无机及分析化学教学大纲.doc

无机及分析化学教学大纲一、适用范围本教学大纲适用于大学本科应用化学、材料化学、高分子化学、化学工程与工艺专业。二、课程性质、地位及作用无机及分析化学课程是高等学校化工类各专业的第一门必修基础课，是为实现教学内容整合和结构优化而设置的一门新课程，是课程体系改革的产物，集无机化学、分析化学两大基础课之优势和特点于一身。通过本课程的学习，要求学生不仅掌握无机与分析化学的基本原理，掌握四大平衡及四大滴定分析方法和实际应用，熟悉仪器分析测试的基本原理和适用范围，了解元素化学的性质与应用，并且能熟练运用基本原理，结合相关知识解决实际问题，正确理解和掌握基本的化学分析方法，养成良好的实验习惯和严谨求实的科学作风，培养学生分析问题与解决问题的能力，达到培养学生的综合素质与创新能力的目标。三、教学基本要求1. 1. 通过本课程的学习，培养学生对物质世界的辩证唯物主义观点，使学生了解无机与分析化学学科在国家现代化建设中的作用。了解化学发展简史，化学学科的分支及特点，以及本课程与相关学科的衔接与联系。2. 2. 通过化学反应热力学和动力学的学习，了解热力学能（内能）、焓、熵和吉布斯自由能等状态函数的概念和相关计算，会用自由能变G来判断化学反应的方向及温度对G的影响；正确理解平衡常数的意义及表示方法，掌握Gibbs自由能变与平衡常数的关系和有关计算；利用Vant Hoff等温式判断任意给定条件下化学反应的方向；运用平衡移动原理说明温度、浓度压力对化学平衡移动的影响；了解化学反应速率的概念及其实验测定方法；掌握质量作用定律、化学反应的速率方程和阿累尼乌斯经验式，并能用活化分子、活化能等概念解释外界因素对反应速率的影响；通过原子结构、化学键与分子结构的学习，要求学生掌握原子的电子层填充规律及其与元素周期律的关系，元素若干性质（原子半径、电离能、电子亲和能和电负性）与原子结构的关系，能用轨道杂化理论来解释一般分子的构型，用价层电子对互斥理论来预言一般主族元素化合物的分子构型；了解离子极化和分子间作用力的概念；能够依据化合物的结构和成键类型，初步判断相应化合物的物理和化学性质。3. 3. 了解滴定分析法的基本知识，掌握滴定分析法的相关计算；了解试样的分析的基本步骤；掌握溶液的依数性和活度系数的含义；学习误差理论，要求学生牢固树立“量”的概念，掌握分析测试数据的处理方法和有效数字的计算与运用。4. 4. 要求学生从质子平衡的观点理解酸碱的概念，掌握缓冲溶液的基本原理，掌握溶液中氢离子浓度的计算方法；了解配位化合物的命名、结构和成键特点；掌握氧化还原反应方程式的配平以及电极电势的概念与应用；掌握溶解度、溶度积的计算和影响沉淀溶解度的诸多因素。将四大平衡与四大滴定的概念与实验内容有机地结合起来，要求学生掌握滴定分析的特点与方式，了解指示剂的变色原理、变色范围和选用原则，掌握各类滴定曲线的共性、个性及其计算，了解各种滴定方法的实际应用。5. 5. 了解重要金属、非金属元素及其化合物的性质、结构特点及其应用，掌握常见离子的鉴定方法。6. 6. 了解可见分光光度法的特点和分析方法；掌握光的吸收定律及其适用范围；了解光度法仪器测量的误差及测量条件的选择；了解吸光光度法的应用。7. 7. 授课中坚持理论联系实际的原则，注意介绍学科发展的前沿与最新成果，拓宽学生的思路和视野，注意培养学生的科学精神和探究能力，培养学生的自学能力以及解决实际问题的能力。