化学反应工程教学大纲(四川大学,化学反应工程)
化学反应工程教学大纲
课程编号30819030 课程性质必修
课程名称化学反应工程英文名称Chemical Reaction Engineering
学时/学分48/3 考核方式平时成绩+期末考试
课程简介
化学反应工程是研究化学反应器或包含化学反应的化工单元设备的学科，是现代化学工程学科的重要学术基础，核心主干课程。概括地讲，反应工程是结合反应装置，应用物理学、化学、工程学和经济学的基本原理与定律，采用现代科学计算方法与手段，综合研究、分析反应器中传递现象和化学反应耦合过程的基本规律，使化学反应能较优地实现工业化，或精细化的一门技术基础学科。具体来说，反应工程主要从工程或现场应用角度研究大规模或微型化系统的反应设备结构中，反应动力学与反应器内部（含催化剂）动量、质量、能量（热量，电荷）传递现象之间的相互作用关系，分析反应装置的特性，获得反应器体积设计，结构优化，和动态操作控制的原理和方法。
虽然化学反应工程是1957年才正式命名，但一些思想概念早在三十年代就开始萌芽了。在那以前，化学工程主要建立在单元操作（如流体输送、蒸发、传热等）上，研究工程技术对化学反应有何影响则涉及较少。1937年，德国Damkohler首先研究了扩散、流动与传递对化学反应收率的影响，是化学反应工程的先导，我国科学家袁谓康先生正是在Damkohler先驱基础上，近年凝炼出化学工程的时间多尺度思想。50年代，由于化学工程的发展，化工厂的大型化，综合化，自动化与最优化，提出了许多新的概念，例如“返混”现象，反应器的稳定性等等，特别是电子计算机的迅速发展与应用，使大型非线性方程组的数值求解成为可能，促进了传递现象与化学反应的结合，水到渠成，正式命名了化学反应工程学。
四川大学（原成都科技大学）化学反应工程课程，始自60年代开设的“无机物工艺反应过程动力学”。80年代改革开放初期，王建华先生是首批前往美国学习研究反应工程的中国学者之一，受到加州大学戴维斯分校J. M. Smith教授指导。Smith 教授所著“Chemical Engineering Kinetics”在反应工程学科正式诞生前的1956年第一版面世，到1981年第三版，是美国第一代反应工程教材。王先生回国后，与国内同仁一道，极大地促进了反应工程在中国的学术发展。
反应工程迄今只有50多年历史，极大推动了化学工程，和邻近学科，如原子能技术，煤炭加工，能源动力、石油化工，冶金工程，制药工艺，生物技术，以及新兴学科，如新材料，新能源，信息技术，环境科学，生命科学等的发展。“三传一反”的基本学术思想，正在前所未有的时间层次，空间广度和深度上演绎出精彩辉煌的篇章。
教材《化学反应工程》（21世纪高等院校教材），四川大学梁斌等主编，
科学出版社，2003.
参考教材1. Folger, H. S., Elements of Chemical Reaction Engineering, 4th Edition, Prentice
Hall，Upper Saddle River, NJ 2006 & 化学工业出版社，北京2006.
2. Levenspiel, O., Chemical Reaction Engineering, 3rd Edition, John Wiley & Sons,
1999 &化学工业出版社，北京2002.
3. 袁谓康，朱开宏，化学反应工程分析，华东理工大学出版社，上海，1995.
4. 陈甘棠，化学反应工程，第二版，化学工业出版社，北京，1990.
5. 李绍芬，反应工程，化学工业出版社，北京，1990.
6. 王建华，化学反应工程，成都科技大学出版社，成都，1988.
7. Smith, J. M., Chemical Engineering Kinetics, 3rd Edition, McGram-Hill. 1981.
王建华等译，化学工业出版社& 成都科技大学出版社，北京，1988.
预修课程高等数学，物理化学，化工原理适用专业化学工程与工艺、
三年级
大纲执笔人梁斌大纲审核人费德君
一、教学基本目标
学生学完本课程后，能对反应器内三传现象和化学反应速率之间的相互作用有深厚的理解，掌握依靠数学模型方法对反应器分析的基本原理。能够建立反映反应器基本特征的数学模型。能够对等温操作的理想反应器进行体积设计；正确认识反应器流动模型，停留时间分布，和非理想反应器的数学描述，用于预测实际反应器的转化率；掌握等温催化剂，以及外扩散对多相反应过程影响的数学模型分析原理。懂得对实际非等温理想反应器作物料守恒和能量守恒耦合系统分析的计算方法。学习应用科学计算软件求解反应器二维数学模型耦合偏微分方程组，给出反应器内的空间场量，如流场、压力场，浓度场，和温度场，为反应器结构优化设计提供科学依据。对反应器操作过程受操作参数波动引起的动态现象和开停车过程的操作，掌握反应器非线性系统定态多重性分析的基本方法。
二、教学基本内容
绪论：
化学反应工程学科的研究内容
化学反应及反应器，反应器设计与反应器选择，化学动力学与反应器设计方程，反应器操作条件及操作方式选择，反应器理想与非理想流动状况，反应器稳定性，典型反应器分析
化学反应工程学科的历史
人类最早对反应的认识，单元操作（1920－），扩散、流动同反应耦合，Amsterdam反应工程大会（1957），反应动力学及动力学模型（1960－80），复杂反应网络分析与反应器放大，反应器非线性行为，反应分离耦合
第一章均相反应动力学
反应速率及反应速率方程式
反应速率的定义，速度与速率，反应速率的容量性质和强度性质，反应速率与反应物转化摩尔数的关系，转化率的概念
反应速率方程，反应速率影响因素，
浓度影响：
质量作用定律，幂指数函数，反应级数、反应速率常数及其测定，浓度方程的积分形式
温度影响：
Van`t Hoff的温度系数，Hood仿Van`t Hoff方程提出的关系，Arrhenius经验式，Arrhenius 方程的三种形式，活化能与指前因子的测定
复杂反应系统速率
可逆反应，可逆反应的平衡限制及最佳温度，平行反应，串级反应，选择性(平均、瞬时)，收率，浓度、温度对速率、选择性影响
反应机理与反应速率方程
