揭阳职业技术学院：《化工计算》课程授课教案

揭阳职业技术学院Jieyang Polytechnic授课教案系（部）：化学工程系讲授课程：化工计算任课教师：陈敏杰专业班级：分检（3+）231、分检（自主）231班授课学期：2024-2025学年第二学期2025年2月

揭阳职业技术学院 Jieyang Polytechnic 授 课 教 案 系（部）: 化学工程系 讲授课程: 化工计算 任课教师: 陈敏杰 专业班级: 分检（3+）231、 分检（自主）231 班 授课学期: 2024-2025 学年第二学期 2025 年 2 月

《化工计算》课程综述一、本课程的主要内容随着计算机科学与技术的高速发展及其与传统化学、化工学科的不断交叉、渗透与整合，现代计算机技术正在化学、化工专业的科研、生产、教学中起到日益重要的作用。计算机在化学、化工专业的应用已不仅局限于传统的办公、图形处理等范围。在化学品开发、反应机理研究、设备设计、过程控制、工艺优化、辅助教学等领域，计算化学和计算化学工程的重要作用日益凸显。对于化学、化工专业的学生和科研人员，熟练应用计算机解决学习、科研、工作中面临的各种问题已成为必备的基本技能。二、本课程与其他课程的关系本课程是一门综合性技能课与其它课程，能同很多门检测课程建立联系，但都比其它课程更注重基础和技能的培养。课程以实际分析检测中的应用例子为对象，在叙述和分析中将实验设计与数据处理、化学化工计算通过学习，使学生应用计算机解决分析化学、仪器分析领域一些常见问题的能力在实践中得到培养和提高，并对化工常用软件有较好的了解和掌握，是化工类专业的专业选修课程。三、本课程的现状《化工计算》是商检技术专业一门实用性较强的技能课。课程内容与工作岗位对接性强，是新开课，课程教学经验还需要累积。我们在讲授基本理论的同时，尽量穿插一些运用基础理论解决实际问题的例子，在教学方式与方法上，尽量注意采用启发式、研究式教学，特别是重视实训教学，培养学生的动手动脑能力。四、本课程的发展开设化工计算课程，可以训练学生的运算能力以及将化工专业理论知识运用于工程实际的能力。课程努力方向是采用项目式教学，将教学内容项目化。-2

- 2 - 《化工计算》课程综述 一、本课程的主要内容 随着计算机科学与技术的高速发展及其与传统化学、 化工学科的不断交叉、 渗 透与整合，现代计算机技术正在化学、化工专业的科研、生产、教学中起到日益重要 的作用。计算机在化学、化工专业的应用已不仅局限于传统的办公、图形处理等范围。 在化学品开发、反应机理研究、设备设计、过程控制、工艺优化、辅助教学等领域， 计算化学和计算化学工程的重要作用日益凸显。对于化学、化工专业的学生和科研人 员，熟练应用计算机解决学习、科研、工作中面临的各种问题己成为必备的基本技能。 二、本课程与其他课程的关系 本课程是一门综合性技能课与其它课程，能同很多门检测课程建立联系，但都比 其它课程更注重基础和技能的培养。课程以实际分析检测中的应用例子为对象， 在叙 述和分析中将实验设计与数据处理、化学化工计算通过学习，使学生应用计算机解决 分析化学、仪器分析领域一些常见问题的能力在实践中得到培养和提高， 并对化工常 用软件有较好的了解和掌握，是化工类专业的专业选修课程。 三、本课程的现状 《化工计算》是商检技术专业一门实用性较强的技能课。课程内容与工作岗位对 接性强，是新开课，课程教学经验还需要累积。我们在讲授基本理论的同时，尽量穿 插一些运用基础理论解决实际问题的例子，在教学方式与方法上，尽量注意采用启发 式、研究式教学，特别是重视实训教学，培养学生的动手动脑能力。 四、本课程的发展 开设化工计算课程，可以训练学生的运算能力以及将化工专业理论知识运用于工 程实际的能力。课程努力方向是采用项目式教学，将教学内容项目化

