?2022年自考27060化學(xué)反應(yīng)工程復(fù)習(xí)資料

自考復(fù)習(xí)需要重視考試大綱，考試命題是圍繞大綱來的，所以復(fù)習(xí)一定要緊扣考試大綱，再結(jié)合考試大綱來弄懂重點、難點、疑點。因為考試大綱一般都是含有命題來指導(dǎo)思想工作、考試范圍、命題要求等重要信息。為了輔助各位考生學(xué)習(xí)，希賽網(wǎng)自考頻道為各位考生整理了2022年自考27060化學(xué)反應(yīng)工程復(fù)習(xí)資料，希望能對大家有所幫助。

2022年自考27060化學(xué)反應(yīng)工程復(fù)習(xí)資料

一、課程性質(zhì)與設(shè)置目的

“化學(xué)反應(yīng)工程”是化學(xué)工程學(xué)科的一個分支，是化學(xué)工程與工藝專業(yè)學(xué)生必修的一門專業(yè)基礎(chǔ)技術(shù)課程。它以工業(yè)反應(yīng)過程為主要研究對象，研究反應(yīng)過程速率及其變化規(guī)律；研究反應(yīng)器內(nèi)的傳遞特性及其對化學(xué)反應(yīng)的影響。為學(xué)生今后從事化工反應(yīng)技術(shù)開發(fā)、反應(yīng)器的設(shè)計與放大、反應(yīng)過程操作優(yōu)化等諸方面工作奠定基礎(chǔ)。

本課程在學(xué)生學(xué)習(xí)了“高等數(shù)學(xué)”、“大學(xué)物理”、“化學(xué)”、“物理化學(xué)”、“化工原理”等課程基礎(chǔ)上進行。

通過本課程的學(xué)習(xí)，學(xué)生應(yīng)比較牢固地掌握化學(xué)反應(yīng)工程的基本原理和計算方法，應(yīng)能聯(lián)系化工實際，在反應(yīng)工程理論的指導(dǎo)下，對反應(yīng)過程和反應(yīng)器進行初步的分析和設(shè)計計算。

二、課程內(nèi)容與考核目標(biāo)

第一章  緒論

(一）主要內(nèi)容

1.化學(xué)反應(yīng)工程的研究內(nèi)容

2.化學(xué)反應(yīng)工程的研究方法

3.化學(xué)反應(yīng)工程的學(xué)科系統(tǒng)和編排

（二）自學(xué)考試要求

1.化學(xué)反應(yīng)工程的研究內(nèi)容

理解化學(xué)反應(yīng)工程學(xué)是研究化學(xué)反應(yīng)的工程問題的科學(xué)；傳遞過程（即反應(yīng)器內(nèi)的動量、熱量和質(zhì)量傳遞，簡稱“三傳”）與反應(yīng)動力學(xué)是構(gòu)成化學(xué)反應(yīng)工程最基本的兩個支柱等說法的含義。了解化學(xué)反應(yīng)工程學(xué)與相關(guān)學(xué)科的聯(lián)系，化學(xué)反應(yīng)工程本身的專門范疇。了解主要反應(yīng)器的形式。

2.化學(xué)反應(yīng)工程的研究方法

了解化學(xué)反應(yīng)工程的基本研究方法是數(shù)學(xué)模型法，數(shù)學(xué)模型的主要內(nèi)容及其相互關(guān)系，了解數(shù)學(xué)模擬放大法的大體步驟。

3.化學(xué)反應(yīng)工程的學(xué)科系統(tǒng)和編排

理解按反應(yīng)操作方式、反應(yīng)器型式、和化學(xué)反應(yīng)相態(tài)進行分類的方法；

緒論部分在初次學(xué)習(xí)時，只能做到大體了解、待全部內(nèi)容學(xué)習(xí)完畢后，應(yīng)重新學(xué)習(xí)緒論，才能做到理解。

第二章  均相反應(yīng)的動力學(xué)基礎(chǔ)

