山西广播电视大学 化学反应过程及设备由刘军主讲

        课程的主要内容：学习反应动力学基础、常见反应器的结构、工作原理及其在工业生产中的应用，掌握反应器的优化设计,学习典型反应器的运行操作和日常管理以及常见事故处理等。

　　通过本课程的教学，理解化学反应过程动力学原理、流体流动、传热、传质对反应过程的影响规律，了解过程开发优化及操作最优控制的基本思路。掌握反应器的设计、选型、放大与最佳化的基本原理。培养学生能以动力学及反应工程的观点分析一个具体的反应过程，并掌握常见反应器的设计计算，为将来深入研究化工反应过程打好基础。

　　通过本课程的学习，应达到以下要求：

　　1．理解化学反应过程动力学原理，掌握流体流动、传热、传质对反应过程的影响规律；

　　2．掌握反应器的设计、选型、放大与最佳化的基本方法；

　　3．掌握常见反应器的设计计算及操作特点。 

第一部分　大纲说明

　　一、课程的性质与任务

　　《化学反应过程与设备》是中央广播电视大学开放教育应用化工技术专业（专科）的一门统设必修课， 4学分，72学时开设一学期。

　　《化学反应过程与设备》作为应用化工技术专业的一门核心专业基础课程，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以及基本操作为主要目的的一门新兴工程学科。

　　课程的主要内容：学习反应动力学基础、常见反应器的结构、工作原理及其在工业生产中的应用，掌握反应器的优化设计,学习典型反应器的运行操作和日常管理以及常见事故处理等。

　　通过本课程的教学，理解化学反应过程动力学原理、流体流动、传热、传质对反应过程的影响规律，了解过程开发优化及操作最优控制的基本思路。掌握反应器的设计、选型、放大与最佳化的基本原理。培养学生能以动力学及反应工程的观点分析一个具体的反应过程，并掌握常见反应器的设计计算，为将来深入研究化工反应过程打好基础。

　　二、与相关课程的关系

　　本课程是中央电大开放教育应用化工技术专业（专科）的一门统设必修课。其先修课程有：《物理化学》、《化工单元操作技术》等。

　　三、课程的教学要求

　　电大的教育对象以在职成人为主，培养目标是专科层次的应用型人才，教学内容以基本知识、基础理论和基本技能为主，注重实践能力的培养，通过本课程的学习，应达到以下要求：

　　1、理解化学反应过程动力学原理，掌握流体流动、传热、传质对反应过程的影响规律；

　　2、掌握反应器的设计、选型、放大与最佳化的基本方法；

　　3、掌握常见反应器的设计计算及操作特点。

　　四、课程的教学方法和教学形式建议

　　本课程在教学上应采用讲授与实践相结合的方法，增强课程教学的直观性和实践性，提高学生分析问题、解决问题的能力，培养学生实际动手操作技能。

　　（1）通过基本文字教材的准确叙述和音像教材的概要讲解和演示，使学生对各种化学反应过程及相关设备有深刻认识和全面了解。

　　（2）文字教材的编写要全面系统、条理清晰、深入浅出、通俗易懂、便于自学；音像教材突出课程的重点、难点，教材的制作力求活泼、实用。

　　（3）学生要熟练掌握运用现代远程教育技术，使用中央电大提供的多种媒体，自主学习为主，各级办学实体要给学员提供必要的面授辅导等学习支持服务。

　　（4）在教学过程中，中央电大和其他办学实体将利用网上教学平台、电话、E-mail及CAI课件等手段进行教学辅导或发布教学信息。

　　（5）教学过程要统一布置一定数量的复习思考题和形成性考核作业。

　　（6）本课程课内72学时，4学分，全年滚动开出

　　（7）应充分利用网络技术进行授课、答疑和讨论。

　　五、课程教学要求的层次

　　本课程的教学要求分为掌握、理解和了解三个层次。掌握是在理解的基础上加以灵活应用；理解是能正确表达有关概念和方法的含义，并且能够进行简单分析和判断；了解即能正确判别有关概念和方法。

　　课程考核内容，掌握的内容约占总分数的60%左右，理解的内容约占30%左右，了解的内容约占10%左右。

第二部分　媒体使用与教学过程建议

　　一、课程学时分配

　　课程教学总学时数为72，4学分。各章学时分配如下：

　　二、多种媒体教材的总体说明

　　本课程使用的教学媒体有： 文字教材、录像教材和IP课件。

　　1、文字教材

　　主要教学媒体。文字教材的内容是教学大纲所规定的教学基本内容。是本课程教与学和考核的基本依据。文字教材要求体系完整，适合成人自主学习的需求，体现电大教学的规律和特点。

　　2、录像教材

　　辅媒体。讲授课程的重点和难点，思路和方法。充分利用电视教材直观性的特点，通过动画、演示等手段讲解抽象的概念和某些操作性内容的细节。

　　3、IP课件

　　以课程的知识点为线索，采用系统讲授的方式制作，强调课程内容的系统性，提高学生分析和解决问题的能力，达到启迪学生独立思考及提高学生自学能力的目的。

　　三、教学环节

　　1、自学

　　自学是学生重要的学习手段，要求以文字教材为主，辅以录像教材、网上教学资源进行学习。录像教材可加深学生对课程重难点内容的理解。网上教学资源与教学进度同步，解决学生在学习过程中遇到的问题。自学可以采取个人和小组学习等方式，学生应注意自学能力的培养，保证必要的自学时间。

