《化学反应工程》课程教学标准B

《化学反应工程B》课程标准 一、课程性质与任务 《化学反应工程B》是应用化学专业的一门必修课。学生在修读《物理化学》，《化 工原理》后修读本课程。 《化学反应工程B》是以无机化工、有机化工、煤化工和石油生产中的化学加工过 程为背景，按化学反应与动量、热量、质量传递交互作用的共性归纳为综合的宏观反应 过程。重点讲述化学反应动力学及化工反应器的生产、计算、优化。通过该课程的学习， 学生能运用化学反应工程的思维方法，分析问题和解决科研及生产实践中遇到的问题的 能力，成为一个具有一定的综合素质、一定的分析解决问题和解决问题能力的化工专业 人才。 本课程要求学生掌握化学反应工程的基础知识、理论、基本规律和基本实验技能。 并运用所学的理论知识和实验技能去解决化学及相关领域中的实际问题。为培养适应时 代的高素质和化学化工专业人才打下良好的专业基础。 二、课程教学目标 1.知识目标 (1)了解化学反应的种类、化工反应器的类型、选择反应器的型式，操作方式： 随机变量停留时间分布的数字特征、热稳定性、确定最佳操作温度分布、催化剂催化活 性。 (2)掌握平行反应、连串反应，理想反应器的性能特征、停留时间分布、返混、 气固相催化反应步骤、问歇系统及连续系统的动力学方程、物料及热量衡算； (3)掌握并能计算反应进度、转化率、收率与选择率、反应时问、化学膨胀因子 原子矩阵的初等变换、独立反应方程的确定。 (4)理解反应器的开发、设计、放大及优化方面的理论知识。 2.能力目标 通过本课程的学习，使学生进一步加深对先行课内容的理解，提高学生的自学能力、 观察和独立思考的能力及动手能力。了解化工前沿，培养学生运用化学反应过程的基本 原理、手段和方法去分析化工生产中出现的问题。 3.素质目标 (1)具有勤奋学习的态度，严谨求实、创新的工作作风。 (2)培养尊重事物的科学态度，具有一定的科学思维方式和判断分析问题的能力

《化学反应工程 B》课程标准 一、课程性质与任务 《化学反应工程 B》是应用化学专业的一门必修课。学生在修读《物理化学》, 《化 工原理》后修读本课程。 《化学反应工程 B》是以无机化工、有机化工、煤化工和石油生产中的化学加工过 程为背景，按化学反应与动量、热量、质量传递交互作用的共性归纳为综合的宏观反应 过程。重点讲述化学反应动力学及化工反应器的生产、计算、优化。通过该课程的学习， 学生能运用化学反应工程的思维方法，分析问题和解决科研及生产实践中遇到的问题的 能力，成为一个具有一定的综合素质、一定的分析解决问题和解决问题能力的化工专业 人才。 本课程要求学生掌握化学反应工程的基础知识、理论、基本规律和基本实验技能。 并运用所学的理论知识和实验技能去解决化学及相关领域中的实际问题。为培养适应时 代的高素质和化学化工专业人才打下良好的专业基础。 二、课程教学目标 1．知识目标 （1）了解化学反应的种类、化工反应器的类型、选择反应器的型式，操作方式； 随机变量停留时间分布的数字特征、热稳定性、确定最佳操作温度分布、催化剂催化活 性。 （2）掌握平行反应、连串反应，理想反应器的性能特征、停留时间分布、返混、 气固相催化反应步骤、间歇系统及连续系统的动力学方程、物料及热量衡算； （3）掌握并能计算反应进度、转化率、收率与选择率、反应时间、化学膨胀因子、 原子矩阵的初等变换、独立反应方程的确定。 （4）理解反应器的开发、设计、放大及优化方面的理论知识 。 2．能力目标 通过本课程的学习，使学生进一步加深对先行课内容的理解，提高学生的自学能力、 观察和独立思考的能力及动手能力。了解化工前沿，培养学生运用化学反应过程的基本 原理、手段和方法去分析化工生产中出现的问题。 3．素质目标 （1）具有勤奋学习的态度，严谨求实、创新的工作作风。 （2）培养尊重事物的科学态度，具有一定的科学思维方式和判断分析问题的能力