（一）主要內(nèi)容

1.基本概念與術(shù)語

2.單一反應(yīng)速率方程

3.復(fù)合反應(yīng)速率方程

（二）自學(xué)考試要求

1.基本概念與術(shù)語

理解化學(xué)反應(yīng)計量方程表示的內(nèi)容。

理解化學(xué)反應(yīng)速率的定義和在恒容過程、分批式操作、連續(xù)流動穩(wěn)定操作時的數(shù)學(xué)表示式。掌握各個組分反應(yīng)轉(zhuǎn)化率和反應(yīng)程度的定義和計算；膨脹因子的物理意義和數(shù)學(xué)表示式；等分子和非等分子反應(yīng)達一定轉(zhuǎn)化率時各組分摩爾數(shù)和摩爾分率的計算。

理解化學(xué)反應(yīng)速率方程表示的內(nèi)容；影響反應(yīng)速率的主要因素；冪函數(shù)型速率方程式中反應(yīng)級數(shù)和活化能的物理意義及其大小對反應(yīng)速率的影響；反應(yīng)級數(shù)和活化能的確定方法。

理解基元反應(yīng)的物理意義。掌握由反應(yīng)機理推導(dǎo)反應(yīng)速率方程的方法。

2.單一反應(yīng)速率方程

理解單一反應(yīng)的定義，掌握由分批式等溫動力學(xué)實驗數(shù)據(jù)確定反應(yīng)速率方程式的微分法和積分法。

掌握等溫恒容過程零級、一級和二級不可逆反應(yīng)的速率方程式及其積分式的積分過程，并能熟練地用于進行有關(guān)計算。

以一級反應(yīng)為例，了解可逆反應(yīng)速率方程式的建立方法。

了解自催化反應(yīng)的特點。

3.復(fù)合反應(yīng)速率方程

理解復(fù)合反應(yīng)的定義、主要類型、復(fù)合反應(yīng)的收率、得率和選擇性的定義和數(shù)學(xué)表示式。

掌握主副反應(yīng)均為一級的不可逆平行反應(yīng)速率方程的建立過程，并能用于進行各組分的瞬時濃度、目的產(chǎn)物收率、得率和選擇性等的計算。理解其動力學(xué)特征和各組分濃度隨反應(yīng)時間分布曲線的特點。

了解各步均為一級的串聯(lián)不可逆反應(yīng)速率方程的建立過程，并能用于進行各組分的瞬時濃度、目的產(chǎn)物（中間產(chǎn)物）收率、得率和選擇性等的計算；理解各組分農(nóng)度隨反應(yīng)時間分布和產(chǎn)物得率分布曲線的特點。

第三章  理想反應(yīng)器

（一）主要內(nèi)容

1.分批式操作的理想混合反應(yīng)器

2.連續(xù)操作的理想混合反應(yīng)器（單釜和多釜串聯(lián)）

3.平推流反應(yīng)器

4.反應(yīng)器型式與操作方法的評選

（二）自學(xué)考試要求

1.分批示操作的理想混合反應(yīng)器

理解分批式操作理想混合反應(yīng)器內(nèi)物料濃度、溫度分布的特點，適用場合的優(yōu)缺點。

掌握對著眼組分建立物料衡算式的方法，并由此推導(dǎo)分批操作理想混合反應(yīng)器設(shè)計方程的方法。能運用設(shè)計方程進行單一反應(yīng)和平等反應(yīng)等溫操作時反應(yīng)時間、轉(zhuǎn)化率、反應(yīng)器有效容積的計算。

理解最優(yōu)反應(yīng)時間和最優(yōu)轉(zhuǎn)化率和計算方法。

2.連續(xù)操作的理想混合反應(yīng)器

此類反應(yīng)器通常簡稱全混流反應(yīng)器，代號為CSTR。

理解全混流反應(yīng)器內(nèi)物料流動、濃度和溫度分布等特征。

理解反應(yīng)時間、空時、停留時間各自的定義和數(shù)學(xué)式。

掌握全混流反應(yīng)器設(shè)計方程（即物料衡算法）的建立方法，能應(yīng)用方程進行單一反應(yīng)和復(fù)合反應(yīng)的各項計算。

掌握在1/rA～CA圖上比較分批式反應(yīng)器和全混流反應(yīng)器有效容積的方法，和通過計算全混流反應(yīng)器容積效率η比較分批式反應(yīng)器和全混流反應(yīng)器有效容積的方法。