　　2、面授辅导

　　面授辅导由地方电大辅导教师担任，辅导教师应以文字教材为依据，采用讲解、分析、作业讲评等方式，讲解课程的重点和难点，思路与方法，进行分析和讨论，解答作业等，培养学生学习、思考和分析解决问题的能力。

　　3、形成性考核作业

　　形成性考核作业是巩固和检验学习效果的有效手段，中央电大统一下发形成性考核作业册，学生应根据学习进度认真完成。

　　4、网上教学

　　应充分利用网络技术进行授课、答疑和讨论。

　　四、考核

　　考核是对学生学习效果的检查和验收。本课程的考核采用期末终结性考试和形成性考核相结合的方式。期末终结性考试由中央电大根据教学大纲统一命题；形成性考核包括形成性考核作业、小组讨论等，由地方电大组织实施并核定成绩。

第三部分　教学内容和教学要求

　　第一章　绪论(4学时)

　　【教学内容】

　　1、化学反应工程的发展、任务和范畴；

　　2、化学反应器的分类；

　　3、化学反应工程的研究方法。

　　【教学要求】

　　1、了解化学反应过程与设备研究的内容及本课程学习的方法；

　　2、了解反应器的特点和工业应用；

　　3、理解化学反应和化学反应器的分类；

　　4、掌握化学反应器的操作方式、基本方法。

　　第二章　均相反应动力学基础（14学时）

　　【教学内容】

　　1、基本概念和术语；

　　2、单一反应动力学方程；

　　3、复杂反应动力学方程。

　　【教学要求】

　　1、了解简单反应的变容过程的动力学；

　　2、理解均相反应的特点、基本概念；

　　3、掌握反应速率的定义及动力学方程；

　　4、掌握恒容过程的动力学方程的计算；

　　5、理解可逆反应的规律。

　　【重点和难点】

　　重点：基本概念如反应速率、反应动力学方程；

　　基本计算如简单反应恒容动力学方程；

　　基本规律简单反应和复杂反应中可逆反应的动力学规律。

　　难点：转化率、选择性及收率的辨析及其关系；反应速率概念；可逆反应的规律。

　　第三章　均相理想流动反应器（18学时）

　　【教学内容】

　　1、间歇反应器；

　　2、连续操作釜式反应器；

　　3、理想置换反应器；

　　4、反应器的优化。

　　【教学要求】

　　1、了解三种反应器的特点；

　　2、掌握三种反应器的计算方法；

　　3、了解理想反应器优化的方法。

　　【重点和难点】

　　重点：三种反应器的特点和计算。

　　难点：反应器的优化。

　　第四章　反应器内的流体流动（10学时）

　　【教学内容】

　　1、返混；

　　2、流体在反应器内的停留时间分布；

　　3、两种理想流动模型的停留时间分布；

　　4、非理想流动模型。

　　【教学要求】

　　1、理解返混对反应过程的影响，掌握如何采取措施降低或利用返混提高反应效率；

　　2、了解停留时间的分布规律；

　　3、了解两种理想流动模型的概念及其特点；

　　4、了解非理想流动的成因。

　　【重点和难点】

　　重点：返混的概念、停留时间分布、理想流动的特点。

　　难点：停留时间的分布函数。

　　第五章　非均相反应动力学（14学时）

　　【教学内容】

　　1、催化剂基础；

　　2、气固相催化反应本征动力学；

　　3、气固相催化反应宏观动力学；

　　4、气液相反应宏观动力学简介。

　　【教学要求】

　　1、了解催化剂的结构，掌握催化剂的使用和维护方法；

　　2、理解气固相反应的七个步骤，以及本征和宏观动力学的概念；

　　3、掌握理想吸附模型及其吸附方程；

　　4、了解本征动力学方程的推导；

　　5、掌握扩散过程对气固相反应过程的影响规律；

　　6、了解气液相反应的特点。

　　【重点和难点】

　　重点：气固模型、控制步骤的概念；理想吸附模型的四点假设；本征动力学推导内扩散对过程的影响。

　　难点：本征动力学推导；内扩散对过程的影响。

　　第六章　非均相反应器（12学时）

　　【教学内容】

　　1、固定床反应器；

　　2、流化床反应器；

　　3、气液相反应器；

　　4、其他非均相反应器简介。

　　【教学要求】

　　1、掌握气固相反应器的结构特点及其有关计算；

　　2、理解流态化的概念和流化床的特点；

　　3、理解气液相反应器的结构特点；

　　4、了解其他非均相反应器的特点；

　　5、掌握反应器的操作、日常运行和管理。

　　【重点和难点】

　　重点：固定床反应器的结构和计算；

　　难点：流化床反应器的特点。