什么是反应机理？反应机理与反应速率方程的关系
气固催化反应动力学
简单一级化学反应，理想表面，理想表面吸附，Langmuir吸附方程，表面反应动力学方程的推导，真实表面，Elovich表面假设，Temkin吸附方程，管孝男表面假设，Fruedlisch吸附方程，真实表面反应动力学推导
第二章反应器内的流体流动与混合
几种理想反应器
间歇反应器，全混釜反应器，平推流反应器，不同反应器的体积计算和转化率计算，几种反应器的比较，不同反应器及反应器的组合
各种反应器介绍
试管、烧瓶、小型反应管、小型反应罐，实验室微分反应器、积分反应器，工业槽式反应器，工业管式反应器，填充床反应器，流化床反应器，浆状床反应器，移动床反应器…
均相反应器：气相、液相，非均相反应器：气液、气固、气液固、液液、固固，拟均相：固定床、流化床、乳化床
工业反应器与实验室反应器之间的差别：混合状态，浓度、温度分布，流速分布
三种典型反应器的设计
间歇反应器，连续流动置换反应器，连续流动理想混合反应器，几种典型反应器体积计算，反应器的设计原则：质量衡算、能量衡算、动量衡算
质量衡算：积累速率= 输入速率－输出速率－反应消耗速率＋反应生成速率
间隙反应器：-dN A = Vr A dt，N A = N A0(1-x A)，N A0dx A/dt=Vr A
平推流反应器：连续流动、稳定，F A(y)-F A(y+dy)=r A dv，-dF A/dy=r A Ac，F A = v0c A0(1-x A)
全混流反应器：均匀、集中参数，F A0－F A=Vr A，V = (F A0-F A)/r A，τ = V/v0 = (c A0-c A)/r A
多釜串联全混流反应器：τi = V i /v = (c i-1-c i)/r，τ＝∑τi V ＝vτ
循环平推流反应器：τ* ＝V/v1 = -?c1c2(1/r)dc，τ = (1+R) τ*，R=0, 平推流，R→∞，全混釜非理想流动
全混流、平推流的流动特性差别，如何确定实际反应器与理想反应器之间的差别，流动统计规律的假设原则……随机性，停留时间的概念和描述，流动模型……理想反应器的组合描述，流体混合特性：宏观混合与微观混合，非理想流动对反应特性的影响
停留时间及停留时间分布
停留时间的定义，停留时间分布，停留时间分布函数及分布密度函数，反应器的年龄分布，理想反应器的停留时间分布，停留时间对转化率选择性的影响，停留时间分布测定，停留时间分布与流动模型，反应器的类型与不同反应器的差别
补充：概率函数的数学定义
停留时间分布的测定
脉冲法：E(t) = vc(t)/N0
阶跃法：F(t) = ?0t E(t- θ )dθ =c(t)/c0
流动模型对反应影响
流动模型对反应器体积影响：理想置换，理想混合，串级理想混合，扩散模型
流动模型对选择性影响
第三章非均相反应动力学
非均相反应器的拟均相性质
固定床反应器的平推流性质，流化床反应器的全混釜性质
气固催化反应
气固反应器内的动力学问题
气体与固体的接触，流体的流动情况，气膜的形成和外扩散传质，微观性质，催化剂的多孔性，催化剂孔内的内扩散传质，催化剂表面的反应
气固催化反应的七个步骤
气体反应物通过滞留膜向催化剂颗粒表面的传质(外扩散)，气体沿微孔向颗粒内的传质(内扩散)，气体反应物在微孔表面的吸附，吸附反应物在催化剂表面的反应，吸附产物的脱附，气体产物沿微孔向外扩散，气体产物穿过滞流膜扩散到气流主体
不同步骤控制条件下的反应速率
表面反应速率: r A = k f(c A)，内扩散控制: r A = η k f(c A)，有效因子的定义，孔内浓度的分布，
温度效应，外扩散控制: N A = k G(c A0 - c As)
扩散计算：费克定律，主体扩散系数计算，Knudson扩散计算，微孔扩散计算，有效扩散系数计算，孔隙率及弯曲因子的定义
有效因子计算
等温条件下有效因子计算：一级反应情况下平板、圆柱、球形及不规则形状催化剂有效因子计算，非一级反应情况下有效因子计算，Thiele模数，
非等温反应：能量衡算方程，绝热条件
内扩散对反应的影响：对选择性的影响，对反应级数的影响，如何利用或避免内扩散的影响动力学方程时的测定
积分反应器，微分反应器，循环无梯度反应器，外扩散的消除，内扩散的消除，动力学模型的确定，动力学模型的拟合
气固非催化反应
缩芯模型的描述
假设：颗粒大小不变，反应物是无孔实芯，球形颗粒
反应过程步骤：气相反应物通过气膜扩散到外表面；气体反应物通过产物层扩散到芯表面；气相反应物与固相反应物在表面反应生产固相产物S和气相产物F；气相产物通过产物层扩散到外表面；气相反应物扩散穿过气膜到达气流主体；
动力学模型建立，各步骤速率求解，模型判别与其他模型，过程控制的判别
其他模型
无产物层缩芯模型，整体反应模型，扩散界面模型，微粒模型，单孔模型，破裂芯模型
气液反应动力学
气液传质与气液反应过程，双膜理论，气液传质设备及气液反应器，气液吸收及解吸，化学吸收，气液反应过程
共同特征：加大传质面积－改进填料、塔件，强化传质－加强气体分散
气液反应过程的几个步骤：气相反应物相气液界面的扩散；气体反应物通过液膜相液相主体的扩散；液相反应物通过液膜相气液界面的扩散；气液反应物相遇后的液相化学反应；产物的逆传递。
浓度分布及速率方程：瞬间反应、快反应、中速反应、慢反应、极慢反应，增大因子
第四章工业反应器的设计
几种均相反应器
间歇反应器、平推流反应器、理想混合反应器的设计方法。
反应器设计方程：质量方程，能量方程，等温反应器的设计方程，间歇反应器设计原理，等温平推流反应器设计原理，等温全混反应器设计原理
几种反应器类型的比较：转化率，选择性
非等温反应器的设计
非等温反应器的能量衡算方程：能量衡算，非等温间歇反应器，平推流管式反应器，全混反应器。
全混反应器的多重定态和热稳定性：
绝热反应器比较：可逆反应
第五章气固催化反应器
固定床反应器的基本特征
固定床催化反应器描述：拟均相处理，平推流特性
固定床反应器内催化反应速率的表示方法：反应器生产强度，空速，以重量表示的反应速率，单颗粒催化剂反应量，单位微孔表面反应摩尔数, 反应频数(turnover)
气固催化反应器的动量传递