五、课程思政目标当前，国家对人才的要求不仅要有较强的专业知识和技能，更要有高尚的职业理想和职业道德。结合《化工计算》课程内容挖掘思政元素，实施课程思政教育教学，如将“爱国主义”、“国家情怀”、“爱岗敬业”、“工匠精神”等思政元素融入到课程教学中，有利于培养学生爱国爱党、爱岗敬业精神，认真严谨的工作作风，追求卓越的“工匠精神”，提升学生的综合素质和职业认同感，增强学生的就业能力。-3

- 3 - 五、课程思政目标 当前，国家对人才的要求不仅要有较强的专业知识和技能，更要有高尚的职业理 想和职业道德。结合《化工计算》课程内容挖掘思政元素，实施课程思政教育教学， 如将“爱国主义”、“国家情怀”、“爱岗敬业”、“工匠精神”等思政元素融入到课程教 学中，有利于培养学生爱国爱党、爱岗敬业精神，认真严谨的工作作风，追求卓越的 “工匠精神”，提升学生的综合素质和职业认同感，增强学生的就业能力

01教案编号教材名称自编讲义授课题目化工计算课程介绍与导学授课学时2课时课型理论（)；上机（)；其它（）一、了解本课程的主要内容，化工计算的基本知识，基本理论及实验数据处理方法。教学目的二、熟悉计算机基础知识和化工常用软件操作方法。三、掌握化工相关软件在化工计算中的应用及实验数据处理的操作技能通过讲述有关“爱国主义”、“国家情怀”、“爱岗敬业”、“工匠精神”等思政元素的事例，培养学生爱国爱党、爱岗敬业精神，认真严谨的工作思政目标作风，追求卓越的“工匠精神”，提升学生的综合素质和职业认同感，增强学生的就业能力。、掌握化学反应、化学相关计算原理。教学重点二、掌握计算机基础知识，借助计算机实现化工计算的方法。一、化学相关计算原理。教学难点二、借助计算机实现化工计算的方法。教学方法讲授（)；讨论（√）；指导（；其它（）有);其它（MicrosoftPowerPoint（V);Authorware((V)电子教案无（)多媒体（√）；模型（教学资源)：音像（)；其它（中国慕课网网课A思考题谈谈你对未来化学科学研究的看法？1.安装MathType软件2.辑出公式编.10gmNaclnNacl作业C== 1.7mol/ LV58.44g / mol ×100×10-3 LMNaciV开学第一次课，主要引导学生做好学习计划，认识化工计算课程的学习教学设想任务及学习方式，教学速度稍微有点放慢。-4-

- 4 - 教案编号 01 教材名称 自编讲义 授课题目 化工计算课程介绍与导学 授课学时 2 课时 课 型 理论（ √ ）；上机（ √ ）；其它（ ） 教学目的 一、了解本课程的主要内容，化工计算的基本知识，基本理论及实验数 据处理方法。 二、熟悉计算机基础知识和化工常用软件操作方法。 三、掌握化工相关软件在化工计算中的应用及实验数据处理的操作技能。 思政目标 通过讲述有关“爱国主义”、“国家情怀”、“爱岗敬业”、“工匠精神”等 思政元素的事例，培养学生爱国爱党、爱岗敬业精神，认真严谨的工作 作风，追求卓越的“工匠精神”，提升学生的综合素质和职业认同感，增 强学生的就业能力。 教学重点 一、掌握化学反应、化学相关计算原理。 二、掌握计算机基础知识，借助计算机实现化工计算的方法。 教学难点 一、化学相关计算原理。 二、借助计算机实现化工计算的方法。 教学方法 讲授（ √ ）；讨论（ √ ）；指导（ √ ）；其它（ ） 电子教案 有 （ √ ） Microsoft PowerPoint（ √ ）；Author ware（ ）；其它（ ） 无（ ） 教学资源 多媒体（ √ ）；模型（ ）；音像（ ）；其它（中国慕课网网课 ） 思 考 题 谈谈你对未来化学科学研究的看法？ 作 业 1.安装 MathType 软件 2. 编辑出 公 式 : NaCl NaCl 3 NaCl n 10 c 1.7 / 58.44 / 100 10 m g mol L V M V g mol L        教学设想 开学第一次课，主要引导学生做好学习计划，认识化工计算课程的学习 任务及学习方式，教学速度稍微有点放慢

