《化学反应工程》课程规范

《化学反应工程》课程规范一、课程概况课程号HBX250037课程名称化学反应过工程课程英文名称ChemicalReactionEngineering总学时数48学分4讲授学时48实验学时0开课单位理工学院适用专业化学工程与工艺、制药工程课程类别专业教育课程修读方式必修先修课程高等数学，大学物理，物理化学，化工原理考核方式考核方式：考试成绩构成比例：总成绩=平时成绩*30%+卷面成绩义70%平时成绩：平时成绩二出勤成绩+平时作业成绩教材及主要教学参考书教科书：陈甘棠主编.《化学反应工程》第三版.北京：化学工业出版社，2011主要参考书：李绍芬主编.《反应工程》第二版.北京：化学工业出版社，2000朱炳辰主编.《化学反应工程》第五版.北京：化学工业出版社，2012课程简介《化学反应工程》是高等学校化学工程与工艺类专业本科生必修的一门专业课程。《化学反应工程》是研究化学反应过程和反应器的共同规律，从而使化学反应实现工业化的技术科学，是化工类专业学生在具备了必要的高等数学、物理化学、化工原理、计算技术等知识后，为了进一步加强基础和拓宽专业知识所必需的技术理论课。能力培养任务通过本课程的学习，使学生进一步扩大知识面，打好专业基础，了解化学变化过程中的一些基本规律，加深对已学过的无机化学、分析化学、有机化学的理解比较牢固的掌握化学反应工程基础理论知识和计算方法；进一步培养学生独立思考和独立解决问题的能力，以至今后的实践中能得到启发和帮助；培养学生独立进行物理化学实验和自学一般物理化学书刊，以提高理论联系实际的能力。

二、课程知识、能力体系《化学反应工程》课程知识（能力）体系序号知识单元描述知识点对应能力学时要求1第1章绪论化学反应的转化率和收率，化学反应器的类型，化学反应器的操作方式，反应器设计的基本方程，工业反应器的放大掌握反应进度，转化率，收率与选择性2掌握2第2章反应动力学基础间歇反应系统的速率表示方式；连续反应系统的速率表示方式；动力学方程式的表示方式；反应速率常数；动力学参数的确定；最佳温度曲线；固体催化剂；吸附等温方程；均匀表面吸附动力学方程熟悉均相反应速率的表示方式；变容反应系统中体积膨胀因子；体积膨胀率；最佳温度曲线；Langmuir吸附及其等温线；均匀表面吸附动力学方程8熟悉3第3章理想流动反应器反应器中流体的流动模型；反应器设计的基本方程；间歇反应器；活塞流反应器；单级全混流反应器；多级全混流反应器；理想流动反应器的组合及反应体积的比较；理想流动反应器中复合反应的选择性；全混流反应器的热稳定性。掌握理想流动模型；理想反应器的计算；理想反应器中复合反应的选择性。10掌握4第4章停留时间分布与反应器的流动模型停留时间分布函数及停留时间分布密度函数；停留时间分布的实验测定及数字特征；几中流型的逗留时间分布函数和分布密度函数；几种非理想流动模型；实际反应器的计算掌握停留时间分布函数及停留时间分布密度函数的定义；停留时间分布的数字特征9掌握5第5章多相反应中的化学反应与传递现象气固相催化反应宏观过程；气固相催化反应宏观动力学方程；催化反应控制阶段的判别；催化剂颗粒内气体的扩散；内扩散有效因子；催化剂颗粒内组分浓度分布及温度分布的微分方程，等温催化剂一级反应内扩散有效因子的解析解及近似解；内扩散对复合反应选择性的影响。熟悉催化剂颗粒内浓度分布及温度分布微分方程的建立及求解；等温下催化剂颗粒内扩散有效因子的计算9熟悉

