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摘要：化学反应工程中，无论是实验数据处理还是数学模型求解过程，都涉及大量的数值计算、迭代求解过程。指导学生用Excel软件进行数据处理，不但可以减少繁琐的计算过程在教学、学习中的时间，加深学生对知识的理解，也可以让他们充分掌握这种基本的办公软件，在将来的工作、学习中更加得心应手。
关键词：化学反应工程；教学；Excel
中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2016）21-0264-02
化学反应工程是一门实验和工程计算紧密结合的课程。化学反应动力学的测定需要对实验结果进行分析、拟合，而反应器设计中，反应器数学模型的求解过程，涉及到迭代计算、微分、积分、数值统计等过程，更是难以通过手算进行求解的。
Excel软件具有强大的图表及数值处理功能，用户无须编程便可进行多项式拟合、非线性单变量求解、多变量规划求解等复杂计算，在众多领域都获得了广泛的应用[1-3]。现以根据实验数据求解反应速率方程、数值积分和非等温反应器反应器温度、转化率求解为例，介绍其在化学反应工程教学中的应用。
一、实验数据求解反应速率方程
在化学反应工程中，反应式aA+bB=pP+sS的幂指数型反应速率方程可以写成
二、计算数值积分
在计算管式反应器体积，某一转化率对应的反应时间等情况时，需要进行积分。当积分公式比较复杂时，无法直接得到解析解，需要用数值方法进行积分。
在excel中，可以用图4所示的工具表进行计算[5]。表中定义的公式有
delta=（Sheet1！$B$7-Sheet1！$B$5）/500/10^n
F_X=EVALUATE（Sheet1！$B$3&"+0*x"）*delta
Integral_Fx=SUM（F_X）
n=Sheet1！$B$10
X=Sheet1！$B$5+（（ROW（Sheet1！$1：$500）-1）*10^n+TRANSPOSE（ROW（OFFSET（Sheet1！$A$1，0，0，10^n，1））））*delta"
其中delta生成x的分割间距，X生成每个分割点的x值数组，n为精度控制值，F_X为计算每个分割小条的面积，生成一个内存数组，Integral_Fx为将每个小条的面积总和，即f（x）函数的数值积分。
通过输入被积分函数，积分上下限，选择计算精度，就可以得到积分的结果。其中选择高精度结果为6.10861，该结果与解析6.109相差不大，能够满足精度要求。
三、计算非等温反应器的反应温度、转化率
在非等温反应器中，反应速率除了受反应物浓度的影响外，还要受到温度的影响。放热反应，放出的热量使反应速率加快，而反应加快会放出更多的热量，促使反应温度进一步升高。因此，对非等温反应器的计算，要同时联立物料衡算和能量衡算方程进行求解。可以用Excel软件的单变量求根功能来计算。
四、结论
采用Excel软件，能够借助现代化的办公软件，完成化学反应工程教学中数据分析、图形展示、数据处理工作。该方法可以大大简化解题过程，提高教学效率和学习效率，并有助于学生深入了解计算机计算的一般步骤，培养学生的软件开发能力。
参考文献：
[1]张香兰，曹俊雅，张军，解强.Excel及化工流程模拟软件在化工专业设计课程中的应用，化工高等教育，2012，（3）：98-102.
[2]陈秀，来永斌.Excel在化工数据及模型参数拟合中的应用，安徽理工大学学报，2004，24（2）：49-51.
[3]于志家，张艳，兰忠，陈嘉宾.关于Excel在化工热力学计算中应用的探讨，化工高等教育，2012，（3）：73-75.