教学内容课程介绍与导学一、课程简介本课程是专业选修课，2学分，共36学时。二、课程教学目标1.学生了解本课程的主要内容，化工计算的基本知识，基本理论及实验数据处理方法。2.学生熟悉计算机基础知识和化工常用软件操作方法。3.学生掌握化工相关软件在化工计算中的应用及实验数据处理的操作技能。三、课程教学设计1.理论讲授教学采用自编讲义，教师组织同学利用学习通线上课件资源自学，线下课堂上教师通过提问、讨论，学习指导以问题式学习或者项目式学习的教学方法实施教学活动。2.实训部分在机房完成同学们使用相关软件完成作业进行实训操作练习，老师鼓励同学们线下主动学习，并将学习经验在学生中互相交流。四、学习方法及要求1.利用自编讲义和学习通线上课程资源进行学习。2.复习巩固化学基础知识，正确分析化工计算的任务。3.了解并掌握计算机、相关软件的操作能力。4.正确收集和处理有关化工基础数据，合理选择计算方法。5.培养主动学习、发现问题能力，养成听课与自学相结合的习惯，养成理解-5-

- 5 - 教学内容 课程介绍与导学 一、课程简介 本课程是专业选修课，2 学分，共 36 学时。 二、课程教学目标 1.学生了解本课程的主要内容，化工计算的基本知识，基本理论及实验数据 处理方法。 2.学生熟悉计算机基础知识和化工常用软件操作方法。 3.学生掌握化工相关软件在化工计算中的应用及实验数据处理的操作技能。 三、课程教学设计 1.理论讲授教学 采用自编讲义，教师组织同学利用学习通线上课件资源自学，线下课堂上教 师通过提问、讨论，学习指导以问题式学习或者项目式学习的教学方法实施教学 活动。 2.实训部分在机房完成 同学们使用相关软件完成作业进行实训操作练习，老师鼓励同学们线下主动 学习，并将学习经验在学生中互相交流。 四、学习方法及要求 1.利用自编讲义和学习通线上课程资源进行学习。 2.复习巩固化学基础知识，正确分析化工计算的任务。 3.了解并掌握计算机、相关软件的操作能力。 4.正确收集和处理有关化工基础数据，合理选择计算方法。 5.培养主动学习、发现问题能力，养成听课与自学相结合的习惯，养成理解

原理和动手操作相结合的习惯。02教案编号教材名称自编讲义授课题目第一章单位制基础知识授课学时4课时课型理论（）；上机（)；其它（一、了解单位制度的构成及其种类。二、熟悉常用化工基础数据来源。教学目的三、掌握化工过程中常用单位的换算方法。培养学生树立国际视野和全球意识。目前世界各国都在推行采用国际统一单位制，这是国际交流与合作的需要。在化工领域，跨国企业的合作、国际标准的制定等都思政目标离不开统一的单位体系。通过学习单位换算方法，让学生能够更好地理解和应用国际单位制，与国际接轨，增强在国际舞台上的竞争力。同时，也让学生明白在全球化背景下，加强国际交流与合作的重要性，培养他们的国际视野和全球意识。一、掌握单位制度的构成及其种类。教学重点二、掌握常用化工基础数据来源。掌握化工过程中常用单位的换算方法。教学难点教学方法讲授（√）；讨论（√）：指导（V）；其它（）有)；其它（MicrosoftPowerPoint（)Authorware（(V)电子教案无（）教学资源多媒体（V）；模型（）；音像（）：其它（中国慕课网网课思考题目前比较常用的单位制有哪几种？1.安装MathType软件作业2.使用MathType软件编辑NaCl浓度计算过程式。教学内容第一章单位制基础知识-6-

