《化学反应工程》课程教学大纲

《化学反应工程》教学大纲课程编号：11100010英文名称：ChemicalReactionEngineering学分：2学时：总学时32学时，其中理论32学时，实践0学时先修课程：物理化学1、物理化学2、化工原理1课程类别：专业主干课程授课对象：应用化学中本一体化专业本科学生教学单位：化学化工学院修读学期：第5学期（以1-8学期为单位填写）一、课程描述和目标课程主要任务是通过对学生进行化工反应和反应器理论学习，研究过程速率及其变化规律、传递规律及其对化学反应的影响，使学生掌握工业反应器的开发和设计基础知识，培养学生的工艺优化和基本工程设计能力。本课程拟达到的课程目标:本课程主要讲解化学反应的工程问题，将化学过程与工程中的宏观传质、传热结合，形成宏观动力学思想，为学生解决实际工程问题奠定基础，培养高水平应用型人才。课程目标1：掌握间歇搅拌釜式反应器、平推流反应器、全混流反应以及固定床反应的基本结构特征，物料衡算以及各类反应的优化情况，能熟练进行反应器选型，根据反应的特点分析反应器，解决工业反应器的问题。课程目标2：应用化学反应工程基本原理和方法，研究复杂工程问题，增强理论联系实际，解决工程问题的能力。课程目标3：具有良好的反应工程科学思维能力，引导主动求知好问，形成良好的学风，为独立从事科学研究、技术开发和不断创新的能力打下基础，培养学生严谨求实的科学态度和一丝不苟的作风。二、课程目标对毕业要求的支撑关系毕业要求指标点课程目标权重指标点1-3.能够解决化学及化工产品在设计-生产-使用等全过程中所面临的复杂工程问题。课程目标1、2H指标点3-1.能够设计针对复杂专业问题的解决方案，包括满足特定需求的生产系统规划与设计、部署与开发、测试与验证等，并在设计环节中体现创新意识。课程目标1、2、3H指标点4-1.能够基于化学和化工等相关领域的基本原理，就局部性或全局性问题进行研究，并设计相关的实验方案。课程目标1、2、3M（注：要求课程目标与毕业要求指标点应是一一对应支撑）三、教学内容、基本要求与学时分配序号教学内容基本要求及重难点（含德育要求）学时教学方式对应课程目标1化学反应工程的学科的起源发展、研究对象目标及研究内容、研究方法及手段、在工业反应过程开发中的作用。了解化学反应工程的研究目的、研究内容、研究方法及手段。重点：反应工程研究内涵难点：研究方法德育元素：严谨的科学作风2集中讲授课程目标2、32化学反应速率的不同表达方式及其相互关系及转换方式、反应速率的温度效应和活化能概念、浓度效应及反应级数的概念、各类反应的动力学特征、复杂反应体系计算方法。掌握化学反应速率的概念及工程表达式、掌握化学反应速率的温度和浓度效应、理解各类复杂反应的动力学方程的推导和计算、了解复杂反应体系的动力学表达方式。重点：宏观反应动力学难点：非均相动力学德育元素：科学探究、独立思考6集中讲授课程目标2、33理想反应器的基本特征、间歇釜式反应器中各类衡算关系式及其工程意义、理想反应器中的简单反应及自催化反应的基本特征、可逆反应的特征及平衡常数的影响、平行反应的运算过程以及最佳反应条件的控制、串联反应的特征及最佳选择性的控制、反应器体积、反应时间的计算方法。掌握理想反应器的基本特征、掌握釜式反应器中各种物料衡算关系式。各类反应的基本特征及最佳反应条件的控制、反应器体积及反应时间的计算方法、了解复杂反应体系的运算方式。重点：不同反应类型特征难点：工艺过程优化德育元素：科学探究、实事求是、严谨8集中讲授课程目标1、2、34管式反应器的基本特征、停留时间空时空速等概念的意义及其在工程上的应用、管式反应器中的简单反应（自催化反应）、可逆反应、平行反应、串联反应的基本特征及其优化方式、根据反应条件选择合适反应器。掌握平推流管式反应器的基本特征、停留时间空时空速各因素的意义、理解理想管式反应器中各类反应的基本特征及条件优化方式重点：PFR反应器特征难点：体积变化反应计算德育元素：科学态度、实事求是、严谨4集中讲授课程目标1、2、35全混流模型基本特征及衡算关系式、全混流反应器中的简单反应（自催化反应）、可逆反应、平行反应、串联反应的基本特征及其优化方式、循环反应器的特征及计算方法。掌握全混流模型的基本特征、理解全混流反应器中各类反应的基本特征、理解循环反应器的特征及不同加料方式。重点：CSTR反应器特征难点：各类反应优化德育元素：科学态度、实事求是、独立思考4集中讲授课程目标1、2、36返混概念产生原因及对各类反应的影响、停留时间分布与返混的关系、停留时间测定方法及其工程意义、停留时间与反应时间的关系、停留时间分布与反应混合情况的关系。掌握返混概念及返混产生的原因、停留时间测定方法及其工程意义、理解停留时间分布与返混之间的联系。重点：返混理解难点：停留时间分布德育元素：科学态度、探究、独立思考6集中讲授课程目标1、2、37化学反应过程优化、综合研究各类反应器之间的比较和组合，如何实现过程的优化掌握各类反应器的优缺点、理解不同反应器组合的基本方式、掌握反应器组合的基本特征及其在工程上的应用重点：各类反应器特征比较难点：反应过程优化德育元素：科学态度、综合处理能力、独立思考2集中讲授课程目标1、2、3合计32四、课程教学方法集中讲授、课后讨论、作业练习五、学业评价和课程考核（一）考核方式及具体要求1.课程成绩构成与要求课程考核注重形成性和终结性评价相结合，考核内容主要由平时作业、课堂表现、期末考核组成，均按百分制计分，其中期末考核成绩占60%、平时作业成绩占30%、课堂表现占10%。2.课程目标达成考核与评价序号教学环节课程目标1（分值）课程目标2（分值）课程目标3（分值）合计1平时作业1299302章节测试433103期末考试24181860课程目标对应分值403030100（二）考核与评价标准1.平时成绩考核与评价标准分值观测点90-100分70-89分60-69分0-59分作业按时完成，90%以上的作业内容齐全，基本知识点理解、掌握到位。能够利用理论知识识别、分析纺纱领域相关专业问题。按时完成，70%以上的作业内容齐全，基本知识点理解、掌握较到位。能够较好利用理论知识识别、分析纺纱领域相关专业问题。延时完成，60%以上的作业内容齐全，基本知识点理解、掌握基本到位。利用理论知识对纺纱领域相关专业问题有一定的识别、分析。不交和补交，50%以下的作业内容齐全，基本知识点理解、掌握有偏差。不能利用理论知识对纺纱领域相关专业问题进行识别、分析。2.课堂表现根据出勤率，缺勤一次扣1分，回答问题（百分制）。3.期末试卷考核与评价标准根据课程目标及教学内容，设计期末考核试题，综合检验学生对课程相关知识的掌握、综合应用及解决复杂问题的能力，根据考试题目设计相应评分标准。六、教材与参考书（一）推荐教材1．《化学反应工程原理（第二版）》，张濂主编，华东理工大学出版社．2007年（二）参考资料[1]朱炳辰（编）．化学反应工程（