《化學(xué)反應(yīng)工程》(2)課程教學(xué)大綱

《化學(xué)反應(yīng)工程》教學(xué)大綱課程名稱：化學(xué)反應(yīng)工程課程類別（必修/選修）：選修課程英文名稱：ChemicalReactionEngineering總學(xué)時(shí)/周學(xué)時(shí)/學(xué)分：24/2/1.5其中實(shí)驗(yàn)/實(shí)踐學(xué)時(shí)：2先修課程：高等數(shù)學(xué)、物理化學(xué)、無機(jī)化學(xué)、有機(jī)化學(xué)、分析化學(xué)后續(xù)課程支撐：化工工藝學(xué)、化工熱力學(xué)、精細(xì)有機(jī)合成與單元反應(yīng)授課時(shí)間：1-12周，星期一1-2節(jié)授課地點(diǎn)：理論課在松山湖校區(qū)6A202；實(shí)驗(yàn)課在化能學(xué)院12M107授課對象：21應(yīng)化1、2班開課學(xué)院：化學(xué)工程與能源技術(shù)學(xué)院答疑時(shí)間、地點(diǎn)與方式：1.課堂：每次上課的課前、課間和課后進(jìn)行答疑；2.課外：可直接到12L302（朝潔）辦公室進(jìn)行答疑；3.線上：建立優(yōu)學(xué)院課程群和微信課程群，實(shí)施線上答疑。課程考核方式：開卷（）閉卷（）課程論文（）其它（）使用教材：1.《反應(yīng)工程》，李紹芬，化學(xué)工業(yè)出版社，2017年2月第3版。教學(xué)參考資料：1.《化學(xué)反應(yīng)工程》，朱炳辰，化學(xué)工業(yè)出版社，2001年4月第3版；2.《化學(xué)反應(yīng)工程習(xí)題精解》，廖暉，科學(xué)出版社，2003年8月第1版。課程簡介：該課程的主要內(nèi)容包括反應(yīng)動力學(xué)基礎(chǔ)、理想反應(yīng)器模型（全混流模型和活塞流模型）、理想及非理想模型的停留時(shí)間分布的測定等內(nèi)容。通過學(xué)習(xí)本門課程，使學(xué)生能夠掌握化學(xué)反應(yīng)動力學(xué)的基本概念、基本理論和運(yùn)算，掌握理想反應(yīng)器體積的計(jì)算和停留時(shí)間分布的實(shí)驗(yàn)測定，培養(yǎng)學(xué)生分析問題、解決問題的能力。課程教學(xué)將突出闡述反應(yīng)工程理論思維方法，重點(diǎn)討論影響反應(yīng)結(jié)果的因素，并以開發(fā)實(shí)例進(jìn)行分析，培養(yǎng)學(xué)生應(yīng)用反應(yīng)工程方法論解決實(shí)際問題的能力。本課程強(qiáng)調(diào)理論與實(shí)際的結(jié)合，通過知識傳授與模擬訓(xùn)練，培養(yǎng)學(xué)生分析問題，解決實(shí)際問題的能力。課程教學(xué)目標(biāo)及對畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)的支撐：課程教學(xué)目標(biāo)支撐畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)畢業(yè)要求目標(biāo)1：了解化學(xué)反應(yīng)器的類型和操作方式，理解反應(yīng)器的設(shè)計(jì)方程；掌握反應(yīng)動力學(xué)的概念、基本原理、運(yùn)算和應(yīng)用；了解課程對經(jīng)濟(jì)、社會發(fā)展和環(huán)境的影響。