- 6 - 原理和动手操作相结合的习惯。 教案编号 02 教材名称 自编讲义 授课题目 第一章 单位制基础知识 授课学时 4 课时 课 型 理论（ √ ）；上机（√ ）；其它（ ） 教学目的 一、了解单位制度的构成及其种类。 二、熟悉常用化工基础数据来源。 三、掌握化工过程中常用单位的换算方法。 思政目标 培养学生树立国际视野和全球意识。目前世界各国都在推行采用国际统一单位制， 这是国际交流与合作的需要。在化工领域，跨国企业的合作、国际标准的制定等都 离不开统一的单位体系。通过学习单位换算方法，让学生能够更好地理解和应用国 际单位制，与国际接轨，增强在国际舞台上的竞争力。同时，也让学生明白在全球 化背景下，加强国际交流与合作的重要性，培养他们的国际视野和全球意识。 教学重点 一、掌握单位制度的构成及其种类。 二、掌握常用化工基础数据来源。 教学难点 掌握化工过程中常用单位的换算方法。 教学方法 讲授（ √ ）；讨论（ √ ）；指导（ √ ）；其它（ ） 电子教案 有 （ √ ） Microsoft PowerPoint（ √ ）；Author ware（ ）；其它（ ） 无（ ） 教学资源 多媒体（ √ ）；模型（ ）；音像（ ）；其它（中国慕课网网课 ） 思 考 题 目前比较常用的单位制有哪几种？ 作 业 1.安装 MathType 软件 2.使用 MathType 软件编辑 NaCl2浓度计算过程式。 教学内容 第一章 单位制基础知识

重点：掌握单位制度的构成及其种类，化工基础数据。难点：掌握化工过程中常用单位的换算方法。1.1单位制度概述1.1.1单位和单位制度的概念重①量纲或称因次：表示物料性质和状态的基本物理量。如：长度（L），质量（M），时间（t）和温度（T）就是常用的量纲（因次）。②量纲式或因次式：由量纲（因次）组成的表示物理量特性的式子。如：体积的量纲式（因次式）为L3,密度的量纲式（因次式）为M/L3,速度的量纲式（因次式）为L/t等。单位（Unit）：指度量中所规定的标准量，是量纲（或因次）的具体表示。如50kg干冰，50是数量，kg是单位。又如：长度单位常用米（m）表示，质量单位常用千克（kg）表示等。单位制度：人为规定的计量制度。法定计量单位：由国家以法令形式规定使用或允许使用的计量单位。我国的法定计量单位，是以国际单位制为基础，保留少数国内外习惯或通用的非国际单位制所构成。1.1.2单位制度的构成及其种类单位制度的构成√基本单位：一些彼此独立的物理量及单位。如长度（L），质量（M）等。√导出单位：利用物理学规律建立起基本单位和其他物理量单位之间的联系即用基本单位表示出其他物理量的单位,如：牛顿N=1kgm/s°。单位制度的种类（一）国际单位制：源自公制或米制，旧称“万国公制”，是现时世界上最普遍采用的标准度量衡单位系统，采用十进制进位系统。1960年第十一届国际计量大会通过，推荐各国采用，其国际简称为SI制。[InternationalSystemofUnits]SI制是在米·千克·秒制（MKS制）即米制的基础上发展起来的。（二）米制根据选定的基本单位不同,单位制又分为绝对单位制及工程单位制（重力单-7-