(3)具有良好的心理素质和职业道德素质 (4)具有高度责任心和良好的团队合作精神，培养学生的社会责任感。 三、课程基本信息和内容要求 课程基本信息 参考学分2 参考理论学时24 参考实验学时 8 课程内容及要求 教学项目 教学内容与教学要求 教学设计连议 参考课时 化学反应工程的研究对象 1.教学活动在多煤体 研究内容及研究方法 教室进行。 2化学反应工程的学科历史 2.以学生的自主学习 3.工程放大及优化 为主体，教师为引领利 绪论 1.了解化学反应工程的学习任 主导作用，通过提问和 2 务，学习及研究方法 讨论发言的方式评价 3.掌握物理数学模型法、三传 学生学习的效果。 一反的含义 3.了解放大、优化等概念 .单一反应、多重反应 多蝶体教学，学生查阅 2.化工反应器型式及特点： 资料。 化学反应 3.流动模型 2 2 及反应器 1.掌握平行性反应及连串反应 熟悉管式及签式反应器 3.了解平推流、全混流

（3）具有良好的心理素质和职业道德素质 （4）具有高度责任心和良好的团队合作精神，培养学生的社会责任感。 三、课程基本信息和内容要求 课程基本信息 参考学分 2 参考理论学时 24 参考实验学时 8 课程内容及要求 序 号 教学项目 教学内容与教学要求 教学设计建议 参考课时 1 绪论 1.化学反应工程的研究对象、 研究内容及研究方法 2.化学反应工程的学科历史 3.工程放大及优化 1.教学活动在多媒体 教室进行。 2.以学生的自主学习 为主体，教师为引领和 主导作用，通过提问和 讨论发言的方式评价 学生学习的效果。 1.了解化学反应工程的学习任 2 务、学习及研究方法 3.掌握物理数学模型法、三传 一反的含义 3.了解放大、优化等概念 2 化学反应 及反应器 1.单一反应、多重反应 2.化工反应器型式及特点； 3.流动模型 多媒体教学，学生查阅 资料。 2 1.掌握平行性反应及连串反应 2.熟悉管式及釜式反应器 3.了解平推流、全混流

1.计量式. 1.教学活动在多煤体 2.转化率、收率、选择率 教室进行。 3.反应程彦、化学膨张因子 2.以学生的自主学习 4.原子矩阵 为主体，教师为引领和 化学计量 5.独立反应数的确定 主导作用，通过提问和 4 1.掌握转化率、收率、选择率 讨论发言的方式评价 及反应程度、化学膨胀因子 学生学习的效果」 的计算； ,掌握原子矩阵的初等变换 独立反应数的确定 1.化学反应速率的表示方式 多蝶体教学，学生查阅 2.动力学方程 资料。 3.气-固相催化反应本证动力 学方程 4.温度对反应速率的影响 化学反应 5.最佳温度及平衡温度 4 动力学 5.气相反应的物料衡算 1.理解反应速率的表示方式 2.了解温度对反应速率的影响 ,掌握最佳温度、平衡温度的 关系

3 化学计量 学 1.计量式. 2.转化率、收率、选择率 3.反应程度、化学膨胀因子 4.原子矩阵 5.独立反应数的确定、 1.教学活动在多媒体 教室进行。 2.以学生的自主学习 为主体，教师为引领和 主导作用，通过提问和 讨论发言的方式评价 学生学习的效果。 4 1.掌握转化率、收率、选择率 及反应程度、化学膨胀因子 的计算； 2.掌握原子矩阵的初等变换、 独立反应数的确定 4 化学反应 动力学 1.化学反应速率的表示方式 2.动力学方程 3.气-固相催化反应本证动力 学方程 4.温度对反应速率的影响 5.最佳温度及平衡温度 5.气相反应的物料衡算 多媒体教学，学生查阅 资料。 4 1.理解反应速率的表示方式 2.了解温度对反应速率的影响 3.掌握最佳温度、平衡温度的 关系

催化作用的定义与特征 1.教学活动在多煤体 催化剂的组成与载体的功 教室进行。 2.教师为引领和主导 对工业催化剂的要求 作用，通过讲解，提问 4.多相催化的反应步骤 和讨论发言的方式评 吸附等温线 价学生学习的效果。 催化剂中毒 吸附、催化 掌握催化剂的组成，载体的 5 作用与催 2 功能，催化剂活性和选择性指 化剂 掌握催化剂载体的结构， 多相催化的反应步骤， Langmuir吸附等温式，反应物 分子的化学吸附： 3.了解催化剂暂时性中毒及 永久性中毒

5 吸附、催化 作用与催 化剂 1. 催化作用的定义与特征 2. 催化剂的组成与载体的功 能 3. 对工业催化剂的要求 4. 多相催化的反应步骤 5. 吸附等温线 6.催化剂中毒 1.教学活动在多媒体 教室进行。 2.教师为引领和主导 作用，通过讲解、提问 和讨论发言的方式评 价学生学习的效果。 2 1. 掌握催化剂的组成，载体的 功能，催化剂活性和选择性指 标； 2. 掌握催化剂载体的结构, 多 相 催 化 的 反 应 步 骤 ， Langmuir 吸附等温式，反应物 分子的化学吸附； 3. 了解催化剂暂时性中毒及 永久性中毒