四、教学方法提示该课程以课堂讲授为主，教学宜采用启发式和讨论式相结合，理论与实践相结合。为了加强生动和形象化教学，可适当使用多媒体课件，增加活泼性、趣味性和知识量，以调动学生的学习积极性和加强对事物的认知能力。五、考试方法闭卷考试六、使用教材无机与分析化学陈虹锦主编, 第一版，北京：科学出版社，2002。七、教学时数分配编目内容学时第一章绪论2第二章化学热力学初步8第三章化学平衡2第四章化学反应速率4第五章原子结构8第六章化学键与分子结构12第七章定量分析概论4第八章酸碱平衡与酸碱滴定法10第九章沉淀平衡和沉淀分析法6第十章氧化还原平衡和氧化还原滴定法12第十一章配位平衡和配位滴定法12第十二章仪器分析简述2第十三章定量分析中的分离方法2元素部分元素及化合物的性质24合 计108第一章 绪 论目的和要求：1. 1. 了解化学发展简史2. 2. 化学的基本概念及研究范围3. 3. 熟悉化学的几个主要分支所研究的内容4. 4. 懂得学习有关化学知识的重要意义5. 5. 了解一些参考书的内容特点6. 6. 无机与分析课程的主要内容及教学的安排教学重点：1. 1. 化学发展简介2. 2. 化学的地位和作用3. 3. 化学的发展趋势和前沿领域4. 4. 研究化学的方法5. 5. 无机与分析化学的主要内容6. 6. 无机与分析化学的学习方法第二章 化学热力学初步目的和要求：1. 介绍热力学能（内能）、焓、熵和吉布斯自由能2. 理解热力学第一定律、第二定律和第三定律3. 掌握标准摩尔焓变、标准摩尔熵变、吉布斯自由能和相关计算4. 掌握化学反应的方向的判据教学重点：1. 1. 了解热力学能（内能）、焓、熵和吉布斯自由能等状态函数的概念2. 2. 理解热力学第一定量、第二定律和第三定律的基本内容3. 3. 掌握化学反应的标准摩尔焓变的各种计算方法（标准生成热、燃烧热）4. 4. 掌握化学反应的标准摩尔熵变和标准摩尔吉布斯自由能变的计算方法5. 5. 会用G来判断化学反应的方向，并了解温度对G的影响 第三章 化学平衡目的和要求：1. 1. 化学反应的可逆性及化学平衡2. 2. 化学平衡常数定义和表达式3. 3. 平衡常数K0与吉布斯自由能变Gm0的关系4. 4. 影响平衡常数移动的因素及平衡移动原理的应用教学重点：1. 1. 正确理解平衡常数的物理意义及表示方法2. 2. 掌握Gibbs自由能变与平衡常数的关系，并能熟练地进行有关平衡常数的计算3. 3. 利用Vant Hoff等温式判断任意给定条件下化学反应的方向4. 4. 运用平衡移动原理说明温度、浓度压力对化学平衡移动的影响第四章 化学反应速率目的和要求：1. 1. 化学反应速率的定义及表示方法2. 化学反应速率理论3. 影响反应速率的因素a. 浓度对反应速率的影响；b. 温度对反应速率的影响；c. 催化剂对反应速率影响教学重点：1. 了解化学反应速率的概念及其实验测定方法2. 掌握质量作用定律和化学反应的速率方程3. 掌握温度与反应速率的关系的阿累尼乌斯经验式，并能用活化分子、活化能等概念解释各种外界因素对反应速率影响4. 了解反应速率理论：碰撞理论和过渡态理论。能用图表解释一些实际问题第五章 原子结构目的和要求：1. 1. 了解原子结构理论的来龙去脉2. 2. 了解核外电子运动的特殊性，明确近代量子力学对核外电子运动状态的描述3. 3. 理解波函数、轨道、能级、能层、能级组等概念的正确含义，掌握四个量子数的物理意义4. 4. 