- 7 - 重点：掌握单位制度的构成及其种类，化工基础数据。 难点：掌握化工过程中常用单位的换算方法。 1.1 单位制度概述 1.1.1 单位和单位制度的概念重 ①量纲或称因次: 表示物料性质和状态的基本物理量。 如:长度（L）,质量（M）,时间（t）和温度（T）就是常用的量纲（因次）。 ②量纲式或因次式:由量纲（因次）组成的表示物理量特性的式子。 如:体积的量纲式（因次式）为 L3,密度的量纲式（因次式）为 M/L3,速度的 量纲式（因次式）为 L/t 等。 单位（Unit）:指度量中所规定的标准量，是量纲（或因次）的具体表示。如 50kg 干冰，50 是数量， kg 是单位。又如:长度单位常用米（m）表示, 质量单位 常用千克（kg）表示等。 单位制度:人为规定的计量制度。 法定计量单位：由国家以法令形式规定使用或允许使用的计量单位。 我国的法定计量单位，是以国际单位制为基础，保留少数国内外习惯或通用 的非国际单位制所构成。 1.1.2 单位制度的构成及其种类 单位制度的构成 ◇基本单位:一些彼此独立的物理量及单位。如长度（L）,质量（M）等。 ◇导出单位:利用物理学规律建立起基本单位和其他物理量单位之间的联系, 即用基本单位表示出其他物理量的单位,如:牛顿 2。 单位制度的种类 （一）国际单位制:源自公制或米制，旧称“万国公制”，是现时世界上最普 遍采用的标准度量衡单位系统，采用十进制进位系统。1960 年第十一届国际计 量大会通过，推荐各国采用，其国际简称为 SI 制。[International System of Units] SI 制是在米·千克·秒制（MKS 制）即米制的基础上发展起来的。 （二）米制 根据选定的基本单位不同,单位制又分为绝对单位制及工程单位制（重力单

位制）两种：☆绝对单位制一一以长度、质量及时间为基本单位。☆工程单位制一一以长度、力及时间为基本单位。(1）厘米克秒（CGS）制如力的单位：1dyne=1g1cm/s2=1gcm/s2（2）米千克秒（MKS）制如力的单位：1N=1kg1m/s2=1kgm/s2（3）米制工程制基本单位：长度（m）、力（公斤力、kgf）、时间（s）1公斤力一一1千克质量物体于真空中（重力加速度9.81米/秒2）所受的重力，即：1kgf=1kg9.81m/s2=9.81kgm/s2=9.81N1质量工程单位一一一物体在1公斤力的作用下，得到1米/秒2的加速度，则该物体的质量为1质量工程单位（公斤力秒2/米）（三）英制英制的绝对单位是英尺磅秒制。英制的工程单位制有英国工程制和美国工程制两种。（1）英尺·磅·秒（FPS）制基本单位：长度（ft）质量（磅，lb），时间（s）如：力的单位称磅达（Poundle）（Pdl）即：1Pdl=1lb1ft/s2=1lbft/s2（2）英国工程制基本单位：长度（ft）力（Ibf），时间（s）1质量工程单位一一磅力秒2/英尺，称斯勒（SIg）（3）美国工程制基本单位（有4个）：长度（ft），磅质（Ibm），磅力（Ibf），时间（s）1磅力一一1磅质物体在地面所受之重力,重力加速度为32.174英尺/秒2。为符合牛顿定律，必须引入力和质量之间的比例常数，以符号gC表示。1.2化工数据基础知识1.2.1化工数据的分类基础数据：化工生产中常用的物性数据与热力学数据，是物料衡算与能量衡算、速率计算的基础。（如沸点100℃）- 8-

- 8 - 位制）两种: ☆绝对单位制——以长度、质量及时间为基本单位。 ☆工程单位制——以长度、力及时间为基本单位。 （1）厘米 克 秒（CGS）制 如力的单位:1dyne=1g （2）米 千克 秒（MKS）制 如力的单位： （3）米制工程制 基本单位：长度（m）、力（公斤力、kgf）、时间（s） 1 公斤力——1 千克质量物体于真空中（重力加速度 9.81 米/秒 2） 所受的重力，即 1 质量工程单位——一物体在 1 公斤力的作用下，得到 1 米/秒 2 的加速度，则该物体的质量为 1 质量工程单位（公斤力 秒 2/米） （三）英制 英制的绝对单位是英尺 磅 秒制。英制的工程单位制有英国工程 制和美国工程制两种。 （1）英尺·磅·秒（FPS）制 基本单位:长度（ft）,质量（磅,lb）,时间（s） 如:力的单位称磅达（Poundle）（Pdl）即 （2）英国工程制 基本单位:长度（ft）,力（lbf）,时间（s） 1 质量工程单位——磅力 秒 2/英尺,称斯勒（ ） （3）美国工程制 基本单位（有 4 个）:长度（ft）,磅质（lbm）,磅力（lbf）,时间（s） 1磅力——1磅质物体在地面所受之重力,重力加速度为32.174英尺 /秒 2。为符合牛顿定律,必须引入力和质量之间的比例常数,以符号 gC 表示。 1.2 化工数据基础知识 1.2.1 化工数据的分类 基础数据:化工生产中常用的物性数据与热力学数据，是物料衡算与能量衡 算、速率计算的基础。（如沸点 100℃）