1.反应器设计 1.教学活动在多煤体 2.间歇釜式反应器的性能特征 教室进行。 及设计计算 2.以学生的自主学习 3.平推流反应器的性能特征及 为主体，教师讲解为 设计计算 铺。通过提问和讨论为 4.全混流反应器的性能特征及 言的方式评价学生学 理性流动 6 设计计算 习的效果。 6 反应器 5多级会混流反应器的串联及 优化 理想流动反应晷的组合与员 应器比较 理想流动反应器中多重反应 的选择率

6 理性流动 反应器 1.反应器设计 2.间歇釜式反应器的性能特征 及设计计算 3.平推流反应器的性能特征及 设计计算 4.全混流反应器的性能特征及 设计计算 5.多级全混流反应器的串联及 优化 6.理想流动反应器的组合与反 应器比较 7.理想流动反应器中多重反应 的选择率 1.教学活动在多媒体 教室进行。 2.以学生的自主学习 为主体，教师讲解为 辅，通过提问和讨论发 言的方式评价学生学 习的效果。 6

1.了解问歇签式反应器、平推 流、全混流反应器的性能 2.掌握间歇签式反应器、平推 流反应器、全混流反应器的 物料衡算方程；全混流反应 器的串联及优化、工程放大 反应时问、反应温度、配料 比及优化 3.了解反应器的生产能力 4.掌提三种理想反应器中反应 速度、转化率、浓度、反应时 间之间的数学表达式的推导及 图解反应时问、物料体积、 出口转化率、出口浓度的求解 1.连续反应器中物料混合状态 1.教学活动在多媒体 2.宏观混合，微观混合及返混： 教室进行。 混合程度 3.停留时间分布，分布函数 2.以学生的自主学习 及对反应 > 分布密度函数，实验测定 为主体，教师讲解为 4 结果的影 脉冲法、阶跃法 铺，通过提间和过论坊 响 4.平均停留时间，方差 言的方式评价学生学 非理想流动模型，模型参数 习的效果

1.了解间歇釜式反应器、平推 流、全混流反应器的性能 2.掌握间歇釜式反应器、平推 流反应器、全混流反应器的 物料衡算方程；全混流反应 器的串联及优化、工程放大、 反应时间、反应温度、配料 比及优化 3.了解反应器的生产能力 4.掌握三种理想反应器中反应 速度、转化率、浓度、反应时 间之间的数学表达式的推导及 图解；反应时间、物料体积、 出口转化率、出口浓度的求解； 7 混合程度 及对反应 结果的影 响 1.连续反应器中物料混合状态 2.宏观混合，微观混合及返混； 3.停留时间分布，分布函数， 分布密度函数，实验测定、 脉冲法、阶跃法 4.平均停留时间，方差 5.非理想流动模型，模型参数 1.教学活动在多媒体 教室进行。 2.以学生的自主学习 为主体，教师讲解为 辅，通过提问和讨论发 言的方式评价学生学 习的效果。 4

1.了解宏观混合，微观混合 返混：寿命分布、年龄分布 2.掌握分布函数，分布密度函 数；随机变量、数学期望 方差 3.了解混合程度及对反应结果 的影响 L堂揭由裹龄型实验数据求平 均停留时问、离散程度、模 型参数N:给定模型求反应转 化率 ,掌握脉冲法测管式及三签 联反应器的返混。 讲解、学生实际动手操 了解示踪剂在应答技术中的 应用拉型参数 作或学生自主设计实 2 学会脉冲法测返混的实验操 管式反应 作： 器及釜到 8 8 2、 学会如何分析实验误差 合计 32 四、教学建议

1.了解宏观混合，微观混合、 返混；寿命分布、年龄分布 2.掌握分布函数，分布密度函 数；随机变量、数学期望、 方差 3.了解混合程度及对反应结果 的影响 4.掌握由离散型实验数据求平 均停留时间、离散程度、模 型参数 N；给定模型求反应转 化率 5.掌握脉冲法测管式及三釜串 联反应器的返混。 8 管式反应 器及釜式 反应器的 返混性能 测定 1、了解示踪剂在应答技术中的 应用模型参数 2、学会脉冲法测返混的实验操 作； 讲解、学生实际动手操 作或学生自主设计实 验 8 1、掌握停留时间分布的数字特 征、数学期望、方差、模型 参数 2、学会如何分析实验误差 合计 32 四、教学建议