掌握全混流反應(yīng)器操作方程（即熱量衡算式）的建立方法。

理解全混流反應(yīng)器的熱穩(wěn)定性，能應(yīng)用熱穩(wěn)定性判據(jù)初步判斷定常態(tài)操作是否穩(wěn)定。

掌握在1/rA～CA圖上表示多釜串聯(lián)全混流反應(yīng)器的有效容積的方法。在進行相同的恒溫恒容單一反應(yīng)并達到相同的轉(zhuǎn)化率時，能在1/rA～CA圖上進行分批式、單釜和多釜串聯(lián)全混流反應(yīng)器所需有效容積的比較。

掌握一級不可逆反應(yīng)時多釜串聯(lián)全混流反應(yīng)器的設(shè)計計算方法，并能用于進行有關(guān)計算。

了解多釜串聯(lián)全混流反應(yīng)器各釜的最優(yōu)容積比。

3.平推流反應(yīng)器

此類反應(yīng)器通常代號為PFR

理解平推流反應(yīng)器內(nèi)流體流動、濃度和溫度分布的特征；恒容和變?nèi)葸^程的停留時間、反應(yīng)時間和空時的計算。

掌握平推流反應(yīng)器的設(shè)計方程（即物料衡量式）的建立方法及其計算應(yīng)用。理解等溫恒容過程平推流反應(yīng)器和分批式理想混合反應(yīng)器的設(shè)計方程是完全一致的（但時間項平推流為空時τ，分批式為反應(yīng)時間t）。掌握平推流反應(yīng)器的圖解計算法。

掌握平推流反應(yīng)器的操作方程（既熱量衡算式）建立方法。了解變溫操作時的計算方法。

4.反應(yīng)器型式與操作方法的評選

理解進行反應(yīng)級數(shù)n＞0、n＜0的不可逆等溫單一反應(yīng)時，平推流反應(yīng)器、全混流反應(yīng)器和多釜串聯(lián)全混流反應(yīng)器所需容積的比較；以及在1/rA～XA圖上，曲線具有最高點時，為使反應(yīng)器容積最小，不同型式反應(yīng)器應(yīng)采用的串聯(lián)順序。

理解可逆吸熱反應(yīng)和可逆放熱反應(yīng)的反應(yīng)速率和平衡轉(zhuǎn)化率與操作溫度的關(guān)系；可逆放熱反應(yīng)在XA～T圖上的最優(yōu)溫度線和平衡溫度線；可逆吸熱反應(yīng)和可逆放熱反應(yīng)最優(yōu)操作溫度的選定。

掌握復(fù)合反應(yīng)在分批式理想混合反應(yīng)器、平推流反應(yīng)器、全混流反應(yīng)器和多釜串聯(lián)全混流反應(yīng)器中進行時的瞬時收率和總收率的計算式，并能用于進行有關(guān)計算。

（三）重點與難點

重點：分批式理想混合反應(yīng)器、全混流反應(yīng)器和平推流反應(yīng)器內(nèi)的流動混合特征；溫度、濃度和反應(yīng)速率分布特征；等溫操作下的設(shè)計計算方法；進行單一反應(yīng)和復(fù)合反應(yīng)時反應(yīng)器的性能比較。

難點：單一反應(yīng)復(fù)合反應(yīng)的各種情況下，反應(yīng)器型式、組合方式和操作方式的選擇。

第四章  非理想流動

（一）主要內(nèi)容

1.停留時間分布

2.平推流和全混流反應(yīng)器的停留時間分布

3.非理想流動的流動模型

（二）自學(xué)考試要求

1 ．停留時間分布

了解工業(yè)反應(yīng)器內(nèi)流體偏離理想流動的原因。理解流體在反應(yīng)器內(nèi)的停留時間分布是隨機的?？梢圆捎酶怕史植己踢M行定量描述。理解停留時間分布密度函教 E(t）和停留時間分布函數(shù)F(t)的物理意義、圖形特征、相互關(guān)系式。理解分布函教特征值 ― 平均停留時間萬和方差時的定義和計算式。理解無因次化后的 E、F與 E (t）、 F (t）和τ的關(guān)系式。理解測定停留時間分布的實驗方法：脈沖示蹤法和階躍示蹤法。掌握由實驗數(shù)據(jù)計算 E ( t ）、 F ( t ）、平均停留時間和方差的方法 2 ．平推流和全混流反應(yīng)器的停留時間分布掌握平推流反應(yīng)器的 E ( t )－t 、 F ( t ）－ t曲線的特征和數(shù)學(xué)表示式以及時和峙值。掌握全混流反應(yīng)器的 E ( t ）-t 、 F ( t ）-t曲線特征．