过程参数：化工生产中影响过程运行与状态的物理量，包括温度、压力、流量、物料浓度等。结构参数：化工设备的结构参数，如蒸馏塔塔高、塔径等。无量纲量：又称无因次量，是没有量纲的量，如流体雷诺数Re。1.2.2化工基础数据的分类基本物性数据：如临界常数（临界压力、临界温度、临界体积）、密度、状态方程参数、压缩系数、蒸气压等。热力学物性数据：如内能、烩、熵、热容、自由能等。化学反应和热化学数据：如反应热、生成热、燃烧热、反应速率、活化能、化学平衡常数等。传递参数：如粘度、扩散系数、热导率等。1.2.3化工基础数据的来源《化学工程手册》，《化学工程手册》编辑委员会，化学工业出版社，1996。《化工工艺设计手册》，国家医药管理局上海医药设计院编，化学工业出版社，1996。《化工工艺算图手册》，刘光启，马连湘主编，化学工业出版社，2002。《Handbook of Chemistryand Physis》,David R.Lide84th,CRC Press,2003-2004。NIST化学互联网手册，http://webbook.nist.gov/chemistry/1.3单位换算方法与示例1.3.1单纯单位换算①将不同单位制的换算系数写成比例形式：②将各比例式连乘或连除运算。例题：25℃时水的粘度为1.3077厘泊，换算成千克/（米时）及帕秒。（1厘泊=0.01泊，1泊=1克/（厘米秒））解：100cm3600s1kgμ=1.3077×0.01_g= 4.7077kg/(m·h)1m/1hcm·s|1000g-9-

- 9 - 过程参数:化工生产中影响过程运行与状态的物理量，包括温度、压力、流 量、物料浓度等。 结构参数：化工设备的结构参数，如蒸馏塔塔高、塔径等。 无量纲量:又称无因次量，是没有量纲的量，如流体雷诺数 Re。 1.2.2 化工基础数据的分类 基本物性数据:如临界常数（临界压力、临界温度、临界体积）、密度、状态 方程参数、压缩系数、蒸气压等。 热力学物性数据:如内能、焓、熵、热容、自由能等。 化学反应和热化学数据：如反应热、生成热、燃烧热、反应速率、活化能、 化学平衡常数等。 传递参数:如粘度、扩散系数、热导率等。 1.2.3 化工基础数据的来源 《化学工程手册》，《化学工程手册》编辑委员会，化学工业出版社，1996。 《化工工艺设计手册》，国家医药管理局上海医药设计院编，化学工业出版 社，1996。 《化工工艺算图手册》，刘光启，马连湘主编，化学工业出版社，2002。 《Handbook of Chemistry and Physis》,David R.Lide 84th,CRC Press, 2003-2004。 NIST 化学互联网手册，http://webbook.nist.gov/chemistry/ 1.3 单位换算方法与示例 1.3.1 单纯单位换算 ①将不同单位制的换算系数写成比例形式； ②将各比例式连乘或连除运算。 例题: 25℃时水的粘度为 1.3077 厘泊,换算成千克/（米 时）及帕 秒。（1 厘泊=0.01 泊，1 泊=1 克/（厘米 秒）） 解: g 1kg 100cm 3600s 1.3077 0.01 4.7077kg/(m h) cm s 1000g 1m 1h      

1kg100cmgms=1.3077x10-3kggμ=1.3077×0.011mm·sms1000gcm·s kg·ms=1.3077×10-3=1.3077×10-Pa·ssm?作业1.安装MathType软件2.使用MathType软件编辑NaC12浓度计算过程式。- 10 -

- 10 - 作业 1.安装 MathType 软件 2.使用 MathType 软件编辑 NaCl2浓度计算过程式