1.教学方法 本课程以理论授课为主，采用板书、多媒体幻灯片等教学手段进行。教学中要充分 发挥学生的主体作用和教师的主导作用，从课程体系和学生的实际出发，因材施教，充 分调动学生对本课程的学习兴趣。结合科研，将相应的科研前沿领域介绍给学生。通过 课程教学活动，使学生在学习、研究过程中养成观察、发现问题，自觉运用所学知识分 析、解决问题的良好习惯 2.评价方法 倡导评价主体多元化，坚持学生自评、互评和教师评价相结合。注重对学生分析问 题、解决问题能力的考核，加强教学过程环节的考核，结合课堂提问、课后作业等完成 情况，综合评定学生的成绩。本课程在教学过程中教授知识，要充分突出过程性教学评 价，对学生表现进行综合评价。 过程性考核成绩(30%)与期未闭卷考核成绩(70%)相结合。其中过程性考核成绩 (30%)主要包括实验20%，出勒率加作业10%。 3.教学条件 教师应重视现代教育技术与课程的整合，充分发挥计算机、互联网等现代媒体技术 的优势，提高教学的效率和效果，以利于创建符合个性化学习及加强实践技能培养的教 学环境，推动教学模式和教学方法的改革。 4.主讲教师 主讲教师应长期从事化学工程专业研究，或曾经在化工专业方向上进行过相关研 究，基础知识扎实，并了解化工行业，能够在理论和工程上深入浅出地讲授该门课程。 5.教材编选 参考教材： 朱炳辰主编，《化学反应工程》，化学工业出版社，第五版 朱炳辰主编，《化学反应工程》，化学工业出版社，第四版 《反应工程》，李绍芬主编，化学工业出版社，第二版 陈甘棠主编《化学反应工程》，化学工业出版社，第二版 执笔人：王捷 审核人：杨乃涛 2015年4月10日

1.教学方法 本课程以理论授课为主，采用板书、多媒体幻灯片等教学手段进行。教学中要充分 发挥学生的主体作用和教师的主导作用，从课程体系和学生的实际出发，因材施教，充 分调动学生对本课程的学习兴趣。结合科研，将相应的科研前沿领域介绍给学生。通过 课程教学活动，使学生在学习、研究过程中养成观察、发现问题，自觉运用所学知识分 析、解决问题的良好习惯。 2.评价方法 倡导评价主体多元化，坚持学生自评、互评和教师评价相结合。注重对学生分析问 题、解决问题能力的考核，加强教学过程环节的考核，结合课堂提问、课后作业等完成 情况，综合评定学生的成绩。本课程在教学过程中教授知识，要充分突出过程性教学评 价，对学生表现进行综合评价。 过程性考核成绩（30%）与期末闭卷考核成绩（70%）相结合。其中过程性考核成绩 （30%）主要包括实验 20%，出勤率加作业 10% 。 3.教学条件 教师应重视现代教育技术与课程的整合，充分发挥计算机、互联网等现代媒体技术 的优势，提高教学的效率和效果，以利于创建符合个性化学习及加强实践技能培养的教 学环境，推动教学模式和教学方法的改革。 4.主讲教师 主讲教师应长期从事化学工程专业研究，或曾经在化工专业方向上进行过相关研 究，基础知识扎实，并了解化工行业，能够在理论和工程上深入浅出地讲授该门课程。 5.教材编选 参考教材： 朱炳辰主编，《化学反应工程》，化学工业出版社，第五版 朱炳辰主编，《化学反应工程》，化学工业出版社，第四版 《反应工程》，李绍芬主编，化学工业出版社，第二版 陈甘棠主编《化学反应工程》，化学工业出版社，第二版 执笔人： 王捷 审核人：杨乃涛 2015 年 4 月 10 日

《化学反应工程B》是化学工程的一个分支，以工业反应过程为主要研究对象，以反应技术的开发、反应过 程的优化和反应器设计为主要目的的一门新兴工程学科。它是在化工热力学、反应动力学、传递过程理论以及化工 单元操作的基础上发展起来的。其应用遍及化学、石油化学、生物化学、医药、治金及轻工等许多工业部门

《化学反应工程 B》 是化学工程的一个分支，以工业反应过程为主要研究对象，以反应技术的开发、反应过 程的优化和反应器设计为主要目的的一门新兴工程学科。它是在化工热力学、反应动力学、传递过程理论以及化工 单元操作的基础上发展起来的。其应用遍及化学、石油化学、生物化学、医药、冶金及轻工等许多工业部门