1-3掌握各化學(xué)學(xué)科中的基本概念、原理和方法，能夠?qū)⑺鶎W(xué)知識用于解決化學(xué)領(lǐng)域復(fù)雜問題1具備從事化學(xué)化工領(lǐng)域工作所需的自然科學(xué)、工程基礎(chǔ)和專業(yè)知識，能夠用于解決復(fù)雜工程問題目標(biāo)2：理解反應(yīng)器設(shè)計(jì)方程和反應(yīng)器體積的求解，掌握理想流動模型的特點(diǎn)和數(shù)學(xué)模型的構(gòu)建，學(xué)會將建立的模型應(yīng)用于分析工程問題、解決工程問題2-3能夠針對一個(gè)復(fù)雜系統(tǒng)或者過程選擇一種相關(guān)數(shù)學(xué)模型，并進(jìn)行嚴(yán)謹(jǐn)推理，給出結(jié)論2能夠運(yùn)用數(shù)學(xué)、自然科學(xué)和化學(xué)學(xué)科等領(lǐng)域的基本原理，識別和表達(dá)化學(xué)領(lǐng)域相關(guān)的工程與設(shè)計(jì)問題，并通過文獻(xiàn)研究分析以獲得有效結(jié)論目標(biāo)3：了解停留時(shí)間分布的概念、意義和實(shí)驗(yàn)的測定的基本原理和方法，掌握停留時(shí)間分布的統(tǒng)計(jì)特征值的計(jì)算方法，學(xué)會應(yīng)用origin、Chemdraw等軟件應(yīng)用于數(shù)據(jù)處理5-3能正確采集、整理試驗(yàn)數(shù)據(jù)，對試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行關(guān)聯(lián)、分析處理，獲取合理有效的結(jié)論5能夠針對化學(xué)領(lǐng)域的復(fù)雜問題，選擇和使用恰當(dāng)?shù)募夹g(shù)和資源，應(yīng)用現(xiàn)代工程和信息技術(shù)工具，包括對復(fù)雜化學(xué)問題的預(yù)測，并能夠理解其局限性理論教學(xué)進(jìn)程表周次教學(xué)主題授課教師學(xué)時(shí)數(shù)教學(xué)內(nèi)容（重點(diǎn)、難點(diǎn)、課程思政融入點(diǎn)）教學(xué)模式（線上/混合式/線下教學(xué)方法作業(yè)安排支撐課程目標(biāo)1化學(xué)反應(yīng)工程研究內(nèi)容朝潔2化學(xué)反應(yīng)工程的范疇，轉(zhuǎn)化率、選擇性和收率的定義（重點(diǎn)）；反應(yīng)器的分類，化學(xué)反應(yīng)器的基本操作方程（難點(diǎn)）。課程思政融入點(diǎn)：1）介紹化學(xué)反應(yīng)工程發(fā)展歷史，向?qū)W生傳遞一代代優(yōu)秀的化學(xué)家克服艱難困苦、勇攀科學(xué)高峰的社會主義核心價(jià)值觀；2）以東莞市盛和化工有限公司產(chǎn)品的生產(chǎn)過程作為工程案例引入本課程的授課內(nèi)容，激發(fā)學(xué)生專業(yè)興趣；3）從任正非在8月23日發(fā)布了一篇題為“華為要活下來！要把活下來作為主要綱領(lǐng)！”的內(nèi)部文章來討論中美貿(mào)易斗爭、芯片斗爭局勢，全班展開芯片生產(chǎn)過程中化學(xué)化工學(xué)科和相關(guān)行業(yè)起到的關(guān)鍵作用。線下課堂講授與小組討論課程思政作業(yè)：下面下面的題目中任選1項(xiàng)完成課程論文：1.本課程相關(guān)的英文文獻(xiàn)翻譯1篇（篇幅不少于5頁）2.東莞市化學(xué)化工產(chǎn)業(yè)發(fā)展調(diào)研報(bào)告（不少于3000字）。3.化學(xué)反應(yīng)工程典型的生產(chǎn)案例及對社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展影響分析（不少于3000字）。課后作業(yè)：關(guān)于轉(zhuǎn)化率等相關(guān)概念的計(jì)算。目標(biāo)一2化學(xué)反應(yīng)速率方程及影響因素朝潔2化學(xué)反應(yīng)速率的定義（重點(diǎn)）；速率方程的簡化，溫度對反應(yīng)速率影響機(jī)制（難點(diǎn)）。