化工动力学课程教学大纲

化工动力学课程教学大纲

一、课程信息

二、课程内容

（一）课程教学目标

《化工动力学》是化学反应工程学的基本原理部分，是物理化学中所讨论的化学动力学内容的拓展和深化，它不仅讨论反应物系不同相态的微观动力学问题，还针对工业规模的反应过程讨论反应速率受传质、传热、动量传递等因素影响的宏观动力学问题，通过本门课程学习，使学生认识微观过程与宏观过程的联系与区别，明确反应过程的规模大小，工艺条件对化学反应自身规律的影响，树立工程意识，学会在解决工程问题时，必须考虑系统受所处条件的制约和影响，并设计出排除影响因素的工程方案。

（二）教学基本内容

1、均相反应动力学

（1）掌握化学计量方程的特点，计量系数的正负规定；

（2）掌握化学反应速率的定义，间歇过程与连续过程速率式的区别；

（3）掌握反应转化率与反应程度的区别，二者相等时的条件。

（4）掌握反应速率方程的类型，反应级数的特点，反应速率常数不同基准时的单位。

（5）掌握简单反应（单一反应）不同反应级数，不同反应物组分，不同投料比时，恒温恒容条件下的微分动力学方程及其积分表达式；了解可逆反应，均相催化反应及自催化反应的动力学方程的特点和表现形式

（6）掌握收率，瞬时选择性，总选择性与转化率之间的定义和关系式；

（7）对复杂反应（复合反应），重点掌握平行反应，连串反应的动力学特点，并能分析和描述它们的浓度随时间复化的曲线。

2、气固催化非均相反应动力学掌握

（1）固体催化剂一般性能与要求及制备方法；

（2）固体催化剂的物理吸附和化学吸附特性一吸附选择性，温度范围，吸附热，覆盖率等；

（3）理想吸附-Langmuir吸附等温度方程；

（4）真实吸附-Freundlich和Temkin吸附等温方程；

（5）吸附控制，表面反应控制，脱附控制的反应速率方程式推导与表达；

（6）反应速率的实验测定法；

（7）气固催化反应宏观动力学-催化剂有效系数η的定义、含义及其相关系数-φs（Thiele模数），De（有效扩散系数，D缩合扩散系数，分子扩散系数Dim，努森扩散系数D_K的定量描述与关联）；

（8）用有效系数η描述的气固催化反应宏观动力学方程；

（9）气固催化反应选择性的影响因素；

（10）非催化气固相反应动力学（一般性了解）。

3、气液反应宏观动力学撑握

（1）用双膜模型描述的无化学反应时的气液传质速率方程；

（2）有化学反应发生时的极快反应，快反应，中速反应，慢反应，极慢反应的动力学方程；

（3）临界浓度概念；

（4）气液反应的两个重要参数（膜内转化系数和增强因子）的意义和应用。

（三）实践环节要求

本课程属化学反应工程的基础理论部分，实践环节主要由教师提出思考题和安排完成习题，来加深对课堂授课内容的理解。

（四）能力培养要求

1、分析能力的培养

化工动力学即化学反应速率是受多种因素影响的，通过教师对其中一个影响因素的分析讨论求解后，让学生分析其他因素对反应速率的影响，并进行正确求解，达到分析和解决问题能力的培养。

2、自学能力的培养

由于教学课时数的压缩，本门课程无法详尽的讲授，部分内容要求学生自学，并能围绕教学内容，阅读相关参考书籍和资料，扩充和丰富知识，培养和提高学生归纳，总结和消化本课程内容的能力。

3、表达能力的培养

通过课堂提问和讨论，培养学生抓问题要点，活跃思维，简明扼要表达问题的能力。

三、学时分配

四、考核方式

总评成绩=平时成绩+期末考试成绩

平时成绩  占10%（其中课堂回答问题5%，习题完成情况占5%）

考试成绩  占90%

五、教材及参考书

1、教材：陈甘棠，化学反应工程（第二版）北京：化学工业出版社，1997

2、参考书：

（1）王建华，化学反应工程基本原理，成都：成教科技出版社，1988

（2）陈敏恒，化学反应工程基本原理，北京：化学工业出版社，1986

（3）李绍芬，反应工程，北京：化学工业出版社教材出版中心，2001

（4）郭锴，化学反应工程，北京：化学工业出版社教材出版中心，2002

（5）黄恩才，化学反应工程，北京：化学工业出版社教，1996

（6）Levenspiel, O, Chemical Reaction Engineering Ind edition, John Wiley, New york, 1972.

六、授课手段：课堂讲授

七、教师队伍及职称

撰稿人：黄孟光     审核：郭栋才