《化學反應(yīng)工程》(2)課程教學大綱

《化學反應(yīng)工程》教學大綱課程名稱：化學反應(yīng)工程課程類別（必修/選修）：選修課程英文名稱：ChemicalReactionEngineering總學時/周學時/學分：24/2/1.5其中實驗/實踐學時：2先修課程：高等數(shù)學、物理化學、無機化學、有機化學、分析化學后續(xù)課程支撐：化工工藝學、化工熱力學、精細有機合成與單元反應(yīng)授課時間：1-12周，星期一1-2節(jié)授課地點：理論課在松山湖校區(qū)6A202；實驗課在化能學院12M107授課對象：21應(yīng)化1、2班開課學院：化學工程與能源技術(shù)學院答疑時間、地點與方式：1.課堂：每次上課的課前、課間和課后進行答疑；2.課外：可直接到12L302（朝潔）辦公室進行答疑；3.線上：建立優(yōu)學院課程群和微信課程群，實施線上答疑。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，化學工業(yè)出版社，2017年2月第3版。教學參考資料：1.《化學反應(yīng)工程》，朱炳辰，化學工業(yè)出版社，2001年4月第3版；2.《化學反應(yīng)工程習題精解》，廖暉，科學出版社，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間分布的測定等內(nèi)容。通過學習本門課程，使學生能夠掌握化學反應(yīng)動力學的基本概念、基本理論和運算，掌握理想反應(yīng)器體積的計算和停留時間分布的實驗測定，培養(yǎng)學生分析問題、解決問題的能力。課程教學將突出闡述反應(yīng)工程理論思維方法，重點討論影響反應(yīng)結(jié)果的因素，并以開發(fā)實例進行分析，培養(yǎng)學生應(yīng)用反應(yīng)工程方法論解決實際問題的能力。本課程強調(diào)理論與實際的結(jié)合，通過知識傳授與模擬訓練，培養(yǎng)學生分析問題，解決實際問題的能力。課程教學目標及對畢業(yè)要求指標點的支撐：課程教學目標支撐畢業(yè)要求指標點畢業(yè)要求目標1：了解化學反應(yīng)器的類型和操作方式，理解反應(yīng)器的設(shè)計方程；掌握反應(yīng)動力學的概念、基本原理、運算和應(yīng)用；了解課程對經(jīng)濟、社會發(fā)展和環(huán)境的影響。1-3掌握各化學學科中的基本概念、原理和方法，能夠?qū)⑺鶎W知識用于解決化學領(lǐng)域復雜問題1具備從事化學化工領(lǐng)域工作所需的自然科學、工程基礎(chǔ)和專業(yè)知識，能夠用于解決復雜工程問題目標2：理解反應(yīng)器設(shè)計方程和反應(yīng)器體積的求解，掌握理想流動模型的特點和數(shù)學模型的構(gòu)建，學會將建立的模型應(yīng)用于分析工程問題、解決工程問題2-3能夠針對一個復雜系統(tǒng)或者過程選擇一種相關(guān)數(shù)學模型，并進行嚴謹推理，給出結(jié)論2能夠運用數(shù)學、自然科學和化學學科等領(lǐng)域的基本原理，識別和表達化學領(lǐng)域相關(guān)的工程與設(shè)計問題，并通過文獻研究分析以獲得有效結(jié)論目標3：了解停留時間分布的概念、意義和實驗的測定的基本原理和方法，掌握停留時間分布的統(tǒng)計特征值的計算方法，學會應(yīng)用origin、Chemdraw等軟件應(yīng)用于數(shù)據(jù)處理5-3能正確采集、整理試驗數(shù)據(jù)，對試驗結(jié)果進行關(guān)聯(lián)、分析處理，獲取合理有效的結(jié)論5能夠針對化學領(lǐng)域的復雜問題，選擇和使用恰當?shù)募夹g(shù)和資源，應(yīng)用現(xiàn)代工程和信息技術(shù)工具，包括對復雜化學問題的預(yù)測，并能夠理解其局限性理論教學進程表周次教學主題授課教師學時數(shù)教學內(nèi)容（重點、難點、課程思政融入點）教學模式（線上/混合式/線下教學方法作業(yè)安排支撐課程目標1化學反應(yīng)工程研究內(nèi)容朝潔2化學反應(yīng)工程的范疇，轉(zhuǎn)化率、選擇性和收率的定義（重點）；反應(yīng)器的分類，化學反應(yīng)器的基本操作方程（難點）。