1 《化学反应工程》课程教学大纲
课程名称：化学反应工程
课程类型：必修课，专业课
总学时：54 讲课学时：54 实验学时：0
学分： 3.0
适用对象：化学工程、化学工艺
先修课程：物理化学、化工工艺学、化工原理、化工热力学
一、课程性质、目的和任务
课程性质：
化学反应工程是以化学反应器原理为主要线索，主要研究化学反应过程需要解决的工程问题，是化工生产的龙头、关键和核心，是一些基础学科诸如物理化学、传递过程、化学工艺等相互渗透与交叉而演变成的边缘学科，其内容主要涉及化学反应动力学、反应器中传递特性、反应器类型结构、数学建模方法、操作分析及反应器设计，具有高度综合性、广泛基础性和自身独特性。
课程目的与任务：
一是培养学生将物理化学、传递过程、化学工艺、化工热力学、控制工程等学科知识用之于化学反应工程学的综合能力；
二是使学生掌握化学反应工程学科的理论体系、研究方法，了解学科前沿；
三是使学生初步具备改进和强化现有反应技术和设备、开发新的反应技术和设备、解决反应过程中的工程放大问题以及实现反应过程中最优化的能力
二、教学基本要求
通过本课程的教学，要使学生系统地掌握化学反应动力学规律、传递过程对化学反应的影响规律，掌握反应器设计、过程分析及最佳化方法。
三、教学内容及要求
教学内容 教学要求
0绪论
化学反应工程学在化学工业中的地位、研究内容及研究方法 了解化学反应工程学的任务和范畴、内容和分类及研究方法，达到使学生对化学反应工程学科有一个宏观的接触和把握。
1 均相单一反应动力学和理想反应器
1.1概念与术语
化学反应式、化学计量方程、反应程度、转化率、化学反应速率、反应动力学方程、化学反应的分类
1.要求学生了解化学反应式、化学计量方程、反应程度、转化率、反应活化能概念及阿仑尼乌斯方程；
2.要求学生理解基元反应与质量作用定理、单程转化率与全程转化率的区别、化学反应式与化学计量方程的区别；
化学反应⼯程知识点回顾
第⼀章 知识点1.化学反应⼯程学的范畴和任务
2.化学反应⼯程学的基本⽅法
3.化学反应⼯程学的学科系统和编排
第⼆章 均相反应动⼒学基础 知识点 1、概念:
①化学计量⽅程： 反应物 - ， 产物 + ②化学反应速率 等温定容反应
dt
dc r A
A -
=-
反应速率之⽐等于各计量系数的⽐值。 ③反应转化率
反应程度
膨胀因⼦ δA 关键组分A 的膨胀因⼦
物理意义：每反应掉⼀个摩尔A 所引起反应体系总摩尔数的变化量。
④反应速率⽅程:
反应级数 a 、b 由实验确定 k 遵循Arrhenius ⽅程i α1A A dn r V dt
-=-00
-=K K
K K n n x n 0
k
k k n n
ξα-=1
s
i
i A A αδα
==
∑a b
A A
B r k
C C -=
2、单⼀反应的速率⽅程 重点：求取动⼒学参数 1)不可逆反应
微分⽅程: 积分⽅程: 2)可逆反应
微分⽅程: 反应平衡时： 3)均相催化反应
微分⽅程 积分⽅程4)⾃催化反应 当C A = C M0/2 时，反应速率最⼤ 3、复合反应:
平⾏反应 串联反应 总收率 选择性exp[]
a E k k RT
=-a b
A A A B
dC r kC C dt
-==-0A A C A
a b C A
B
dC kt C C =?'A A A S
dC r kC k C dt
-=-=-0
A Ae Se r kC k C '-=-=()A
A C A dC r kC C dt
-=-=A A A C dC r kC C dt
-=-=0
max 000
1ln[]
A M M A C t C k
C C =
-0121
()ln ln
1A C A A C k k C t C x +==-A B P R +→+A B S +→A B P R S
+→→+0000()/()///--Φ=
=
P P P P P A A n n p C C p
n a C a 0
000()/()/;;()/()/--==--p p p p p p A A A A n n P C C P
《化学反应⼯程》试题及答案
《化学反应⼯程》试题库
⼀、填空题1. 质量传递 、 热量传递 、 动量传递 和化学反应 称为三传⼀反.