3.非理想流動的流動模型

理解返混的概念；返混與停留時間分布的區(qū)別和聯(lián)系；建立非理想流動模型的必要性。

理解多級全混流串聯(lián)模型的物理含義；數(shù)學(xué)模型建立的基本思路。掌握根據(jù)反應(yīng)器停留時間分布實測數(shù)據(jù)確定模型參數(shù)N的方法。能應(yīng)用多級全混流串聯(lián)模型進行一級不可逆反應(yīng)的計算。

理解軸向分散模型的物理含義；數(shù)學(xué)模型建立的基本思路。掌握根據(jù)反應(yīng)器停留時間分布實測數(shù)據(jù)確定模型參數(shù)Ez/uL的方法。

了解流體的微觀混合與宏觀混合及其對化學(xué)反應(yīng)的影響。

（三）重點與難點

重點：返混與停留時間分布的概念；E(t)和F(t)函數(shù)；平推流反應(yīng)器和全混流反應(yīng)器的E(t)和F(t)函數(shù)；由實驗測定停留時間分布數(shù)據(jù)確定E(t)和F(t)函數(shù)和非理想流動模型的模型參數(shù)。

難點：非理想流動模型方程的建立。

第五章  氣固催化反應(yīng)動力學(xué)

（一）主要內(nèi)容

1.固體催化劑表面的吸附現(xiàn)象和吸附等溫式

2.氣固催化反應(yīng)的動力學(xué)方程

3.氣固催化反應(yīng)速率的實驗測定方法

4.催化劑顆粒中的擴散

（二）自學(xué)考試要求

1.固體催化劑表面的吸附現(xiàn)象和吸附等溫式

理解氣體在固體催化劑表面上物理吸附與化學(xué)吸附的區(qū)別。

理解朗格繆爾（langmuir)型吸附等溫線方程式的基本假設(shè)；吸附等溫線方程式的推導(dǎo)；單分子吸附、多分子吸附、解離吸附下方程的不同形式。

了解弗里德里希（Freundlich）型和焦姆金型吸附等溫式的假設(shè)和方程形式。

2.氣固催化學(xué)反應(yīng)的動力學(xué)方程

理解氣固反應(yīng)中，反應(yīng)速率一般以單位質(zhì)量催化劑為基準(zhǔn)，不同場合也有以單位床層體積或單位催化劑體積等為基準(zhǔn)的，應(yīng)掌握不同基準(zhǔn)間的相互換算。

理解氣固催化反應(yīng)所經(jīng)歷的七步過程；確定過程總速率的控制步驟法；當(dāng)某一步驟起控制作用時，其他步驟所處的狀態(tài)。

掌握在不同控制步驟下根據(jù)朗--辛（L-H)機理推導(dǎo)雙曲線型反應(yīng)速率式的方法，并能根據(jù)雙曲線型反應(yīng)速率方程式看出所設(shè)想的機理。

3.氣固催化反應(yīng)速率的實驗測定方法

理解檢驗外擴散影響的存在和消除外擴散影響的方法。

理解檢驗內(nèi)擴散影響的存在和消除外擴散影響的方法。

了解實驗室固定床積分反應(yīng)器和微分反應(yīng)器各自的優(yōu)缺點；流動循環(huán)無梯度反應(yīng)器的特點。

了解由動力學(xué)實驗數(shù)據(jù)確定動力學(xué)方程和進行參數(shù)估值的一般做法。

4.催化劑顆粒中的擴散

理解多孔催化劑粒內(nèi)擴散的復(fù)雜性；分子擴散和努森(Knudson)擴散的區(qū)別。

理解分子擴散系數(shù)DAB或Dim、努森擴散系數(shù)Dk、綜合擴散系數(shù)D和有效擴散系數(shù)De的區(qū)別和聯(lián)系。

理解催化劑有效系數(shù)η的定義；內(nèi)擴散模數(shù)(Thiele模數(shù)）φs的定義式和物理含義。

理解等溫球形催化劑進行一級反應(yīng)時有效系數(shù)η計算式的推導(dǎo)過程。掌握有效系數(shù)η計算式的應(yīng)用。

理解內(nèi)擴散對復(fù)合反應(yīng)選擇性的影響。了解為了減少內(nèi)擴散阻力和改善目的產(chǎn)物選擇性，對催化劑制造采取的改進方法。

（三）重點

根據(jù)朗--辛機理推導(dǎo)不同控制步驟的雙曲線型反應(yīng)速率方程；判別與消除反應(yīng)過程內(nèi)外擴散阻力的方法；等溫一級球形催化劑的有效系數(shù)η的計算；如何根據(jù)內(nèi)擴散模數(shù)植的大小判別內(nèi)擴散的影響程序。

