏觀反應(yīng)過程；是將化學(xué)反應(yīng)原理與反應(yīng)設(shè)備相結(jié)合的一門學(xué)科；本課程是該專業(yè)的主干專業(yè)基礎(chǔ)課，屬于必修課，跟學(xué)生的學(xué)位掛鉤。 二、 教學(xué)目標(biāo) 1．培養(yǎng)學(xué)生用自然科學(xué)的原理考察、解釋和處理工程實(shí)踐問題； 2．使學(xué)生掌握化學(xué)反應(yīng)工程學(xué)科的理論體系、研究方法，了解學(xué)科前沿； 3．應(yīng)用理論推演和實(shí)驗(yàn)研究工業(yè)反應(yīng)過程的規(guī)律而建立數(shù)學(xué)模擬結(jié)合工程實(shí)踐的經(jīng)驗(yàn)應(yīng)用于工程設(shè)計(jì)和放大。 三、 教學(xué)效果 通過本課程的學(xué)習(xí)，學(xué)生可具備： 1．從全局的角度，思考問題、解決問題的意識； 2. 熟悉反應(yīng)工程基本內(nèi)容的能力； 3．熟練運(yùn)用“三傳一反”基本方程式，求解理想反應(yīng)器模型的能力； 4．能注重研究內(nèi)容，抓住研究思路，掌握共性規(guī)律的能力； 5. 運(yùn)用工程分析方法，解決工程問題的能力。 四、 教學(xué)內(nèi)容與教學(xué)效果對照表 教學(xué)效果 教學(xué)內(nèi)容 效果1 效果2 效果3 效果4 效果5 緒論 √ √ 均相反應(yīng)動力學(xué) √ √ √ 理想間歇反應(yīng)器 √ √ √ √ √ 理想管式反應(yīng)器 √ √ √ √ √ 連續(xù)流動釜式反應(yīng)器與返混 √ √ √ √ √ 混合現(xiàn)象及對反應(yīng)的影響 √ √ √ √ 非均相反應(yīng)及研究方法 √ √ √ √ √ 氣液反應(yīng)過程及反應(yīng)器 √ √ √ √ √ 五、 教學(xué)內(nèi)容和基本要求 第一章 緒論 教學(xué)內(nèi)容： 概述；化學(xué)反應(yīng)的分類；工業(yè)化學(xué)反應(yīng)器的分類；化學(xué)反應(yīng)器的操作方式；化學(xué)反應(yīng)工程（CRE）研究方法；工業(yè)反應(yīng)器的放大。 教學(xué)要求： 了解化學(xué)反應(yīng)工程的范疇和任務(wù)； 了解化學(xué)反應(yīng)工程的； 了解化學(xué)反應(yīng)工程的學(xué)科分類。 重點(diǎn)難點(diǎn)： 【本章重點(diǎn)】工業(yè)化學(xué)反應(yīng)的分類；化學(xué)反應(yīng)器的操作方式。 第二章 均相反應(yīng)動力學(xué) 教學(xué)內(nèi)容： 化學(xué)反應(yīng)速率的工程表示；均相反應(yīng)動力學(xué)；復(fù)雜反應(yīng)速率表達(dá)式。 教學(xué)要求： 掌握化學(xué)反應(yīng)速率的定義、表示方法； 掌握均相反應(yīng)動力學(xué)的表示方法； 熟悉濃度效應(yīng)和溫度效應(yīng)。 重點(diǎn)難點(diǎn)： 【本章重點(diǎn)】化學(xué)反應(yīng)速率的定義、表示方法；均相反應(yīng)動力學(xué)；復(fù)雜反應(yīng)速率表達(dá)式。 【本章難點(diǎn)】濃度效應(yīng)和溫度效應(yīng)。 第三章 理想間歇反應(yīng)器 教學(xué)內(nèi)容 理想反應(yīng)器類型；反應(yīng)器設(shè)計(jì)基本方程；理想間歇反應(yīng)器；動力學(xué)方程的實(shí)驗(yàn)測定。 教學(xué)要求： 掌握間歇反應(yīng)器中簡單反應(yīng)、復(fù)雜反應(yīng)的反應(yīng)動力學(xué)方程表示； 掌握復(fù)雜反應(yīng)中轉(zhuǎn)化率、選擇性的影響因素； 掌握反應(yīng)器體積的計(jì)算方程； 掌握反應(yīng)動力學(xué)參數(shù)的實(shí)驗(yàn)測定方法。 重點(diǎn)難點(diǎn)： 【本章重點(diǎn)】復(fù)雜反應(yīng)中轉(zhuǎn)化率、選擇性的影響因素。 【本章難點(diǎn)】反應(yīng)器體積的計(jì)算方程。 