課程思政融入點：1）介紹化學反應(yīng)工程發(fā)展歷史，向?qū)W生傳遞一代代優(yōu)秀的化學家克服艱難困苦、勇攀科學高峰的社會主義核心價值觀；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)過程中化學化工學科和相關(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項完成課程論文：1.本課程相關(guān)的英文文獻翻譯1篇（篇幅不少于5頁）2.東莞市化學化工產(chǎn)業(yè)發(fā)展調(diào)研報告（不少于3000字）。3.化學反應(yīng)工程典型的生產(chǎn)案例及對社會經(jīng)濟發(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)概念的計算。目標一2化學反應(yīng)速率方程及影響因素朝潔2化學反應(yīng)速率的定義（重點）；速率方程的簡化，溫度對反應(yīng)速率影響機制（難點）。線下課堂講授和小組討論課堂討論：與其他學科的相關(guān)性。目標二3復合反應(yīng)及速率方程變換及動力學參數(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）；反應(yīng)速率方程的變換和積分（難點）；積分法、微分法確定動力學參數(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)于復合反應(yīng)的計算。目標二課堂測驗及答疑朝潔利用優(yōu)學院平臺對已講授內(nèi)容進行線上測驗，測驗完后通過直播方式進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）；反應(yīng)時間及反應(yīng)體積的計算（難點）；最優(yōu)反應(yīng)時間。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。目標二5等溫間歇、連續(xù)釜式反應(yīng)器及串聯(lián)的計算朝潔2平行反應(yīng)的總收率和總選擇性的計算（重點）；連串反應(yīng)的總收率和總選擇性的計算（難點）。線下課堂講授與小組討論課堂討論：反應(yīng)時間與空時概念的異同。課后作業(yè)：連續(xù)釜式反應(yīng)器物料衡算。目標二6復合反應(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算（重點）；連串反應(yīng)的總收率和總選擇性的計算（難點）。線下課堂講授與小組討論目標二課堂測驗及答疑朝潔利用優(yōu)學院平臺對已講授內(nèi)容進行線上測驗，測驗完后通過直播方式進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）；全混流與活塞流的區(qū)別（難點）。線下課堂講授與小組討論課堂討論：與化工原理學科關(guān)于流動模型的知識的差異性探討。目標二8等溫管式反應(yīng)器的設(shè)計朝潔2等溫管式反應(yīng)器的體積及反應(yīng)時間的計算（重點）；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）。課程思政融入點：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)時間的計算。目標二9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）；和復合反應(yīng)的最佳溫度系列（難點）。線下課堂講授與小組討論目標二課堂測驗及答疑朝潔利用優(yōu)學院平臺對已講授內(nèi)容進行線上測驗，測驗完后通過直播方式進行講解線上鏈接見備注講授10停留時間分布定義、意義、及實驗測定朝潔2停留時間分布的定量描述；停留時間分布密度函數(shù)和分布函數(shù)的定義及數(shù)學表達式（重點）。停留時間的實驗測定方法（脈沖法、階躍法）（難點）。課程思政融入點：講述“數(shù)學期望”這個名詞的歷史由來及法國著名數(shù)學家帕斯卡生平事跡，鼓勵學生學習帕斯卡身懷重疾，仍然堅持科學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：停留時間在現(xiàn)實工程中的實用。課程思政作業(yè)：利用優(yōu)級學院平臺拓展資源及自行查閱相關(guān)文獻，在課堂上分享帕斯卡生平事跡及啟迪。