第六章  固定床反應(yīng)器

（一）主要內(nèi)容

1.固定床的特點、型式和數(shù)學(xué)模型

2.固定床中的傳遞過程

3.絕熱床反應(yīng)器

4.換熱式固定床反應(yīng)器

（二）自學(xué)考試要求

1.固定床的特點、型式和數(shù)學(xué)模型

了解固定床的主要優(yōu)點和缺點，主要型式的結(jié)構(gòu)特點，適用場合和優(yōu)缺點。擬均相一維、二維模型和非均相模型的定義。

2.固定床中的傳遞過程

理解顆粒層的若干物理特性參數(shù)，包括：固體真密度、顆粒密度、床層堆積密度，三者的區(qū)別和聯(lián)系。顆粒的體積當(dāng)量直徑dv、面積當(dāng)量直徑da、比表面當(dāng)量直徑ds三者各自的定義、計算公式和聯(lián)系。非球形粒子的形狀系數(shù)φs的定義。固定床的當(dāng)量直徑de的計算式。床層空隙率?B及其影響因素。

理解固定床內(nèi)的傳熱的重要性；傳熱包括那幾個方面；各以什么傳熱系數(shù)進行描述；固定床有效導(dǎo)熱系數(shù)的物理含義。

3.絕熱床反應(yīng)器

掌握單層絕熱床的物料衡算式和由熱量衡算式積分所得的絕熱線方程式，能用于進行催化劑用量等的計算。理解多層絕熱床的計算方法。了解多層絕熱床的最優(yōu)化問題的思路。

4.換熱式固定床反應(yīng)器

通過自熱式反應(yīng)器的計算示例，掌握換熱式固定床反應(yīng)器按擬均相一維模型的計算方法。了解擬均相二維模型的計算思路。

第七章  流化床反應(yīng)器

自學(xué)考試要求

了解流態(tài)化現(xiàn)象；流態(tài)化的各種狀態(tài)；流化床的優(yōu)缺點；工業(yè)流化床的各種型式。

第八章  多相流體的反應(yīng)過程

自學(xué)考試要求

了解氣液相反應(yīng)如A(g)+bB(ι)→R(g)+S(ι)所需經(jīng)歷的步驟。了解根據(jù)不同的傳質(zhì)速率和化學(xué)反應(yīng)速率，應(yīng)用傳質(zhì)的雙膜理論可以區(qū)分的八種動力學(xué)狀況，各種狀況下濃度分布的圖形特征，反應(yīng)發(fā)生場所。了解氣液反應(yīng)的重要參數(shù)--膜內(nèi)轉(zhuǎn)化系數(shù)γ的物理意義，能根據(jù)γ的大小區(qū)分動力學(xué)狀況。了解增強系數(shù)β和反應(yīng)相利用率η的物理意義。

了解氣液相反應(yīng)器的常見型式和進行氣液相反應(yīng)器型式選擇時考慮的因素。

第九章 聚合反應(yīng)過程

不作要求

第十章 生化反應(yīng)工程基礎(chǔ)