粒子直径与床层空隙率：当量直径，形状系数，床层空隙率，床层比表面积，水力半径
床层压力降：?P = f M(ρg u02/d e)[(1-ε)/ε3]L
摩擦系数：Ergun公式，其他公式，改善流动状况的方法
绝热固定床反应器设计
单段绝热固定床反应器的设计：可逆放热反应的最佳温度曲线，单段绝热T-X图，单段绝热固定床反应器的设计；固定床中的绝热温升，单段绝热床催化剂体积计算，单段绝热床最佳进口温度和校正因子
多段绝热固定床反应器设计：多段反应器的必要性，多段操作的三种冷却方式，间接换热优化条件（第一条件: r(x i,T i) = r(x i,T i+10)，第二条件: xi xi+1{[1/r(x,T)]/T）dx = 0），间接换热反应器设计步骤，原料器冷激反应器设计，非原料气冷激反应器设计；三种冷却方式的T-x图，三种冷却方式比较，反应器的热平衡问题。
换热式气固催化反应器
换热方式与温度分布，反应床层的传热系数，换热方式与温度分布，换热反应器与绝热反应器的区别，管内换热与管外换热方式，
固定床内的传热：床层有效导热系数，静止导热系数，壁膜给热系数，床层与器壁的传热系数，固定床总传热系数。
一维拟均相理想置换模型：平推流管式反应器（绝热，并流、逆流，无边界），套管式反应器。
二维拟均相模型：同时考虑径向和轴向传递。
反应器设计中的结构问题
反应器内部构件：反应物的混合问题，催化剂的填充问题，反应器的热膨胀问题，反应器防腐与保温。
换热式反应器的结构设计：列管式催化床层，单管反应器，双套管反应器，三套管反应器，逆流换热与并流换热，各种反应器的温度分布。
三、建议教学进度
绪论2学时；第一章8学时；第二章14学时；第三章8学时；第四章10学时；
第五章，6学时。外加期末复习2~4学时。
四、教学方法
重基本分析方法，如反应速率的拟稳态假定概念，速率控制步骤概念，它们是现代化学工程技术中时间多尺度思想的基础；重物理和化学的守恒原理，如物质守恒，能量守恒，它们是分析反应器空间场量和新型反应装置中空间多尺度现象的基础。重视现代科学计算方法和手段对反应工程教学和学术发展的促进作用。希望能结合教师自身的科学研究，以基于研究的学习（Research-based learning），作为教学方法的重要方面。在上课形式上，采用PowerPoint电子课件授课，方便对新近前沿研究领域、成果的介绍。
五、考核方式
平时成绩+期末闭卷考试。。
六、成绩评定方法
总成绩按100分计算，平时成绩20%，期末考试成绩80%。
反应工程教学大纲
《化学反应工程》课程教学大纲 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 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。教学内容及要求（含学时分配） 第一章绪论(2学时) (一）教学内容 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 （二）教学要求 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。 第二章均相反应的动力学和理想反应器(8学时) （一）教学内容 2 均相单一反应动力学和理想反应器 2.1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 2.2单一反应动力学
1.等温恒容过程反应动力学方程及动力学方程建立方法（微分法、积分法、最小方差解析法）； 2.等温变容过程的膨胀因子δA、膨胀率εA； 3.变容系统组分浓度、摩尔分数、分压和反应速度与转化率的关系。2.3理想反应器 间歇反应器；平推流反应器；全混流反应器 （二）教学要求 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； 3.掌握化学反应速率的表征、反应动力学方程、反应级数以及基本反应类型。 4.要求学生了解动力学方程建立方法微分法、积分法和最小方差解析法； 5.要求学生理解0级、1级、2级，n>1级、n<1级不可逆反应中反应时间、转化率与初始浓度之间的变化关系； 6.要求学生掌握等温恒容过程反应动力学方程式、等温变容过程的膨胀因子δA、膨胀率的表达式以及所表达的反应速率方程。 7.掌握理想反应器的设计方程，会灵活运用这些设计方程计算完成给定任务所需的反应器体积。 第三章复合反应与反应器选型(10学时) （一）教学内容 3复合反应与反应器选型 3.1复合反应动力学 3.1.1复合反应速率表达式及动力学方程确定； 3.1.2可逆反应速度表达式及动力学特征； 3.1.3自催化反应速度表达式及动力学特征； 3.1.4平行反应速度表达式及动力学特征； 3.1.5连串反应速度表达式及动力学特征。 3.2组合理想反应器的设计 3.2.1.理想流动反应器的联操作及平推流反应器的并联操作和全混流反应器的并联操作； 3.2.2理想流动反应器的串联操作，涉及平推流反应器的串联操作和全混流反应器的串联操作； 3.2.3循环反应器。
化学反应工程试题集及复习题
化学反应工程考试总结 一、填空题： 1.所谓“三传一反”是化学反应工程学的基础，其中“三传”是指质 量传递、热量传递和动量传递，“一反”是指反应动力学。 2.各种操作因素对于复杂反应的影响虽然各不相同，但通常温度升 高有利于活化能高的反应的选择性，反应物浓度升高有利于反应级数大的反应的选择性。 3.测定非理想流动的停留时间分布函数时，两种最常见的示踪物输 入方法为脉冲示踪法和阶跃示踪法。 4.在均相反应动力学中，利用实验数据求取化学反应速度方程式的 两种最主要的方法为积分法和微分法。 5.多级混合模型的唯一模型参数为串联的全混区的个数N ，轴 向扩散模型的唯一模型参数为Pe（或Ez / uL）。 6.工业催化剂性能优劣的三种最主要的性质是活性、选择性和稳 定性。 7.平推流反应器的E函数表达式为 , () 0, t t E t t t ?∞= ? =? ≠ ?? ，其无 因次方差2θσ= 0 ，而全混流反应器的无因次方差2θσ＝ 1 。 8.某反应速率常数的单位为m3 / (mol hr )，该反应为 2 级 反应。 9.对于反应22 A B R +→，各物质反应速率之间的关系为 (-r A)：(-r B)：r R＝ 1：2：2 。
