反应工程课程考试复习大纲

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《反应工程》课程考试复习大纲

一、考试要求

本课程是一门专业课,要求学生在学完本课程后,能够牢固掌握本课程的基本知识,并具有应用所学知识说明和处理实际问题的能力。据此,本课程的考试着重基本知识考查和应用能力考查两个方面,包括识记、理解、应用三个层次。各层次含义如下:识记:指学习后应当记住的内容,包括概念、原则、方法的含义等。这是最低层次的要求。

理解:指在识记的基础上,全面把握基本概念、基本原则、基本方法,并能表达其基本内容和基本原理,能够分析和说明相关问题的区别与联系。这是较高层次的要求。

应用:指能够用学习过的知识分析、计算和处理涉及一两个知识点或多个知识点的会计问题,包括简单应用和综合应用。

二、考试方式

闭卷笔试,时间120分钟

三、考试题型

●判断题:10%

●选择题:15%

●填空题:25%

●简答题:10%

●计算题:40%

四、考核的内容和要求(基本要求、重点、难点)

总要求:掌握反应器设计与分析的最基本原理和处理方法,了解化学反应工程的发展趋势和方向,初步具备对工业反应器进行设计与分析之能力。

第一章绪论

基本要求:

了解反应工程课程的性质、反应器的操作方式、反应器设计的基本方程和工业反应器的放大方法。

重点:

化学反应及反应器的分类、反应器的操作方式。一些重要的基本术语。

第二章反应动力学基础

基本要求:

掌握化学反应速率的不同表示方式及其相互关系;理解反应速率的浓度效应和温度效应;掌握复合反应体系中任一组分的消耗速率和生成速率的表达方法;掌握瞬时选择性的概念及其在反应器设计计算中的应用;掌握化学反应速率方程的变换与应用。掌握定态近似及速率控制步骤的概念,学会推导多相催化反应速率方程的方法。

理解并列反应、平行反应和连串反应的动力学特征。理解气体在固体催化剂表面上的吸附及吸附等温线,理解用实验确定反应速率方程的方法及由实验数据段动力学参数估值。

重点:

化学反应速率的不同表示方式及其相互关系;复合反应体系中任一组分总的消耗速率和生成速率的表达方法;掌握瞬时选择性的概念及其在反应器设计计算中的应用;学会推导多相催化反应速率方程的方法。

难点:

总的消耗速率和生成速率的计算;瞬时选择性在反应器设计、计算中的应用。推导多相催化反应速率方程。

第三章釜式反应器

基本要求:

掌握等温间歇反应器反应时间、反应体积的计算方法;理解流动反应器空时和空速的概念及其应用;掌握定态下连续釜式反应器反应体积及产物组成的计算方法;掌握连续釜式反应器串联或并联操作的计算;根据不同的反应类型能正确地选择釜式反应器的加料方式、连接方式、原料配比及操作温度;掌握连续釜式反应器热量衡算式建立及应用;理解全混流反应器的多定态特性、着火现象和熄火现象;了解半间歇反应器的计算方法。

重点:

等温间歇反应器反应时间、反应体积的计算;流动反应器空时的概念;连续釜式反应器(全混流反应器)反应体积及产物分布的计算;连续釜式反应器串联或并联操作的计算;釜式反应器的加料方式、连接方式、原料配比及操作温度的选择。

难点:

连续釜式反应器(全混流反应器)产物分布的计算;半间歇反应器的计算。

第四章管式反应器

基本要求:

掌握全混流、活塞流模型在反应器设计、计算中的应用;掌握等温活塞流反应器反应体积及产物分布的计算;对管式反应器与釜式反应器在反应体积和收率方面进行比较;掌握绝热和非绝热变温活塞流反应器反应体积及产物分布的计算方法;能根据化学反应的类型选择活塞流反应器的加料方式、原料配比及操作温度;了解循环反应器的特征和计算方法。

重点:

等温活塞流反应器反应体积及产物分布的计算;管式反应器与釜式反应器的比较;绝热和非绝热变温活塞流反应器反应体积及产物分布的计算;活塞流反应器的加料方式、原料配比及操作温度的选择。

难点:

绝热和非绝热变温活塞流反应器反应体积及产物分布的计算;

第五章停留时间分布与流动模型

基本要求:

理解流动系统物料停留时间分布的意义及其数学表达式;理解返混的概念;掌握停留时间分布的实验测定方法;掌握两种理想流动反应器的停留时间分布;理解反应器偏离理想流动的原因;理解多釜串联、轴向扩散模型和离析流模型的物理意义和数学模型建立的基本思路,能根据实验测定的反应器停留时间分布数据来确定模型参数。掌握等温非理想反应器进行简单反应时最终转化率的计算;了解流体的微观混合与宏观混合及流体的混合态对流动反应器转化率的影响。

重点:

停留时间分布的实验测定;两种理想流动反应器的停留时间分布;

难点:

流动系统物料停留时间分布的意义及其数学表达式;返混的概念。

第六章气固系统中的化学反应与传递现象

基本要求:

理解多相催化反应过程的步骤和判断速率控制步骤的方法。了解流体与催化剂颗粒外表面之间的传质与传热对多相催化反应速率及选择性的影响。理解气体在多孔颗粒中的扩散类型及有效扩散系数的概念;掌握等温多孔催化剂中气体扩散—反应微分方程的建立及求解方法;了解外扩散有效因子的概念;掌握内扩散有效因子的概念及一级反应内扩散有效因子的计算;掌握检验内、外扩散对多相催化反应速率有无影响的实验方法;了解扩散对表观反应级数及表观活化能的影响及其与相应的本征值之间的关系。

重点:

等温多孔催化剂中气体扩散—反应微分方程的建立及求解方法;内扩散有效因子的概念及一级反应内扩散有效因子的计算;检验内、外扩散对多相催化反应速率有无影响的实验方法。

难点:

气体在多孔颗粒中的扩散类型及有效扩散系数的概念;等温多孔催化剂中气体扩散—反应微分方程的建立及求解。

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