多相催化反应过程中扩散影响的判定6第6章多相催化反应器的分析气固相催化反应器的基本类型；基本设计原则；催化反应器的数学模型；绝热式固定床催化反应器；连续换热式催化反应器：内热自冷式；外冷列管式；外部供热式。流态化；流化床催化反应器了解气固相催化反应器的类型及特点；固定床一维模型建立及求解10了解“要求”指学生对知识、能力掌握的熟练程度，填写：了解、熟悉、掌握。

三、教学内容及基本要求理论教学部分（按章节顺序填写）学时：2章节第1章绪论教学目的和要求介绍本课程的性质、任务、内容及基本概念重点和难点重点：反应进度，转化率，收率与选择性。难点：无“三基”分析基本知识：反应进度，转化率，收率与选择性，反应器。基本理论：宏观动力学，数学模型。基本方法：化学反应工程基本研究方法，解析法，模型法，逐级经验放大法。教学内容与学时分配教学内容（2学时）：化学反应工程（0.5学时）化学反应工程的历史及发展，任务及范畴，基本研究方法。化学反应的转化率和收率（0.5学时）主要讲解反应进度，转化率，收率。化学反应器的类型（0.5学时）三种分类方式介绍，分别是物料的相态分类，反应器的结构型式分类，按操作方法分类。化学反应器的操作方式（0.5学时）主要讲解三种方式分别为间歇性操作，连续操作，半间歇操作。反应器设计的基本方程（0.5学时）物料衡算方程式，热量衡算方程式，动量衡算方程式。工业反应器的放大（0.5学时）研究工业反应器的反应规律和传递规律。教学方法与教学手段教学方法：.采用“以多媒体教学为主、板书为辅”的方式。.启发引导为主，线上教学与线下教学相结合。教学手段：.通过多媒体图片和故事启发了解物理化学的定义、作用与特点。.避免老师的一言堂，达到“以学生为本、师生互动”。本章思考题无

主要参考资料教科书：陈甘棠主编.《化学反应工程》第三版.北京：化学工业出版社，2011主要参考书：李绍芬主编.《反应工程》第二版.北京：化学工业出版社，2000朱炳辰主编.《化学反应工程》第五版.北京：化学工业出版社，2012备注本章内容较简单，讲授主要是介绍。理论教学部分理论教学部分（按章节顺序填写）学时：#章节第6章多相催化反应器的分析教学目的和要求气固相催化反应器的基本类型；基本设计原则；催化反应器的数学模型；绝热式固定床催化反应器；连续换热式催化反应器：内热自冷式；外冷列管式；外部供热式。流态化；流化床催化反应器。重点和难点重点：气固相催化反应器的类型及特点；固定床一维模型建立及求解。难点：固定床一维模型建立及求解“三基”分析基本知识：气固相催化反应器的类型及特点，等温反应器设计，单层绝热床设计，多段绝热床的优化。基本理论：基本设计方程、设计原则，拟均相一维数学模型。基本方法：固定床一维模型建立方法。教学内容与学时分配教学内容（10学时）固定床内的传递现象（2学时）固定床内的流体流动，轴向的传质与传热，径向的传质与传热。固定床反应器的数学模型（2学时）活塞流模型，轴向分散模型。绝热式固定床反应器（1学时）绝热反应器类型，固定床绝热反应器的催化剂用量，多段绝热式固定床反应器。换热式固定床反应器（1学时）单一反应分析，复合反应分析。自热式固定床反应器（1学时）反应物料的流向，数学模拟参数敏感性（1学时）主要研究床层热点温度TM流化床反应器（1学时）流态化，流化床催化反应器。实验室催化反应器（1学时）主要讲解实验室催化反应器的基本要求和反应类型。教学方法与教学手段教学方法：.采用“以多媒体教学为主、板书为辅”的方式，多种教学手段相互补充，使课堂教学与实验教学相结合。.启发引导为主，从重知识目标转向重智能目标上转变。教学手段：1.通过多媒