不作要求

三、有關(guān)說明與實施建議

（一）關(guān)于自學(xué)考試要求

大綱內(nèi)按了解、理解、掌握三個層次提出了自學(xué)和考試應(yīng)達到的深度。具體含義為：

了解：對有關(guān)內(nèi)容有初步的、粗淺的認識。知道定性的概念、方法的思路，不要求記憶有關(guān)的公式和推導(dǎo)過程。

例如：第三章中有“了解循環(huán)操作的平推流反應(yīng)器的特征和計算方法?！本唧w要求為：知道將平推流反應(yīng)器出口的反應(yīng)產(chǎn)物部分地返回入口處與原始物料混合再進入反應(yīng)器進行反應(yīng)，即為循環(huán)操作的平推流反應(yīng)器。由于部分產(chǎn)物的循環(huán)造成了返混，當(dāng)循環(huán)比β(β=循環(huán)回入口的體積流率/離開反應(yīng)器的體積流率）趨近于零即為平推流反應(yīng)器，β增大，流體的返混程度也增大，當(dāng)β→∞時，則相當(dāng)于全混流反應(yīng)器，故可通過控制循環(huán)比來控制反應(yīng)器內(nèi)返混程度。對于循環(huán)操作的平推流反應(yīng)器，設(shè)計方程應(yīng)看懂推導(dǎo)過程，但不要求記憶。對于如何獲得最優(yōu)循環(huán)比βopt則不作要求。

理解：對有關(guān)內(nèi)容有比較全面深入的認識，能熟記有關(guān)概念、原理、方法和公式，并能應(yīng)用有關(guān)概念、原理和方法對問題進行定性的分析、判斷或比較、選擇。

例如：在第二章中提出：理解活化能的物理意義及其大小對反應(yīng)速率的影響。具體要求為：知道溫度對反應(yīng)速率的影響常用反應(yīng)速率常數(shù)K來表示，對于多數(shù)反應(yīng)，反應(yīng)速率常數(shù)K與反應(yīng)溫度的關(guān)系可用阿累尼烏斯公式表示，即K=K0e-E/RT，其中E是一個重要的動力學(xué)參數(shù)，稱為活化能?；罨艿奈锢硪饬x是把反應(yīng)分子‘激發(fā)’到可進行反應(yīng)的‘活化狀態(tài)’時所需的能量?；罨艿拇笮∈潜碚骰瘜W(xué)反應(yīng)進行難易程度的標(biāo)志，活化能大，反應(yīng)難于進行，所需的反應(yīng)溫度就高，活化能小，則反應(yīng)容易進行?；钅艿拇笮∵€是反應(yīng)速率對溫度敏感性的標(biāo)志，活化能愈大，溫度對反應(yīng)速率的影響就愈顯著，即溫度的改變會使反應(yīng)速率發(fā)生顯著的變化，但影響的程度還與反應(yīng)溫度水平有關(guān)，溫度愈低，影響愈大。通常均相反應(yīng)的活化能在4*10的7次方～2*10的8次方J/kmol之間。在以上認識的基礎(chǔ)上，可知對于復(fù)合反應(yīng)，若主反應(yīng)的活化能大于副反應(yīng)的活化能，則應(yīng)采用盡可能高的溫度進行反應(yīng)，反之，則采用較低溫度操作。在學(xué)習(xí)了氣固催化反應(yīng)后，又可推知，若改變反應(yīng)溫度，反應(yīng)速率變化很小，則過程受擴散影響較大，因若為動力學(xué)控制，必表現(xiàn)出反應(yīng)速率對溫度的敏感性。

掌握：在理解的基礎(chǔ)上，能熟練地運用有關(guān)方法，能熟練地運用計算公式，對問題進行定量的分析、判斷、比較、選擇，或設(shè)計計算。

（二）關(guān)于自學(xué)教材

本大綱主要教材是：《化學(xué)反應(yīng)工程》，陳甘棠主編，化學(xué)工業(yè)出版社，2007年。

主要參考書：

1.反應(yīng)工程，李紹芬主編，化學(xué)工業(yè)出版社，1990年6月。

2.化學(xué)反應(yīng)工程，黃恩才主編  劉國際副主編，化學(xué)工業(yè)出版社，1996年6月。

3.化學(xué)反應(yīng)工程基本原理，毛之候  謝聲禮  張濂編著，化學(xué)工業(yè)出版社，1990年11月。

4.化學(xué)反應(yīng)工程基本原理例題與習(xí)題，張濂  毛之候  謝聲禮編，華東化工學(xué)院出版社，1992年4月。

5.化學(xué)反應(yīng)工程例題與習(xí)題，朱炳辰  房鼎業(yè)  姚佩芳編著，華東理工大學(xué)出版社，1993年4月。

（三）關(guān)于自學(xué)內(nèi)容和方法

1.自學(xué)內(nèi)容

化學(xué)反應(yīng)工程內(nèi)容由于涉及化學(xué)、數(shù)學(xué)、物理化學(xué)、化工原理等多個學(xué)科領(lǐng)域，并采用數(shù)學(xué)模型的研究方法，有一定的廣度和深度，許多初學(xué)者會感到內(nèi)容多、概念生疏、公式和符號多、數(shù)學(xué)應(yīng)用不熟練。因而抓不住重點，自學(xué)效果差等問題。為了改變以上狀況，除了反復(fù)閱讀教材外，還應(yīng)善于將內(nèi)容進行總結(jié)歸納、前后聯(lián)系、做到融會貫通。