線下課堂講授和小組討論課堂討論：與其他學(xué)科的相關(guān)性。目標(biāo)二3復(fù)合反應(yīng)及速率方程變換及動力學(xué)參數(shù)的確定朝潔2平行反應(yīng)、并列反應(yīng)、串聯(lián)反應(yīng)的概念（重點(diǎn)）；反應(yīng)速率方程的變換和積分（難點(diǎn)）；積分法、微分法確定動力學(xué)參數(shù)，建立速率方程的三步驟，本章例題講解。線下課堂講授與小組討論課后作業(yè)：關(guān)于復(fù)合反應(yīng)的計(jì)算。目標(biāo)二課堂測驗(yàn)及答疑朝潔利用優(yōu)學(xué)院平臺對已講授內(nèi)容進(jìn)行線上測驗(yàn)，測驗(yàn)完后通過直播方式進(jìn)行講解線上鏈接見備注講授4釜式反應(yīng)器的物料衡數(shù)朝潔2釜式反應(yīng)器的物料衡算式（連續(xù)和間歇）（重點(diǎn)）；反應(yīng)時(shí)間及反應(yīng)體積的計(jì)算（難點(diǎn)）；最優(yōu)反應(yīng)時(shí)間。線下課堂講授與小組討論課后作業(yè)：釜式反應(yīng)器物料衡算。目標(biāo)二5等溫間歇、連續(xù)釜式反應(yīng)器及串聯(lián)的計(jì)算朝潔2平行反應(yīng)的總收率和總選擇性的計(jì)算（重點(diǎn)）；連串反應(yīng)的總收率和總選擇性的計(jì)算（難點(diǎn)）。線下課堂講授與小組討論課堂討論：反應(yīng)時(shí)間與空時(shí)概念的異同。課后作業(yè)：連續(xù)釜式反應(yīng)器物料衡算。目標(biāo)二6復(fù)合反應(yīng)收率與選擇性朝潔2平行反應(yīng)的總收率和總選擇性的計(jì)算（重點(diǎn)）；連串反應(yīng)的總收率和總選擇性的計(jì)算（難點(diǎn)）。線下課堂講授與小組討論目標(biāo)二課堂測驗(yàn)及答疑朝潔利用優(yōu)學(xué)院平臺對已講授內(nèi)容進(jìn)行線上測驗(yàn)，測驗(yàn)完后通過直播方式進(jìn)行講解線上鏈接見備注講授7理想流動模型朝潔2反應(yīng)器流動的基本型式，活塞流的基本假設(shè)（重點(diǎn)）；全混流與活塞流的區(qū)別（難點(diǎn)）。線下課堂講授與小組討論課堂討論：與化工原理學(xué)科關(guān)于流動模型的知識的差異性探討。目標(biāo)二8等溫管式反應(yīng)器的設(shè)計(jì)朝潔2等溫管式反應(yīng)器的體積及反應(yīng)時(shí)間的計(jì)算（重點(diǎn)）；管式反應(yīng)器和釜式反應(yīng)器之間的聯(lián)系與區(qū)別（難點(diǎn)）。課程思政融入點(diǎn)：結(jié)合管式反應(yīng)器在石油裂解工藝中的應(yīng)用，介紹我國石油等能源工業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀，向?qū)W生灌輸可持續(xù)發(fā)展、綠色環(huán)保的理念。線下課堂講授與小組討論課程思政作業(yè)：課堂分組討論我國能源工業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀。課后作業(yè)：等溫管式反應(yīng)器的體積及反應(yīng)時(shí)間的計(jì)算。目標(biāo)二9管式反應(yīng)器的最佳溫度系列朝潔2單一反應(yīng)最佳溫度系列（重點(diǎn)）；和復(fù)合反應(yīng)的最佳溫度系列（難點(diǎn)）。線下課堂講授與小組討論目標(biāo)二課堂測驗(yàn)及答疑朝潔利用優(yōu)學(xué)院平臺對已講授內(nèi)容進(jìn)行線上測驗(yàn)，測驗(yàn)完后通過直播方式進(jìn)行講解線上鏈接見備注講授10停留時(shí)間分布定義、意義、及實(shí)驗(yàn)測定朝潔2停留時(shí)間分布的定量描述；停留時(shí)間分布密度函數(shù)和分布函數(shù)的定義及數(shù)學(xué)表達(dá)式（重點(diǎn)）。