第四章 理想管式反應(yīng)器 教學(xué)內(nèi)容： 流動模型概述；PFR反應(yīng)過程的數(shù)學(xué)描述；空速、空時及停留時間。 教學(xué)要求： 握連平推流反應(yīng)器的濃度特征和溫度特征； 掌握平推流反應(yīng)器中均相反應(yīng)動力學(xué)的表示方法； 掌握變?nèi)葸^程的空時計(jì)算方法。 重點(diǎn)難點(diǎn)： 【本章重點(diǎn)】空速、空時及停留時間。 【本章難點(diǎn)】變?nèi)葸^程的空時計(jì)算方法。 第五章 連續(xù)流動釜式反應(yīng)器與返混 教學(xué)內(nèi)容： CSTR中的均相反應(yīng)；返混原因及限制返混措施。 教學(xué)要求： 掌握連續(xù)流動釜式反應(yīng)器的濃度特征和溫度特征； 掌握連續(xù)流動反應(yīng)器中均相反應(yīng)動力學(xué)的表示方法； 掌握多釜串聯(lián)模型的計(jì)算； 掌握返混原因、限制措施； 掌握連續(xù)流動體系反應(yīng)器的選型及操作方式。 重點(diǎn)難點(diǎn)： 【本章重點(diǎn)】多釜串聯(lián)模型的計(jì)算；返混原因、限制措施。 【本章難點(diǎn)】連續(xù)流動體系反應(yīng)器的選型及操作方式。 第六章 混合現(xiàn)象及對反應(yīng)的影響 教學(xué)內(nèi)容： 連續(xù)反應(yīng)器中物料混合狀態(tài)分析；停留時間分布的測定及其性質(zhì)；微觀混合對反應(yīng)結(jié)果的影響；非理想流動模型及反應(yīng)器計(jì)算。 教學(xué)要求： 掌握停留時間分布函數(shù)和分布密度函數(shù)的定義、意義、測定； 掌握理想流動反應(yīng)器模型，了解非理想流動模型的建立方法和求解方法及模型參數(shù)的測定和意義； 熟悉返混對化學(xué)反應(yīng)和反應(yīng)器的影響。 重點(diǎn)難點(diǎn)： 【本章重點(diǎn)】停留時間分布函數(shù)和分布密度函數(shù)的定義、意義；非理想流動模型的建立方法和模型參數(shù)的測定和意義。 第七章 非均相反應(yīng)及反應(yīng)器 教學(xué)內(nèi)容： 非均相反應(yīng)及研究方法；非均相反應(yīng)過程的質(zhì)量傳遞；反應(yīng)過程的熱量傳遞及熱穩(wěn)定性。 教學(xué)要求： 了解非均相反應(yīng)的分類；掌握氣/固相反應(yīng)的反應(yīng)步驟； 掌握外擴(kuò)散的描述方法和計(jì)算方法； 熟悉外擴(kuò)散對反應(yīng)的影響； 掌握內(nèi)擴(kuò)散的描述方法和計(jì)算方法； 熟悉內(nèi)擴(kuò)散對反應(yīng)的影響； 熟悉內(nèi)外擴(kuò)散的判斷和消除方法； 熟悉氣/固相反應(yīng)器的熱量傳遞和熱穩(wěn)定性。 重點(diǎn)難點(diǎn)： 【本章重點(diǎn)】外擴(kuò)散的描述方法和計(jì)算方法；內(nèi)擴(kuò)散的描述方法和計(jì)算方法； 【本章難點(diǎn)】氣/固相反應(yīng)器的熱量傳遞和熱穩(wěn)定性。 第八章 氣液反應(yīng)過程及反應(yīng)器 教學(xué)內(nèi)容： 概述；氣液反應(yīng)歷程；氣液反應(yīng)動力學(xué)特征；氣液反應(yīng)器概述。 教學(xué)要求： 熟悉氣/液反應(yīng)的分類和特點(diǎn)； 了解各種氣/液反應(yīng)器的特點(diǎn)； 熟悉氣/液反應(yīng)特征與氣/液反應(yīng)器特性的對應(yīng)和關(guān)聯(lián)關(guān)系。 重點(diǎn)難點(diǎn)： 【本章重點(diǎn)】氣/液反應(yīng)的分類和特點(diǎn)。 六、 課時分配 教學(xué)內(nèi)容 講課 小計(jì) 緒論 4 4 均相反應(yīng)動力學(xué) 4 4 理想間歇反應(yīng)器 8 8 理想管式反應(yīng)器 2 2 連續(xù)流動釜式反應(yīng)器與返混 10 10 混合現(xiàn)象及對反應(yīng)的影響 6 6 非均相反應(yīng)及研究方法 10 10 氣液反應(yīng)過程及反應(yīng)器 4 4 共計(jì) 48 48 七、 課程考核 1. 上課的基本要求（不遲到、早退、不無故缺課等）占5%。 2. 平時作業(yè)占20%。 3. 課堂表現(xiàn)占15%。 4. 期末考試占60%。