熟练掌握能级图和核外电子排布规律，能够正确默写常见元素的名称、原子的核外电子构型以及在周期表中的位置5. 5. 能用原子结构理论来解释元素某些性质的周期性变化规律，理解多电子原子中屏蔽效应、钻穿效应、能级交错、有效核电荷等概念及其对元素性质的影响教学重点：1. 1. 四个量子数的物理意义及对核外电子运动状态的描述2. 2. 理解波函数、轨道、能级、能层、能级组等基本概念3. 3. 核外电子排布规律、电子构型、原子在周期表中的位置及其与元素性质之间的关系4. 4. 屏蔽效应、钻穿效应、能级交错的概念及对原子能级的影响第六章 化学键与分子结构目的和要求：1. 1. 了解化学键的类型及特点2. 2. 掌握离子键的本质和特征3. 3. 掌握现代价键理论，熟练掌握电子配对法，能用轨道杂化理论来解释一般分子化合物的空间构型，能用价层电子对互斥理论来预测一般非过渡元素分子化合物的空间构型，理解分子轨道理论，能判断大键的类型4. 4. 了解分子间力和氢键产生的原因以及对物质性质的影响，分清化学键与分子间力的区别5. 5. 掌握四大晶体类型的特征和性质教学重点：1. 1. 共价键的形成、类型、特征2. 2. 判断一般非过渡元素分子化合物的空间构型、杂化轨道类型、大键类型3. 3. 键的极性与分子的极性4. 4. 分子间力和氢键对物质性质的影响5. 5. 四大晶体类型的结构特点和物质性质的关系第七章 定量分析概论目的和要求：1. 1. 了解分析化学的目的、任务、作用，分析方法的分类，定量分析的一般程序2. 2. 掌握误差的分类、来源、减免方法，准确度、精密度的概念及其表示方法,了解提高分析准确度的方法，可疑值的取舍方式, 掌握有效数学的概念及运算规则3. 3. 掌握滴定分析法的分类、滴定方式、滴定分析对滴定反应的要求4. 4. 掌握滴定分析中的基本概念(标准溶液、化学计量点、指示剂、滴定终点、滴定误差),掌握滴定分析计算方法5. 5. 掌握标准溶液浓度表示方法，标准溶液的配制及标定方法教学重点：1. 1. 误差的基本概念、计算及减免方法2. 2. 有效数字在分析实践中的运用3. 3. 标准溶液的表示方法及配制、标定方法4. 4. 滴定分析计算第八章 酸碱平衡与及酸碱滴定法目的和要求：1. 1. 弄清强弱电解质的区别, 弄清弱电解质解离常数及解离度的意义和影响因素2. 2. 了解酸碱理论发展概况、掌握酸碱质子论3. 3. 能用化学平衡移动原理分析弱酸、弱碱及盐在水溶液中的解离平衡、同离子效应对解离平衡的影响4. 4. 掌握物料平衡、电荷平衡和质子条件5. 5. 熟练掌握酸碱溶液pH值的计算6. 6. 熟练掌握缓冲作用原理及有关计算7. 7. 了解活度、活度系数、离子强度等概念8. 8. 酸碱指示剂的变色原理和选择；一元强酸碱的滴定和多元酸（碱）分步滴定教学重点：1. 1. 酸碱溶液pH的计算2. 2. 缓冲溶液作用原理、pH的计算3. 3. 酸碱指示剂的变色原理、指示剂的变色点、变色范围、准确滴定的判据4. 4. 强碱（酸）滴定一元酸（碱）的原理，滴定曲线的概念，影响滴定突跃的因素，化学计量点pH值及突跃范围的计算，指示剂的选择5. 5. 多元酸（碱）分步滴定的判据及滴定终点的pH计算，指示剂的选择6. 6. 酸碱滴定法的应用7. 7. 酸碱标准溶液的配制及标定第九章 沉淀平衡和沉淀滴定法目的和要求：1. 1. 掌握溶度积原理、溶度积规则及有关沉淀溶解平衡的计算2. 2. 