停留時(shí)間的實(shí)驗(yàn)測定方法（脈沖法、階躍法）（難點(diǎn)）。課程思政融入點(diǎn)：講述“數(shù)學(xué)期望”這個(gè)名詞的歷史由來及法國著名數(shù)學(xué)家帕斯卡生平事跡，鼓勵學(xué)生學(xué)習(xí)帕斯卡身懷重疾，仍然堅(jiān)持科學(xué)探索的不屈不饒的奮斗精神。線下課堂講授與小組討論課堂討論：停留時(shí)間在現(xiàn)實(shí)工程中的實(shí)用。課程思政作業(yè)：利用優(yōu)級學(xué)院平臺拓展資源及自行查閱相關(guān)文獻(xiàn)，在課堂上分享帕斯卡生平事跡及啟迪。目標(biāo)三11停留時(shí)間的統(tǒng)計(jì)特征值及理想反應(yīng)器的停留時(shí)間分布朝潔2全混流和活塞流反應(yīng)器的停留時(shí)間分布（重點(diǎn)）；停留時(shí)間的統(tǒng)計(jì)特征值（數(shù)學(xué)期望和方差）（難點(diǎn)）。非理想流動模型的停留時(shí)間分布。線下課堂講授與小組討論課后作業(yè)：用脈沖法測定停留時(shí)間的分布。目標(biāo)三合計(jì)22備注：優(yōu)學(xué)院平臺課程鏈接：/ulearning/index.html#/course/memberSpoc?courseId=92680實(shí)踐教學(xué)進(jìn)程表周次實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目名稱授課教師學(xué)時(shí)教學(xué)內(nèi)容（重點(diǎn)、難點(diǎn)、課程思政融入點(diǎn)）項(xiàng)目類型（驗(yàn)證/綜合/設(shè)計(jì)）教學(xué)方式支撐課程目標(biāo)12停留時(shí)間分布測定朝潔2脈沖法測定停留時(shí)間分布的原理（重點(diǎn)）；復(fù)合辛普生積分公式的應(yīng)用及數(shù)據(jù)處理（難點(diǎn)）；Origin、Chemdraw等軟件的使用與數(shù)據(jù)處理。課程思政融入點(diǎn)：要求學(xué)生處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)必須堅(jiān)持實(shí)事求實(shí)、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度；要求學(xué)生實(shí)驗(yàn)過程中主動思考理論原理，在實(shí)驗(yàn)過程中去驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)原理，使理論與實(shí)踐相輔相成。綜合實(shí)驗(yàn)?zāi)繕?biāo)三合計(jì)2課程考核課程目標(biāo)支撐畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)評價(jià)依據(jù)及成績比例（%）權(quán)重（%）作業(yè)實(shí)驗(yàn)考試目標(biāo)一1-31001626目標(biāo)二2-31503045目標(biāo)三5-15101429總計(jì)301060100備注：1）附錄：各類考核評分標(biāo)準(zhǔn)表作業(yè)評分標(biāo)準(zhǔn)觀測點(diǎn)評分標(biāo)準(zhǔn)90-10080-8960-790-59基本概念掌握程度概念清楚，答題正確。概念比較清楚，作業(yè)比較認(rèn)真，答題比較正確。概念基本清楚，答題基本正確。概念不太清楚，答題錯(cuò)誤較多。解決問題的方案正確性解題思路清晰，計(jì)算正確概念比較清楚，作業(yè)比較認(rèn)真，答題比較正確。