10.平推流反应器和全混流反应器中平推流更适合于目的产 物是中间产物的串联反应。 →+，则其反应速率表达式不能确11.某反应的计量方程为A R S 定。 12.物质A按一级不可逆反应在一间歇反应器中分解，在67℃时转化 50％需要30 min, 而在80 ℃时达到同样的转化率仅需20秒，该反应的活化能为 3.46×105 (J / mol ) 。 13.反应级数不可能（可能/不可能）大于3。 14.对于单一反应，在相同的处理量和最终转化率条件下，选择反应 器时主要考虑反应器的大小；而对于复合反应，选择反应器时主要考虑的则是目的产物的收率； 15.完全混合反应器（全混流反应器）内物料的温度和浓度均一， 并且等于（大于/小于/等于）反应器出口物料的温度和浓度。 二.单项选择 10.(2) B 1、气相反应CO + 3H2CH4 + H2O进料时无惰性气体，CO与2H以1∶2 δ=__A_。 摩尔比进料，则膨胀因子CO A. -2 B. -1 C. 1 D. 2 2、一级连串反应A S P在间歇式反应器中，则目的产物P C___A____。 的最大浓度= max ,P
化工安全工程---教学大纲
化工安全工程课程教学大纲 英文名称：Chemical Safety Engineering 课程编号：721352100 学时数：32 其中实验学时数：0 课外学时数：0 学分数：2 适用专业：安全工程专业 一、课程的性质、目的和任务 《化工安全工程》是安全工程专业的一门专业选修课。 课程主要任务是针对化工生产可能遇到的安全生产技术方面的问题，介绍了化工安全工程学相关的基础知识，阐述了化工生产的主要危险性及其事故预防和控制的理论基础。通过本课程学习，使学生能够掌握化工生产中的安全理论知识，能够理论联系实际，灵活分析和解决化工生产中存在的危险，预防事故的发生。 二、课程教学内容的基本要求、重点和难点 通过对化学物质的危险性、化工反应过程和单元操作危险性以及化工企业公用系统及总平面布置的安全要求的分析，阐述了泄漏、燃烧、爆炸、毒害等化工生产的主要危险和有害因素的特点，并介绍了化工生产预防性检查及化工事故预案与事故处置，力图从机理上探究事故的原因及预防和控制对策，为化工安全生产提供理论和技术支持。 第1章概论 1.1 安全工程学基础 了解系统安全工程、安全系统工程、安全控制工程、安全人机工程、消防工程、安全卫生工程、安全管理工程、安全价值工程等安全工程学基础知识。 1.2 化工生产及其危险性 了解化学工业在国民经济中的地位，掌握化工生产的危险性。 1.3 化工事故的致因与控制理论 掌握化工事故的致因理论，了解化工事故控制理论。 第2章化工生产主要危险与危害 掌握物质泄漏、燃烧、爆炸、毒害等化工生产的主要危害的原因和控制规律。 2.1 泄露 了解泄漏事故的特点及主要原因，掌握泄漏事故易发位置和主要原因。掌握泄漏量计算及泄漏后的扩散规律。 2.2 燃烧 掌握闪燃与闪点、着火与燃点、自燃与自燃点等与燃烧相关的概念，了解燃烧的特征参数，掌握燃烧过程及燃烧类别；了解活化能理论、过氧化物理论、连锁反应理论等燃烧的基本理论，掌握可燃性三角图及应用。 2.3 爆炸 掌握爆炸及爆炸极限理论、爆轰、爆燃、压力波等概念，了解TNT当量法、TNO多能法等爆炸能量的相关计算，了解爆炸的其他伤害，掌握蒸气云爆炸与
化学反应工程
《化学反应工程》课程综合复习资料 一、填空题 1、全混流反应器的E 函数表达式为 ，其无因次方差2 θσ= ，而平推流反应器的无因次方差2θσ＝ 。 2、工业催化剂性能优劣的三种最主要的性质是 、 、和 。 3、在间歇反应器中进行一恒压气相反应32A B R +→，原料为A 和B 的混合物，其中A 含量为20%(mol)，若物料初始体积为2升，则A 转化50％时，物料的总体积为 。 4、基元反应的分子数 （可能/不可能）是小数。 5、某液相反应A R →于50℃下在间歇反应器中进行，反应物A 转化80％需要10min ，如果于相同条件下在平推流反应器中进行，则达到同样的转化率需要的空时为 ；如果同样条件下在全混流反应器中进行，达到同样的转化率需要的空时 。 6、测定非理想流动的停留时间分布函数时，两种最常见的示踪物输入方法为 和 。 7、完全混合反应器（全混流反应器）内物料的温度和浓度 ，并且 （大于/小于/等于）反应器出口物料的温度和浓度。 8、多级混合模型的唯一模型参数为 ，轴向扩散模型的唯一模型参数为： 。 9、对于单一反应，在相同的处理量和最终转化率条件下，选择反应器时主要考虑 ；而对于复合反应，选择反应器时主要考虑的则是 。 10、对于反应23A B R +→，各物质反应速率之间的关系为：(-r A ):(-r B ):r R ＝ 。 11、某重油催化裂化装置处理量为100吨重油/h ，未转化重油为6吨/h ，汽油产量为42吨/h ，则重油的转化率为_ _，工业上汽油的收率及选择性为_ _和_ _。 12、某反应的计量方程为A R S →+，则其反应速率表达式 。 13、反应级数 （可能/不可能）大于3， （可能/不可能）是0，基元反应的分子数 （可能/不可能）是0。 14、在一个完整的气—固相催化反应的七大步骤中，属于本征动力学范畴的三步为 、 和 。 15、在均相反应动力学中，利用实验数据求取化学反应速率方程式的两种最主要的方法为 和 。 16、对于一个在全混流反应器里进行的放热反应，一般可以出现三个定常态操作点M 1、M 2、M 3，如下图所示，其中M 1和M 3这两点我们称之为 的定常态操作点，M 2则称为 的定常态操作点。实际操作时，我们一般选择M 1、M 2、M 3中 做为操作点。 17、某一级液相反应在间歇式反应器中进行，5min 转化率为50％，则转化率达到80％需时间_____min 。 18、某反应的速率方程式为n A A r kC -= mol/(m 3 .h)，则反应级数n 为2时，k 的单位为 _。 19、某反应的计量方程为A R S →+，则其反应速率表达式 。
《化学反应工程》期末考试试题及答案..