反應(yīng)工程的內(nèi)容可以概括為兩個方面，即反應(yīng)動力學(xué)和反應(yīng)器的設(shè)計與分析。反應(yīng)動力學(xué)主要研究化學(xué)反應(yīng)的機理和速率，對物理化學(xué)學(xué)科，反應(yīng)動力學(xué)著重研究反應(yīng)歷程和機理，對于反應(yīng)工程，則著重于得到反應(yīng)速率規(guī)律的定量描述。對于絕大多數(shù)反應(yīng)都需通過動力學(xué)實驗，準(zhǔn)確測得不同溫度、濃度等條件下的反應(yīng)速率數(shù)據(jù)，經(jīng)數(shù)據(jù)處理建立反應(yīng)速率方程式（亦即動力學(xué)方程式）。這種反應(yīng)速率方程式反映了化學(xué)反應(yīng)本身的規(guī)律性，是不隨反應(yīng)器的大小、結(jié)構(gòu)和操作方式而改變的。有的教材將它特稱為本征反應(yīng)速率或微觀反應(yīng)速率。反應(yīng)動力學(xué)是反應(yīng)工程的基礎(chǔ)。反應(yīng)器則為化學(xué)反應(yīng)提供了反應(yīng)場所，對反應(yīng)器內(nèi)的過程進行分析，除化學(xué)反應(yīng)外，又包括了流體的流動混合、傳熱、傳質(zhì)（簡稱“三傳”），流體的流動混合、傳熱、傳質(zhì)并不會改變化學(xué)反應(yīng)的本征動力學(xué)，但會影響反應(yīng)場所的濃度和溫度在時間、空間上的分布，從而影響反應(yīng)器內(nèi)反應(yīng)速率在時間、空間上的分布，并最終影響反應(yīng)的結(jié)果。物料從進入反應(yīng)器到離開為止的全過程就是具有一定動力學(xué)特性的反應(yīng)物系在具有一定傳遞性的裝置中進行演變的過程。流體的流動混合、傳熱、傳質(zhì)是隨反應(yīng)器的大小、結(jié)構(gòu)形式和和操作方式而改變的。這也是裝置存在“放大效應(yīng)”的原因。因此設(shè)計、選擇和操作反應(yīng)器時，必須充分了解反應(yīng)的動力學(xué)特性和裝置的傳遞特性，以及兩者結(jié)合時的相互影響。反應(yīng)器的設(shè)計與分析就是研究不同反應(yīng)器內(nèi)的傳遞特性及其變化規(guī)律并把它與反應(yīng)動力學(xué)規(guī)律結(jié)合起來，解決反應(yīng)器的設(shè)計、操作優(yōu)化問題。教材中將反應(yīng)區(qū)分為均相和非均相后，就分別討論其反應(yīng)動力學(xué)和反應(yīng)器的設(shè)計與分析。

均相反應(yīng)動力學(xué)和理想反應(yīng)器，特別是理想反應(yīng)器是反應(yīng)工程中最基本、最核心的內(nèi)容，它涉及了反應(yīng)工程中的許多重要基本概念、基本原理和基本方法。如：影響反應(yīng)速率的因素；反應(yīng)速率方程式的建立方法；兩種理想流動模式的特點以及由此造成的兩種理想反應(yīng)器內(nèi)溫度、濃度、反應(yīng)速率分布的區(qū)別，進而影響到反應(yīng)器的生產(chǎn)能力和反應(yīng)的選擇性；反應(yīng)器的教學(xué)模型一物料、熱量衡算式，在不同反應(yīng)器不同操作方式下的建立方法；理想反應(yīng)器的設(shè)計計算；如何根據(jù)反應(yīng)特性和反應(yīng)器特性進行反應(yīng)器型式和操作方法的評選等等。熟悉理解掌握了這部分內(nèi)容，就打下了良好的基礎(chǔ)，因為這些概念、原理和方法同樣適用于非均相反應(yīng)，只是后者更加復(fù)雜而已。