概念基本清楚，答題基本正確。概念不太清楚，答題錯(cuò)誤較多。作業(yè)完成態(tài)度按時(shí)完成，書寫工整、清晰，符號、單位等按規(guī)范要求執(zhí)行按時(shí)完成，書寫清晰，主要符號、單位按照規(guī)范執(zhí)行按時(shí)完成，書寫較為一般，部分符號、單位按照規(guī)范執(zhí)行未交作業(yè)或后期補(bǔ)交，不能辨識，符號、單位等不按照規(guī)范執(zhí)行實(shí)驗(yàn)評分標(biāo)準(zhǔn)觀測點(diǎn)評分標(biāo)準(zhǔn)90-10080-8960-790-59預(yù)習(xí)報(bào)告按時(shí)完成，內(nèi)容完整、正確，字跡清晰工整按時(shí)完成，內(nèi)容基本完整，書寫清晰延時(shí)完成，內(nèi)容基本完整，能夠辨識未提交或后期補(bǔ)交，內(nèi)容不完整，不能辨識實(shí)驗(yàn)操作操作規(guī)范，步驟合理清晰，在規(guī)定的時(shí)間完成實(shí)驗(yàn)?zāi)馨匆筝^完整完成操作，實(shí)驗(yàn)過程安排較為合理，在規(guī)定時(shí)間完成實(shí)驗(yàn)基本能按要求進(jìn)行操作，實(shí)驗(yàn)部分步驟安排不合理，完成實(shí)驗(yàn)時(shí)間稍為滯后操作不規(guī)范，實(shí)驗(yàn)步驟不合理，未在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)完成實(shí)驗(yàn)總結(jié)報(bào)告按時(shí)完成，內(nèi)容全面，字跡清晰、工整，數(shù)據(jù)記錄、處理、計(jì)算、作圖正確，對實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析合理按時(shí)完成，內(nèi)容基本完整，能夠辨識，數(shù)據(jù)記錄、處理、計(jì)算、作圖基本正確，對實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析基本合理按時(shí)完成，內(nèi)容部分欠缺，但能夠辨識，數(shù)據(jù)記錄、處理、計(jì)算、作圖出現(xiàn)部分錯(cuò)誤，對實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析出現(xiàn)部分錯(cuò)誤未提交或后期補(bǔ)交，內(nèi)容不完整，不能辨識，數(shù)據(jù)記錄、處理、計(jì)算、作圖出現(xiàn)大部分錯(cuò)誤，未對實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行分析或分析基本全部錯(cuò)誤文獻(xiàn)翻譯/課程論文評分標(biāo)準(zhǔn)觀測點(diǎn)評分標(biāo)準(zhǔn)90-10080-8960-790-59主題、內(nèi)容跟課程和相關(guān)性文獻(xiàn)主題和內(nèi)容與課程或?qū)I(yè)密切相關(guān)，文獻(xiàn)選自正規(guī)、有影響力的學(xué)術(shù)期刊文獻(xiàn)主題和內(nèi)容與課程或?qū)I(yè)較為相關(guān)，文獻(xiàn)選自正規(guī)的學(xué)術(shù)期刊文獻(xiàn)主題和內(nèi)容與課程或?qū)I(yè)相關(guān)性較低，文獻(xiàn)來源一般的學(xué)術(shù)期刊文獻(xiàn)主題和內(nèi)容與課程或?qū)I(yè)不相關(guān)，文獻(xiàn)來源不明翻譯準(zhǔn)確性譯文翻譯準(zhǔn)確，忠實(shí)原文，用詞準(zhǔn)確，譯文通順，符合漢語表達(dá)習(xí)慣譯文翻譯較為準(zhǔn)確，基本上忠實(shí)原文，用詞較為準(zhǔn)確，譯文較為通順