一、单项选择题： （每题2分，共20分） 1．反应器中等温进行着A →P(1)和A →R(2)两个反应，当降低A 的浓度后，发现反应生成P 的量显著降低，而R 的生成量略降低，表明(A ) A ．反应(1)对A 的反应级数大于反应(2) B ．反应(1) 对A 的反应级数小于反应 (2) C ．反应(1)的活化能小于反应(2) D ．反应(1)的反应速率常数大于反应(2) 2.四只相同体积的全混釜串联操作，其无因次停留时间分布的方差值2θσ为( B ) A ． 1.0 B. 0.25 C ．0.50 D ．0 3．对一平行—连串反应R A Q P A ?→??→??→?) 3()2()1(，P 为目的产物，若活化能次序为：E 2
生物反应工程教学大纲
十堰职业技术学院 生物化工专业生物反应工程课程教学大纲 (60-70学时） 马俊林编 一、《生物反应工程》课程的性质和任务 《生物反应工程》是一门以生物学、化学工程学、计算机与信息技术等多学科为基础的交叉学科，它以生物反应动力学为基础，将传递过程原理、设备工程学、过程动力学及最优化原理等化学工程学方法与生物反应过程的反应特性方面的知识相结合，进行生物反应过程的分析与开发，以及生物反应器的设计、操作和控制等。 生物反应工程主要研究生物反应过程中带有共性的工程技术问题，因此，它在生物工业中起着举足轻重的作用，生物反应工程是工业生物技术的核心。 根据生物体的不同，生物反应过程可分为酶促反应过程，细胞反应过程（包括单一微生物细胞、多种微生物细胞的混合反应、动植物细胞培养等）和废水的生物处理过程。生物反应工程的研究内容就是研究各种生物反应过程的生物反应动力学、生物反应器和生物反应过程的放大与缩小等。 生物反应工程是生物化工专业的一门主干专业课。 二、《生物反应工程》课程的基本要求 通过本课的学习，要求学生了解生物反应工程研究的目的，生物反应工程学科的形成与沿革和生物反应工程领域的拓展。理解酶促反应动力学、微生物反应动力学、动植物细胞培养动力学的特征和生物反应器中的传质过程。掌握微生物反应过程的质量和能量衡算；动植物细胞的生长模型与培养条件。熟练掌握微生物反应器的操作和生物反应器的特征、操作及设计。 三、讲课内容 1、绪论 教学内容： 生物反应工程研究的目的；生物反应工程学的形成与沿革；生物反应工程的研究内容与方法；生物反应动力学；生物反应器；生物反应过程的放大与缩小。 教学要求：
化学反应工程期末考试试题及答案(整理)
4?从反应器停留时间分布测定中 ，求得无因次方差「二 _ 0.98 ，反应器可视为 XXX 大学 化学反应工程 试题B （开）卷 （答案）2011 — 2012学年第一学 期 一、单项选择题： （每题2分，共20分） 1.反应器中等温进行着 A T P （1）和A T R （2）两个反应，当降低 A 的浓度后，发现反 应生成P 的量显著降低，而 R 的生成量略降低，表明 （） A .反应（1）对A 的反应级数大于反应 （2） B .反应（1）对A 的反应级数小于反应 C .反应（1）的活化能小于反应 （2） D .反应（1）的反应速率常数大于反应 2 一为（） 2?四只相同体积的全混釜串联操作，其无因次停留时间分布的方差值 A . 1.0 B. 0.25 C . 0.50 A （1） > A ⑶ > D . 0 P —-(2)， Q 3. 对一平行一连串反应 为了目的产物的收率最大， A .先高后低 B.先低后高 C .高温操作 4. 两个等体积的全混流反应器进行串联操作， 与第二釜的反应速率-広2之间的关系为（ A . -r Ai > -r A2 B . -r Ai 则最佳操作温度序列为（ ,P 为目的产物，若活化能次序为：E 2 《化学反应工程》试题及答案 ————————————————————————————————作者：————————————————————————————————日期： 《化学反应工程》试题 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 lg +- =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 A A x n x )1(11-+-，转化率为A A x n nx )1(1-+。 16. 反应活化能E 越 大 ，反应速率对温度越敏感。 17. 对于特定的活化能，温度越低温度对反应速率的影响越 大 。 18. 某平行反应主副产物分别为P 和S ，选择性S P 的定义为 (n P -n P0)/ (n S -n S0) 。 19. 某反应目的产物和着眼组分分别为P 和A 其收率ΦP 的定义为 (n P -n P0)/ (n A0-n A ) 。 20. 均相自催化反应其反应速率的主要特征是随时间非单调变化，存在最大的反应速率 。 21. 根据反应机理推导反应动力学常采用的方法有 速率控制步骤 、 拟平衡态 。 22. 对于连续操作系统，定常态操作是指 温度及各组分浓度不随时间变化 。 23. 返混的定义： 不同停留时间流体微团间的混合 。 《化学反应工程》试题 XXX大学化学反应工程试题B（开）卷 （答案）2011—2012学年第一学期 一、单项选择题：（每题2分，共20分） 1．反应器中等温进行着A→P(1)和A→R(2)两个反应，当降低A的浓度后，发现反应生成P的量显著降低，而R的生成量略降低，表明(A ) A．反应(1)对A的反应级数大于反应(2) B．反应(1) 对A的反应级数小于反应(2) C．反应(1)的活化能小于反应(2) D．反应(1)的反应速率常数大于反应(2) 2.四只相同体积的全混釜串联操作，其无因次停留时间分布的方差值为( B ) A． 1.0 B. 0.25 C．0.50 D．0 3．对一平行—连串反应，P为目的产物，若活化能次序为：E2 《工程力学》课程教学大纲 课程代码：070407 课程性质：专业必修总学时：32 学时 总学分：2 开课学期： 5 适用专业：化学工程与工艺 先修课程：机械制图、化工原理后续课程：化学反应工程大纲执笔人：FGFG 参加人：FGFHHH 审核人：FGFD 编写时间：2012 年8 月 编写依据：化学工程与工艺专业人才培养方案（2010 ）年版 一、课程介绍 工程力学是研究有关物质宏观运动规律，及其应用的科学。综合了《理论力学》、《材料力学》、《金属学》、《机械设计》、《化工容器与设备》多门课程的部分内容，是一门多学科、理论与实用并重的机械类教学课程。