了解重量分析法的基本原理，掌握晶形沉淀和无定形沉淀的制备条件3. 3. 熟悉重量分析法的应用教学重点：1. 1. 微溶化合物的溶度积和溶解度2. 2. 沉淀的生成、溶解、分步沉淀及沉淀的转化3. 3. 沉淀条件的选择4. 4. 各种银量法滴定原理和滴定条件5. 5. 沉淀滴定法计算第十章 氧化还原平衡和氧化还原滴定法目的和要求：1. 1. 理解氧化还原反应的本质，掌握氧化还原方程式的配平方法2. 2. 理解原电池、电极电势、电池电动势等基本概念3. 3. 掌握电池电动势与化学反应平衡常数间的关系4. 4. 理解能斯特（Nernst）方程式的意义，了解浓度、酸度对电极电势的影响5. 5. 掌握电极电势在有关方面的应用及计算6. 6. 掌握元素的电势图及其应用7. 7. 了解氧化还原滴定法的基本特点，了解条件电极电势的概念，了解条件平衡常数的概念，掌握氧化还原滴定对条件电极电势差值的要求8. 8. 了解氧化还原滴定曲线的计算方法，了解氧化还原滴定法所用的指示剂9. 9. 掌握氧化还原平衡和氧化还原滴定法的计算教学重点：1. 1. 氧化还原方程式的配平2. 2. 氧化还原反应与电极电势3. 3. 电极电势的应用（1）计算原电池的电动势（2）判断氧化剂和还原剂的相对强弱（3）判断氧化还原反应进行的方向（4）选择氧化剂和还原剂选择性氧化或还原（5）判断氧化还原反应进行的次序分步氧化（6）判断氧化还原反应进行的程度4. 4. 元素的电势图及其应用（1）确定元素常见的氧化值（2）元素处于不同氧化态时的氧化还原能力（3）同一种元素在不同氧化态时的稳定性（4）判断元素处于某一氧化态时是否会发生歧化反应（5）由相邻已知电对电极电势值求未知端点电对的电极电势值5. 5. 氧化还原滴定的主要方法、滴定条件及特点6. 6. 氧化还原滴定法计算7. 7. 掌握高锰酸钾溶液的配制与标定，了解高锰酸钾法、碘量法和重铬酸钾法的应用第十一章 配位平衡和配位滴定法目的和要求：1. 1. 掌握配合物的组成、结构特点和命名2. 2. 能用价键理论解释典型配合物的形成和空间构型, 了解内轨型及外轨型配合物，了解配合物的磁性3. 3. 理解配位解离平衡常数及平衡移动，能用K稳、K不稳进行有关平衡计算4. 4. 掌握螯合物的特性5. 5. 掌握EDTA滴定法的基本原理，重点掌握单一金属离子准确滴定的界限及配位滴定中酸度的控制6. 6. 了解金属离子指示剂，了解提高配位滴定选择性的方法与途径教学重点：1. 1. 配合物的命名和基本特点2. 2. 配合物的价键理论3. 3. 配位平衡，酸效应、酸效应系数和酸效应曲线4. 4. 条件稳定常数5. 5. EDTA滴定法的基本原理第十二章 仪器分析简述目的和要求：1. 1. 了解现代仪器分析的一般方法2. 2. 了解常见仪器的构造和使用原理3. 3. 掌握分光光度分析法原理, 了解吸光光度法应用4. 4. 掌握朗伯比耳定律5. 5. 了解色谱法原理和电化学分析法教学重点：1. 1. 朗伯比尔定律；吸光系数；单一组分的分析2. 2. 掌握吸光度、透光率、吸光系数的意义及其相互关系3. 3. 掌握显色反应的概念，了解显色条件的选择原理4. 4. 掌握标准曲线的测绘方法第十三章 定量分析中的分离方法目的和要求：1. 1. 了解分析化学中常用分离方法2. 2. 了解沉淀分离法，萃取法，离子交换法，层析分离法3. 3. 教学重点：沉淀分离法，萃取法，离子交换法，层析分离法的原理及应用元素部分（