目標三11停留時間的統(tǒng)計特征值及理想反應(yīng)器的停留時間分布朝潔2全混流和活塞流反應(yīng)器的停留時間分布（重點）；停留時間的統(tǒng)計特征值（數(shù)學期望和方差）（難點）。非理想流動模型的停留時間分布。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間的分布。目標三合計22備注：優(yōu)學院平臺課程鏈接：/ulearning/index.html#/course/memberSpoc?courseId=92680實踐教學進程表周次實驗項目名稱授課教師學時教學內(nèi)容（重點、難點、課程思政融入點）項目類型（驗證/綜合/設(shè)計）教學方式支撐課程目標12停留時間分布測定朝潔2脈沖法測定停留時間分布的原理（重點）；復合辛普生積分公式的應(yīng)用及數(shù)據(jù)處理（難點）；Origin、Chemdraw等軟件的使用與數(shù)據(jù)處理。課程思政融入點：要求學生處理實驗數(shù)據(jù)必須堅持實事求實、嚴謹?shù)目茖W態(tài)度；要求學生實驗過程中主動思考理論原理，在實驗過程中去驗證實驗原理，使理論與實踐相輔相成。綜合實驗?zāi)繕巳嫌?課程考核課程目標支撐畢業(yè)要求指標點評價依據(jù)及成績比例（%）權(quán)重（%）作業(yè)實驗考試目標一1-31001626目標二2-31503045目標三5-15101429總計301060100備注：1）附錄：各類考核評分標準表作業(yè)評分標準觀測點評分標準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，答題錯誤較多。解決問題的方案正確性解題思路清晰，計算正確概念比較清楚，作業(yè)比較認真，答題比較正確。概念基本清楚，答題基本正確。概念不太清楚，答題錯誤較多。作業(yè)完成態(tài)度按時完成，書寫工整、清晰，符號、單位等按規(guī)范要求執(zhí)行按時完成，書寫清晰，主要符號、單位按照規(guī)范執(zhí)行按時完成，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)或后期補交，不能辨識，符號、單位等不按照規(guī)范執(zhí)行實驗評分標準觀測點評分標準90-10080-8960-790-59預(yù)習報告按時完成，內(nèi)容完整、正確，字跡清晰工整按時完成，內(nèi)容基本完整，書寫清晰延時完成，內(nèi)容基本完整，能夠辨識未提交或后期補交，內(nèi)容不完整，不能辨識實驗操作操作規(guī)范，步驟合理清晰，在規(guī)定的時間完成實驗?zāi)馨匆筝^完整完成操作，實驗過程安排較為合理，在規(guī)定時間完成實驗基本能按要求進行操作，實驗部分步驟安排不合理，完成實驗時間稍為滯后操作不規(guī)范，實驗步驟不合理，未在規(guī)定的時間內(nèi)完成實驗總結(jié)報告按時完成，內(nèi)容全面，字跡清晰、工整，數(shù)據(jù)記錄、處理、計算、作圖正確，對實驗結(jié)果分析合理按時完成，內(nèi)容基本完整，能夠辨識，數(shù)據(jù)記錄、處理、計算、作圖基本正確，對實驗結(jié)果分析基本合理按時完成，內(nèi)容部分欠缺，但能夠辨識，數(shù)據(jù)記錄、處理、計算、作圖出現(xiàn)部分錯誤，對實驗結(jié)果分析出現(xiàn)部分錯誤未提交或后期補交，內(nèi)容不完整，不能辨識，數(shù)據(jù)記錄、處理、計算、作圖出現(xiàn)大部分錯誤，未對實驗結(jié)果進行分析或分析基本全部錯誤文獻翻譯/課程論文評分標準觀測點評分標準90-10080-8960-790-59主題、內(nèi)容跟課程和相關(guān)性文獻主題和內(nèi)容與課程或?qū)I(yè)密切相關(guān)，文獻選自正規(guī)、有影響力的學術(shù)期刊文獻主題和內(nèi)容與課程或?qū)I(yè)較為相關(guān)，文獻選自正規(guī)的學術(shù)期刊文獻主題和內(nèi)容與課程或?qū)I(yè)相關(guān)性較低，文獻來源一般的學術(shù)期刊文獻主題和內(nèi)容與課程或?qū)I(yè)不相關(guān)，文獻來源不明翻譯準確性譯文翻譯準確，忠實原文，用詞準確，譯文通順，符合漢語表達習慣譯文翻譯較為準確，基本上忠實原文，用詞較為準確，譯文較為通順