这门课程有利于非机械类专业学生综合能力的培养，而又无须设置多门课程，比较符合培养复合型人才的需要，所以继化工工艺专业之后，像轻工、食品、制药、环保、能源等非机械类专业，也在开设类似或相同的课程。通过本课程的教学，使学生掌握杆件、平板、回转形壳体的基础力学理论和金属材料的基础知识，具备设计、使用和管理中、低压压力容器与化工设备的能力。 二、本课程教学在专业人才培养中的地位和作用 工程力学主要研究物体机械运动和杆件弹性变形的一般规律。它不仅是工科专业重要的技术基础课，而且是能够直接用于工程实际的技术学科。通过本课程的学习，可以开发学生的智力，培养学生敏锐的观察能力、丰富的想象能力、科学的思维能力，并为后续专业课程的学习和解决工程实际问题提供基本理论和方法。 化工、生物、轻工、食品及制药等工艺过程需要由设备来完成物料的粉碎、混合、储存、分离、传热、反应等操作。化工设备是化工、生物等工艺流程中的重要组成部分。所以，本课程是化工、生物等专业的专业课的基础。 三、本课程教学所要达到的基本目标 通过本课程的学习，使学生能够了解工程力学的基础知识，初步掌握它们在石油，化工中的基本应用，培养学生工程实践能力和创新能力，拓宽知识面，使学生进一步了解本课程。四、学生学习本课程应掌握的方法与技能 通过本门课的学习，要求学生了解内、外压容器的设计原则，掌握中、低压设计的一般方法，能准确为容器选配法兰、支座、人孔等零部件及标准件，了解塔设备、换热设备的工作原理与结构之间的关系，具备对塔设备和换热设备进行机械设计及校核的能力。 五、本课程与其他课程的联系与分工 化工机械基础是化学工程与工艺专业及应用化学等专业的一门重要专业技术基础课，是学习后续课程如化学反应工程、化工分离过程、化工工艺学的重要基础。 六、本课程的教学内容与目的要求 【第一章】物理的受力分析及其平衡条件(4学时) 1、教学目的和要求：了解如何从构件所受的已知外力求取未知外力。解决这个问题的步骤：第一步是通过受力分析，确定未知的约束反力力线方位；第二步是研究物体的受力平衡规律，利用这一规律求取未知外力。 2、教学内容： （1）力的概念及其性质 （2）刚体的受力分析 （3）平面汇交力系的简化与平衡 （4）力矩、力偶、力的平移定理 、绪论 1. 研究对象是工业反应过程或工业反应器 研究目的是实现工业反应过程的优化 2. 决策变量：反应器结构、操作方式、工艺条件 3. 优化指标一一技术指标：反应速率、选择性、能耗 掌握转化率、收率与选择性的概念 4. 工程思维方法 1. 反应类型：简单反应、自催化、可逆、平行、串联反应 基本特征、分析判断 2. 化学反应速率的工程表示 3. 工业反应动力学规律可表示为： r i f c （G ） f T （T ） a ）浓度效应——n 工程意义是：反应速率对浓度变化的敏感程 度。 b ）温度效应——E 工程意义是：反应速率对温度变化的敏感程 度。 E ---- cal/mol , j/mol T ----- K R = 1.987cal/mol.K = 8.314 j/mol.K 化学反应动力学 反应速率= 反应量 （反应时间）（反应 已知两个温度下的反应速率常数 k , 可以按下式计算活化能 工程问题 动力学问题 三、PFR与CSTR基本方程 1.理想间歇：t V R V o c Af dC A CA0( J ) x Af dx A XA0( J ) 2.理想PFR V R V o C Af dc A C A0 ( J) C A0 x Af dx A x A 0(「A) 3. CSTR 4. 图解法 V R C A0 C A C A0X A T /C A0 0 X Af X A 四、简单反应的计算 n=1,0,2级反应特征C A C A0(1 X A)浓度、转化率、反应时间关系式 基本关系式PFR（间歇）CSTR V R C Af dC A V R C A0 C A p V。C A0 (：)m v (「A) PFF H CSTR CSTR>PFR C A0X A k p C A0 X A k p n=0 n=1 n=2 C A0 kC A . 11 k p 丁 C A C A0 k p 1吒C A0 化学反应工程原理 一、选择题 1、气相反应 CO + 3H 2 CH 4 + H 2O 进料时无惰性气体，CO 与2H 以1∶2摩尔比进料， 则膨胀因子CO δ=__A_。 A. -2 B. -1 C. 1 D. 2 2、一级连串反应A S K 1 K 2 P 在间歇式反应器中，则目的产物P 的最大浓度=m ax ,P C ___A____。 A. 1 22 )(210K K K A K K C - B. 2 2/1120 ]1)/[(+K K C A C. 122 )(120K K K A K K C - D. 2 2/1210]1)/[(+K K C A 3、串联反应A → P （目的）→R + S ，目的产物P 与副产物S 的选择性 P S =__C_。 A. A A P P n n n n --00 B. 0 A P P n n n - C. 0 0S S P P n n n n -- D. 0 0R R P P n n n n -- 4、全混流反应器的容积效率η=1.0时，该反应的反应级数n___B__。 A. ＜0 B. =0 C. ≥0 D. ＞0 5 、对于单一反应组分的平行反应A P(主) S(副)，其瞬间收率P ?随A C 增大而单调下降，则最适合的反应器为 ____B__。 A. 平推流反应器 B. 全混流反应器 C. 多釜串联全混流反应器 D. 全混流串接平推流反应器 6、对于反应级数n ＞0的不可逆等温反应，为降低反应器容积，应选用____A___。 A. 平推流反应器 B. 全混流反应器 C. 循环操作的平推流反应器 D. 全混流串接平推流反应器 7 、一级不可逆液相反应 A 2R ，3 0/30.2m kmol C A =， 出口转化率 7.0=A x ，每批操作时间 h t t 06.20=+，装置的生产能力为50000 kg 产物R/天，R M =60，则反应器的体积V 为_C_3 m 。 A. 19.6 B. 20.2 C. 22.2 D. 23.4 8、在间歇反应器中进行等温一级反应A → B ， s l mol C r A A ?=-/01.0，当l mol C A /10=时，求反应至 l mol C A /01.0=所需时间t=____B___秒。 A. 400 B. 460 C. 500 D. 560 9、一级连串反应A → P → S 在全混流釜式反应器中进行，使目的产物P 浓度最大时的最优空时 = opt τ_____D__。 