非理想流動是課程的難點。主要因為概念比較抽象，又涉及概率分布函數(shù)的應(yīng)用等。研究非理想流動是解決由理想反應(yīng)器過渡到真實反應(yīng)器的橋梁問題。重點是搞清楚反應(yīng)器內(nèi)返混的概念，返混與停留時間分布的區(qū)別和聯(lián)系；停留時間分布密度函數(shù)E（t)和停留時間分布函數(shù)F(t)的物理意義；理想反應(yīng)器的E(t)和F(t)；如何由示蹤實驗數(shù)據(jù)確定E(t)或F(t)和分布函數(shù)的特征值，并由此確定非理想流動模型的模型參數(shù)。

非均相反應(yīng)主要是熟悉掌握氣固催化反應(yīng)和固定床反應(yīng)器，因為它使用廣泛，又反映了非均相反應(yīng)的共同特點和處理方法。限于學(xué)時，流化床反應(yīng)器和氣液相反應(yīng)只要求一般了解。氣固催化反應(yīng)與均相反應(yīng)的不同在于存在相界面，反應(yīng)物為到達反應(yīng)場所必須進行相內(nèi)和相間的擴散傳遞，反應(yīng)產(chǎn)生（或吸收）的熱量也需經(jīng)過相內(nèi)和相間的擴散傳遞。因而氣固催化反應(yīng)速率有本征速率與宏觀速率之分。前者是包括了吸附--表面反應(yīng)--脫附三個步驟的速率，也就是化學(xué)過程的速率。后者則在本征速率的基礎(chǔ)上，考慮傳遞過程即內(nèi)、外擴散的影響加以修正，常用方法為本征速率乘以內(nèi)（外）擴散有效系數(shù)。在工業(yè)固定床操作中，大多數(shù)情況下外擴散影響可以消除，但往往存在內(nèi)擴散的影響甚至嚴(yán)重的內(nèi)擴散影響。故如何判別是否存在內(nèi)擴散影響，影響程度，有內(nèi)擴散影響下的催化劑有效系數(shù)如何確定是這部分的重點。

2.自學(xué)方法

采用主要教材，對大綱涉及內(nèi)容進行系統(tǒng)、深入地閱讀、思考?？砂凑伦鲎x書筆記。理出主要的概念、原理、公式和方法。對于有些重要的或難懂的內(nèi)容，各種教材由于敘述方法或角度不同，有的可能更是易理解接受，故建議多看主要參考書中有關(guān)部分。

在反應(yīng)工程的教材和習(xí)題中，用到較多的數(shù)學(xué)，主要是微積分、數(shù)值積分（如辛普生法）、解常微分方程等，因而必須復(fù)習(xí)高等數(shù)學(xué)，解題時會使用數(shù)學(xué)手冊。對于一些簡單級數(shù)（零級、一級、二級）的反應(yīng)速率方程應(yīng)能熟練地積分。

習(xí)題是幫助消化自學(xué)內(nèi)容，檢驗基本概念掌握程度，培養(yǎng)運用反應(yīng)工程基本原理和方法解決實際問題能力的重要手段。學(xué)習(xí)反應(yīng)工程者，往往有概念雖懂但習(xí)題不會做的反映。因而必須盡可能多做習(xí)題。首先可從看懂教材中例題入手、然后可以選擇一些反應(yīng)工程例題與習(xí)題書上的例題進行試做，將結(jié)果與題解對照。在獨立解題時，對于計算復(fù)雜的題目，可以只列出解題思路?？傊嘟佑|各類題型。

（四）關(guān)于考試命題

試題側(cè)重于檢驗基本概念、基本原理和基本計算方法的理解掌握和靈活應(yīng)用的程度。試題面覆蓋各章，但體現(xiàn)重點章節(jié)。體現(xiàn)對內(nèi)容了解、理解、掌握三個深度的要求。試題中計算題分?jǐn)?shù)約占30%。概念題約占70%，概念題中也可含有簡單的計算。題型一般有：選擇題、填充題、名詞解釋、簡答和計算題。

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