2. 物料衡算和能量衡算的⼀般表达式为 输⼊-输出=累积 。
3. 着眼组分A 转化率x A 的定义式为 x A =(n A0-n A )/n A0 。
4. 总反应级数不可能⼤于 3 。
5. 反应速率-r A =kC A C B 的单位为kmol/(m 3·h)，速率常数k 的因次为 m 3/(kmol ·h ) 。
6. 反应速率-r A =kC A 的单位为kmol/kg ·h ，速率常数k 的因次为 m 3/kg ·h 。
7. 反应速率2
/1A A kC r =-的单位为mol/L ·s ，速率常数k 的因次为 (mol)1/2·L -1/2·s 。 8. 反应速率常数k 与温度T 的关系为2.1010000
ln +-
=T
k ，
其活化能为 83.14kJ/mol 。 9.
某反应在500K 时的反应速率常数k 是400K 时的103倍，则600K 时的反应速率常数k
时是400K 时的 105 倍。10. 某反应在450℃时的反应速率是400℃时的10倍，则该反应的活化能为（设浓度不变） 186.3kJ/mol 。
11. ⾮等分⼦反应2SO 2+O 2==2SO 3的膨胀因⼦2SO δ等于 -0.5 。 12. ⾮等分⼦反应N 2+3H 2==2NH 3的膨胀因⼦2H δ等于–2/3 。 13. 反应N 2+3H 2==2NH 3中（2N r -）= 1/3 （2H r -）= 1/2 3NH r
14. 在平推流反应器中进⾏等温⼀级不可逆反应，反应物初浓度为C A0，转化率为x A ，当反应器体积增⼤到n 倍时，反应物A 的出⼝浓度为 C A0(1-x A )n ，转化率为 1-(1-x A )n 。 15. 在全混流反应器中进⾏等温⼀级不可逆反应，反应物初浓度为CA0，转化率为x A ，当反应器体积增⼤到n 倍时，反应物A 的出⼝浓度为
1 《化学反应工程》课程教学大纲
课程名称：化学反应工程
课程类型: 必修课
总 学 时：60
适用对象: 煤化工生产技术
先修课程：高等数学、基础化学、物理化学、化工原理、化工设备基础
一. 课程的性质和任务
化学反应工程主要是是运用化学热力学和化学动力学的知识，结合反应器中流体流动、混合、传热和传质的传递过程，进行反应过程的解析、反应技术的开发、反应器的分析与设计，研究反应过程动态特性，实现反应过程的最佳化，从而提高化学反应的工程和工艺水平。本课程主要讲授化工动力学及化学反应器的数学模拟与设计计算，主要培养学生应用基础理论知识和所学的专业知识，进行反应器的建模、设计和优化，课程内容适应现代化工企业对化工人才知识、能力和素质结构的要求，反映了现代化工行业的发展方向，努力体现了化工设备工艺领域的技术发展前沿。
二、教学基本要求
通过本课程的教学，要使学生掌握工业规模化学反应过程的优化设计与控制的基本理论和基本知识及其相应的基本技能，培养学生具体分析、计算和解决化工生产中有关化学反应过程的实际问题的能力。培养学生从基础理论、工程观点、经济观点出发，综合处理工程问题的能力。
三、教学内容及要求
1绪论
§1．1 化学反应工程的发展、任务和范畴
§1．2 化学反应工程的分类
§1．3 化学反应工程的研究方法
了解：化学反应工程发展历史、化工工业在国民经济中的地位，化学工业发展趋势。
掌握化学加工工业的基本概况、特点，掌握石油、煤、天然气等能源概况。
重点：化学反应工程的操作方法分类、研究方法模型法、解析法
2均相反应动力学基础
§2．1 基本概念和术语
§2．2 单一反应动力学方程
§2．3 复杂反应动力学方程
掌握：均相反应动力学的基本概念和术语；掌握单一反应动力学和复杂反应动力学方程的计算方 2 法。
重点：等温恒容过程、等温变容过程、可逆反应动力学方程、平行反应动力学方程、连串反应动力学方程