A. 1 212) /ln(K K K K - B. 1 221)/ln(K K K K - C. 2 112)/ln(K K K K D. 2 11K K 10、分批式操作的完全混合反应器非生产性时间0t 不包括下列哪一项____B___。 化学反应工程复习资料 一．填空 1.理想反应器是指 _______、______ _。 2.全混流反应器的返混_______。平推流反应器的返混为_______。 3.反应器物料的停留时间的分布曲线是通过物理示踪法来测定的，根据示踪剂的输入方式不同分为 _______、_______、_______。 4.平推流管式反应器t t =时，E （t ）=____。；平推流管式反应器t t ≠时，E （t ）=_____。；平推流管式反应器t t ≥时，F （t ）=___ 。；平推流管式反应器t ＜t 时，F （t ）=____。 5.平推流管式反应器其E （θ）曲线的方差=2θσ_______。；平推流管式反应器其E （t ）曲线的方 差 =2t σ_______。 6.全混流反应器t=0时E （t ）=_______。；全混流反应器其E （θ）曲线的方差=2θσ_______。；全 混流反应器其E （t ）曲线的方差 =2t σ_______。 7.催化剂“三性”是指 、 和 。 8.凡是流体通过不动的固体物料所形成的床层而进行反应的装置都称作___ ____。 9. 化学反应过程按操作方法分为____ ___、___ ____、_____ __操作。 10. 化学反应工程中的“三传一反”中的三传是指____ ___、___ ____、____ ___。 11. 化学反应的总级数为n ，如用浓度表示的速率常数为C K ，用逸度表示的速率常数 f K ，则 C K =_______f K 。 12.在构成反应机理的诸个基元反应中，如果有一个基元反应的速率较之其他基元反应慢得多，他 的反应速率即代表整个反应的速率，其他基元反应可视为处于____ ___。 13. 一级连串反应A S P 在全混流釜式反应器中，则目的产物P 的最大浓度=max ,P C ______、=opt τ______。 14. 一级连串反应A S P 在平推流反应器中，则目的产物P 的最大浓度=max ,P C _______、=opt t ______。 《化学工程基础》教学大纲 （四年制本科. 试行） 课程编号：03021111 课程性质：专业必修课 使用专业：应用化学 开设学期：第七学期 考核方式：闭卷笔试 一、教学目的与任务 《化学工程基础》的教学目的是：通过学习化学工程方面的知识，提高学生在化学、化工的应用开发方面的能力，使学生在科技成果转变为生产力的过程中较好地发挥应有的作用。从技术经济观点出发，将学生培养成为既具有扎实的基础理论知识，又能结合实际分析和解决实际问题的化学工作者。《化学工程基础》的教学重点是：重点学习“三传一反”的基本原理和方法，基本掌握流动体系的能量转换及流体阻力等运算、传热方程和传热强化途径、典型换热器计算、精馏中理论塔板数的求法、反应器类型及反应器体积的计算等。同时了解有关设备的性能和它所依据的理论，了解怎样运用技术经济观点分析和处理实际问题。《化学工程基础》的研究方法主要是理论解析和在理论指导下的实验研究，与相应内容安排6至8个实验。 二、与其它专业课程的关系 与《普通物理》、《高等数学》、《物理化学》等基础主干课和专业基础课联系十分密切，应在这三门先修课程的基础上进行教学。为《有机化学》、《无机化学》、《物理化学》等化学专业课方面知识的实际运用打下坚实的基础。 三、学时数及分配 总学时为70学时（其中讲授46学时，实验24学时），学时分配见下表。 四、讲授内容与要求：（分章节） 本大纲根据教育部理科化学教学指导委员会“理科应用化学专业化学教学基本内容”，以四年制本科人才培养规格为目标，按照化学工程基础学科的理论知识体系，提出了具体的教学要求。 第一章绪论 【教学要求】 1、基本掌握流动体系的能量转换及流体阻力等运算。 2、掌握传热方程和传热强化途径及典型换热器的计算。 3、初步了解化工生产工艺与化工生产流程的概念。 4、了解实验室研究与化工生产之间的差别。掌握化学工程学常用的几个基本概念，掌握国际单位制、工程单位制及其换算。 5、掌握化学工程学常用的几个基本概念，掌握国际单位制、工程单位制及其换算。 【教学内容】 1、化学工程基础课程的性质、内容要求和学习方法 2、化学工业概述 1）、化学工业发展概述 2）、我国化学工业的发展和现状 3）、化学式业的特点和发展趋势 3、化工生产过程与化学工程学科 1）、化工生产工艺与流程 2）、三废治理与环境保护 3）、化学工程学的内容 4）、化学工程学常用的几个基本概念 4、国际单位制、工程单位制及其换算 第二章流体流动与输送 【教学要求】 1、掌握理想流体与实际流体的概念。 2、掌握流体静力学方程及应用。 3、掌握流体流动的基本原理和规律。 4、掌握量纲分析方法求取阻力系数的方法。 5、掌握流体流动时的物料衡算、能量转换及流体在管道中的流动阻力等计算。 6、掌握离心泵的构造与工作原理及其主要性能参数，了解有关设备的性能和原理。 1.化学反应工程是一门研究______________的科学。 2.化学反应速率式为β α B A C A C C K r =-，如用浓度表示的速率常数为C K ，用压力表示的速率常数 P K ，则C K =_______P K 。 3. 平行反应 A P(主) S(副)均为一级不可逆反应，若主E ＞副E ，选择性S p 与_______无关，仅是_______的函数。 4.对于反应级数n ＞0的反应，为降低反应器容积，应选用_______反应器为宜。 5.对于恒容的平推流管式反应器_______、_______、_______一致。 6.若流体是分子尺度作为独立运动单元来进行混合，这种流体称为_______。 7.流体的混合程度常用_______、_______来描述。 8.催化剂在使用过程中，可能因晶体结构变化、融合等导致表面积减少造成的_______失活，也可能由于化学物质造成的中毒或物料发生分解而造成的_______失活。 9.对于多孔性的催化剂，分子扩散很复杂，当微孔孔径在约_______时，分子与孔壁的碰撞为扩散阻力的主要因素。 10.绝热床反应器由于没有径向床壁传热，一般可以当作平推流处理，只考虑流体流动方向上有温度和浓度的变化，因此一般可用_______模型来计算。 11.