第九章均相反应器.docVIP

长沙学院教案（课时备课） 授课日期2007年11月23日第 33次课 2 学时 教学课型理论课 课目、课题 第十章 均相反应过程 教学目的 和要求 了解均相反应动力学方程； 掌握间歇操作反应器，连续操作管式反应器内进行简单反应时反应时间和反应器体积的计算。 重点 难点 重点：典型反应器内进行简单反应时反应时间和反应器体积的计算。 难点：典型反应器内进行简单二级反应时反应时间和反应器体积的计算。 教学内容 教学方法 教学手段 师生互动 时间分配 板书设计 第一节均相反应动力学…………………………0.6学时 一．动力学模型 二．浓度效应和温度效应 三．化学反应器的设计计算 第二节 间歇操作反应器……………………………0.8学时 间歇操作反应器特点 二．反应时间的计算 三．反应器的容积 四．间歇操作反应器的优、缺点和应用 第三节连续操作管式反应器…………………………0.6学时 反应器有效体积的计算 二．空间时间 教学方法、手段：师生互动： 采用多媒体与板书相结合教学，课堂教师提问启发学生思考，鼓励学生对不同问题的解题思路进行探讨。 作业布置 作业：P329：T2； P330：T5。 主要参 考资料 1、温瑞媛等编著，《化学工程基础》，北京大学出版社，2002年。 2、杨国泰，杨继红等编《化学工程基础学习指导》，化学工业出版社，2003年。 3、李德华编《化学工程基础》，化学工业出版社，2000年。 课后自我 总结分析 将各种计算题型与现代必威体育精装版的工业背景相结合，可以引发学生的强烈的求知欲，与将来从事的实际的化工操作联系更为紧密。 第 十 章 均 相 反 应 器 本章教学要求： 了解均相反应动力学方程，熟悉均相反应器的优化和反应器的选择，掌握间歇操作反应器，连续操作管式、釜式反应器内进行简单反应时反应时间和反应器体积的计算，以及多釜串联反应器内进行一级简单反应时反应时间和反应器体积的计算。 本章重点： 几种典型反应器内进行简单反应时反应时间和反应器体积的计算，以及多釜串联反应器内进行一级简单反应时反应时间和反应器体积的计算。 本章难点：均相反应器的优化，反应器的选择。 §1 均相反应动力学 一．动力学模型 1．不可逆简单反应： 2．可逆反应： 3．平行反应： 4．串联反应： ， ， 式中：——反应级数；——反应速率常数，。 二．浓度效应和温度效应 1．浓度效应： 反应级数是浓度对反应速率影响的敏感因素()，除浓度外的其它条件，很多是通过对浓度的改变来影响反应速率的。 2．温度效应： 活化能是温度对反应速率影响的敏感因素()，除温度外的其它条件，很多是通过对温度的改变来影响反应速率的。 三．化学反应器的设计计算 1．计算内容： 反应器设计计算主要是确定反应器的生产能力，即完成一定生产任务所需反应器的体积（反应器的设计计算还包括反应器造型、结构设计及其参数确定、工艺参数的确定等内容）。 2．反应器的物料衡算 （1）通式： 反应物加入速率=反应物引出速率+反应物消耗速率+反应物积累速率 对某一组分：[加入速率]=[引出速率]+[消耗速率]+[积累速率] 若反应器内物料组成均匀，可对整个反应器作衡算；若物料组成随反应器 内位置而变，则必须对微元反应体积作衡算。 （2）间歇操作反应器 [反应物加入速率]=0，[反应物引出速率]=0 ∴ [反应物消耗速率]+[反应物积累速率]=0 （3）连续稳定操作反应器 [反应物积累速率]=0 ∴ [反应物加入速率]=[反应物引出速率]+[反应物消耗速率] §2 间歇操作反应器 一．特点 反应物料按一定配比一次加入反应器；在搅拌良好的情况下，各处浓度、温度均匀一致，各处的化学反应速率也相同；随反应的进行，釜内的浓度、温度和反应速率都随时间改变。 二．反应时间的计算 1．通式 由于间歇反应器内物料是均匀的，故可对整个釜中的反应物A做物料衡算： [A的消耗速率]+[A的积累速率]=0 而[A的消耗速率]=() [A的积累速度]= 故 ()= 或 ()= ——组分A的反应速率（）， ——反应器的有效容积，即被反应物料所占居的体积（）， ——组分A的量（）。 对恒容反应，或= 则 ()= ∴ 将关系代入上式积分，即可求反应物A的浓度由降低到所需的时间。 2．简单一级反应： 则 时刻反应物A的残余浓度与转化率分别为： ， 3．简单二级反应： 设，则 则 时刻反应物A的残余浓度与