对于可逆的放热反应，存在着使反应速率最大的最优温度opt T 和平衡温度eq T ，二者的关系为______________。 12.描述流化床的气泡两相模型，以0U 的气速进入床层的气体中，一部分在乳相中以起始流化 速度mf U 通过，而其余部分_______则全部以气泡的形式通过。 13.描述流化床的数学模型，对于气、乳两相的流动模式一般认为_______相为平推流，而对_______相则有种种不同的流型。 14.多相反应过程是指同时存在_______相态的反应系统所进行的反应过程。 II.1.一级连串反应A → P → S 在全混流釜式反应器中进行，使目的产物P 浓度最大时的最优 空时 = opt τ_______。 A. 1212)/ln(K K K K - B. 1221) /ln(K K K K - C. 2 112)/ln(K K K K D. 211K K 2.全混流反应器的容积效率η小于1.0时，且随着A χ的增大而减小，此时该反应的反应级数n_______。 A. ＜0 B. =0 C. ≥0 D. ＞0 3.当反应级数n_______时，微观流体具有比宏观流体高的出口转化率。 A. =0 B. =1 C. ＞1 D. ＜1 4.轴向分散模型的物料衡算方程的初始条件和边界条件与_______无关。 A. 示踪剂的种类 B. 示踪剂的输入方式 C. 管内的流动状态 D. 检测位置 5.对于气-液相反应几乎全部在液相中进行的极慢反应，为提高反应速率，应选用_______装置。A. 填料塔 B. 喷洒塔 C. 鼓泡塔 D. 搅拌釜 6.催化剂在使用过程中会逐渐失活，其失活速率式为d m i d C k dt d ψψ =- ，当平行失活对反应物有强内扩散阻力时，d 为_______。 《工程化学》课程教学大纲 一、课程名称（中英文） 中文名称：工程化学 英文名称：Engineering Chemistry 二、课程编码及性质 课程编码：0701812 课程性质：专业选修课程，限定选修课 三、学时与学分 总学时：32 学分：2.0 四、先修课程 无 五、授课对象 本课程面向材料成型及控制工程专业学生开设，也可以供电子封装技术专业学生选修。 六、课程教学目的（对学生知识、能力、素质培养的贡献和作用） 本课程教学目的主要包括： 1. 掌握基础化学理论知识，拓宽视野，提高科学素质，学会用化学的眼光看世界； 2. 了解化学学科的概貌，并能够运用化学的理论、观点和方法正确认识和解决社会和生活中遇到的问题； 3. 了解材料制备、加工和使用过程中的基本化学问题，掌握基本化学原理和规律，能够运用化学基础理论解决材料工程技术中的相关化学问题。 表1 课程目标对毕业要求的支撑关系 七、教学重点与难点： 教学重点： 1）从微观粒子的运动出发，讲授原子、分子以及晶体的结构，原子、分子之间相互作用与材料性能之间的关系； 2）重点讲授热力学基本定律以及化学反应热，如何判断化学反应的方向和限度，反应速率及其影响因素； 3）重点学习溶液的通性以及溶液中的各种离子平衡，如何利用平衡关系实现沉淀的溶解和转化，电化学基础理论和反应方向的判断，如何避免金属的腐蚀。 4）重点学习的章节内容包括：第2章“物质结构基础”（7学时）、第3章“化学热力学初步”（8学时）、第4章“溶液化学与离子平衡”（7学时）、第6章“电化学与金属腐蚀”（6学时）。 教学难点： 1）通过本课程学习，要求掌握复杂体系和条件下的化学反应和平衡关系，通过各章节内容的融会贯通，能够分析和解决实际化学反应中可能遇到的具体问题。 《化学反应工程原理》复习思考题 第一章绪论 1、了解化学反应工程的研究内容和研究方法。 2、几个常用指标的定义及计算：转化率、选择性、收率。 第二章化学反应动力学 1、化学反应速率的工程表示，气固相催化反应及气液相非均相反应反应区的取法。 2、反应速率常数的单位及其换算。 3、复杂反应的反应速率表达式（可逆、平行、连串、自催化）。 4、气固相催化反应的步骤及基本特征。 5、物理吸附与化学吸附的特点。 6、理想吸附等温方程的导出及应用（单组分吸附、解离吸附、混合吸附）。 7、气固相催化反应动力学方程的推导步骤。 8、不同控制步骤的理想吸附模型的动力学方程的推导。 9、由已知的动力学方程推测反应机理。 第三章理想间歇反应器与典型化学反应的基本特征 1、反应器设计的基本方程式。 2、理想间歇反应器的特点。 3、理想间歇反应器等温、等容一级、二级反应反应时间的计算及反应器体积的计算。 4、自催化反应的特点及最佳工艺条件的确定及最佳反应器形式的选择。 5、理想间歇反应器最优反应时间的计算. 7、可逆反应的反应速率，分析其浓度效应及温度效应。 8、平行反应选择率的浓度效应及温度效应分析。 9、平行反应反应器形式和操作方式的选择。 10、串连反应反应物及产物的浓度分布，t opt C p.max的计算。 11、串连反应的温度效应及浓度效应分析。 第四章理想管式反应器 1、理想管式反应器的特点。 2、理想管式反应器内进行一级、二级等容、变容反应的计算。 3、空时、空速、停留时间的概念及计算。 4、膨胀率、膨胀因子的定义，变分子数反应过程反应器的计算。 第五章理想连续流动釜式反应器 1、全混流反应器的特点。 2、全混流反应器的基础方程及应用。 3、全混釜中进行零级、一级、二级等温、等容反应时的解析法计算。 4、全混釜的图解计算原理及图解示意。 5、全混流反应器中的浓度分布与返混，返混对反应的影响。 6、返混产生的原因及限制返混的措施。 7、多釜串联反应器进行一级、二级不可逆反应的解析法计算。 8、多釜串联反应器的图解法计算原理。 第七章化学反应过程的优化 1、简单反应过程平推流反应器与全混流反应器的比较及反应器形式的选择。 2、多釜串连反应器串连段数的选择分析。 3、自催化反应反应器的选型分析。 4、可逆放热反应速率随温度的变化规律，平衡温度和最优温度的概念。 5、平行反应选择率的温度效应及浓度效应分析，反应器的选型，操作方式的确定。 6、串连反应影响选择率和收率的因素分析，反应器的选型及操作方式的确定。 7、平推流与全混釜的组合方式及其计算。 第八章气固相催化反应过程的传递现象 1、气固相催化反应的全过程及特点。 2、等温条件下催化剂颗粒的外部效率因子的定义。 3、外扩散、内扩散对平行反应、连串反应选择性的影响分析。 4、气体流速对外扩散的影响分析。 5、等温条件下催化剂颗粒的内部效率因子的定义。《化学反应工程》试题及标准答案
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