《工程化学基础》课程教学大纲

1、工程化学基础教学大纲一、课程基本情况英文名称：Engineering Chemistry Foundation课程编号：F111730110032总 学 时：32 讲课学时：26 实践学时：6总 学 分：2课程性质：必修考核方式：考查适用对象：土木工程专业先修课程：无参考文献：工程化学基础,陈林根,高等教育出版社,2018.8工程化学基础,童志平,高等教育出版社,2015.7大学化学实验,王清华,化学工业出版社,2014.9二、课程目标本课程是土木工程类专业的必修课。涉及物质的化学组成、化学结构和化学反应、酸碱理论、金属腐蚀、材料保护等相关知识。通过本课程的学习，使学生达到如下课程目标：1.能

2、阐明物质变化和能量变化的观点，能理解化学反应的本质，能在工程实际中运用所学的化学基础理论知识和技能。 支撑毕业要求1-12.能理解化学组成的复杂性，能阐明物质的化学组成和聚集状态，能结合实际情况运用化学的观点去解决工程问题和分析工程问题。 支撑毕业要求2-13.能阐述酸碱理论的基本概念，掌握pH值的测定，能阐明水质质量状况和水体污染的控制手段，能分析相关水质指标。能应用防止金属腐蚀和高分子材料老化的防护方法。 支撑毕业要求4-1表1 本课程对毕业要求及其指标点的支撑课程目标课程目标支撑的毕业要求指标点支撑强度课程目标对应的知识单元课程目标11-1：掌握土木工程专业所需要的数学和自然科学知识，能

3、够将复杂土木工程问题用数学和自然科学知识加以描述或建模。强支撑知识单元三、四课程目标22-1：能够应用数学、自然科学的基本原理准确识别复杂土木工程问题，并能选择合适的方法进行分析和求解。强支撑知识单元一、二课程目标34-1：掌握土木工程专业相关实验的基本原理与方法，能够调试操作实验装置设备，选择安全科学的实验方法。强支撑知识单元五、六实验项目1、2、3三、教学内容、教学方法和手段、学时分配知识单元一：绪论 支撑课程目标2（建议2学时）教与学要求：本知识单元要求学生能了解化学学科的地位和作用，明确学习“工程化学基础”的要求。了解物质层次及其运动理论；明确原子和分子等原子结合态单元是介观粒子的概念

4、。理解系统和环境，聚集体和相等概念，明确敞开系统、封闭系统、孤立系统及相的划分。明确化学反应中的质量守恒和能量变化，掌握化学计量数的概念。明确反应进度的概念，掌握物质的量的符号、单位。教与学方法：讲授知识点1：科学与技术主要内容：了解科学与技术的基本内容。知识点2：化学与现代科技主要内容：化学的研究内容、发展历程和趋势；掌握一些基本概念，物质的层次、系统和环境、聚集体和相、质量守恒和能量变化、物质的量、反应进度等概念，了解反应进度表达式的导出。知识单元二：物质的化学组成和聚集状态 支撑课程目标2（建议4学时）教与学要求：本知识单元要求学生能理解配位化合物、高分子化合物组成中的基本概念，能写出一

5、些常见配合物和高分子化学式，了解晶体、非晶体的概念，了解固体废弃物的产生、危害和资源化途径，掌握水的重要物理性质，氢键的产生及对水性质的影响，了解液晶材料的应用，了解酸雨成因、温室气体、臭氧层空洞，理解气溶胶的概念，了解气溶胶造成的危害。教与学方法：讲授知识点1：物质的化学组成主要内容：自由基和波谱技术、生物大分子、高分子化合物、团簇、非整比化合物、金属有机化合物、配位化合物。知识点2：固体主要内容：晶体、非晶体、固体吸附剂和固体废弃物。知识点3：液体和液晶主要内容：水的性质和应用，溶液的蒸汽压、凝固点、沸点和渗透压，液体燃料，表面活性物质，液晶。知识点4：气体和等离子体主要内容：理想气体和实

6、际气体、大气相对湿度、全球性大气变化、气溶胶、等离子体。知识单元三：物质的结构和材料的性质 支撑课程目标1（建议6学时）教与学要求：本知识单元要求学生能明确核外电子运动的基本特征，了解波函数的表达意义，理解原子轨道、电子云的含义，掌握四个量子数符号和表述的方法，了解原子光谱分析法的原理和应用，掌握核外电子排布原则及方法，了解合金的基本结构类型，了解生命体内元素在周期表中的分布情况，了解晶体缺陷概念，掌握能带理论。教与学方法：讲授知识点1：原子核外电子运动状态主要内容：波粒二象性是核外电子运动的基本特征，电子运动状态描述的三种方法，电子的自旋，能级跃迁和原子光谱分析。知识点2：元素周期律金属材料

7、主要内容：多电子原子的电子排布、元素周期律、金属键和金属材料、人体中各种元素的分布情况、药物化学。知识点3：化学键分子间力高分子材料主要内容：化学键、范德华力、次价力和氢键、高分子材料、分子能级跃迁和分子吸收光谱。知识点4：晶体缺陷陶瓷和复合材料主要内容：固体能带理论、晶体的缺陷和晶体材料、陶瓷材料、复合材料、X射线衍射与电子显微分析。知识单元四：化学反应与能源 支撑课程目标1（建议6学时）教与学要求：本知识单元要求学生能理解反应物和生成物的物质的量、聚集压力、浓度、温度等决定了化学反应系统的状态，每一个确定的状态有确定的能量。掌握焓、内能、热量各符号的意义，以及各符号之间的联系和相互转化关系

8、。了解微观物质的运动与宏观物质运动的区别，理解熵变和吉布斯自由能的含义，学会判断反应自发性的依据。联系实际理解氧化还原反应和原电池的关系，了解电极电势的产生，了解能源的开发现状。教与学方法：讲授知识点1：化学热力学与能量转化主要内容：认识和探究过程、热力学能及其变化、等容过程中的热量测定、化学反应中的热力学能变化和焓变、标准摩尔生成焓和标准摩尔焓变。知识点2：化学反应的方向和限度主要内容：自发反应的能量变化、熵变、吉布斯函数变。知识点3：化学平衡和反应速率主要内容：化学平衡和标准平衡常数、标准平衡常数与标准摩尔吉布斯函数变的关系、影响化学平衡移动和平衡常数的因素、化学反应速率和催化剂。知识点4

9、：氧化还原反应和能源的开发和利用主要内容：氧化还原反应和原电池的能量变化，电极电势的产生、计算和应用，化学电源，能源的开发与利用。知识单元五：水溶液中的化学反应和水体保护 支撑课程目标3（建议4学时）教与学要求：本知识单元要求学生能了解电离理论、质子理论和电子理论对酸碱的定义，理解共轭酸碱对、质子受体、质子给体等概念。掌握酸碱解离平衡常数和pH值的有关计算，酸碱强弱的比较。掌握缓冲溶液pH值计算、配置的原则及其应用。理解沉淀溶解平衡及概念、配位解离平衡概念。了解胶体概念和有关应用，了解非水溶液中的反应。了解水资源的重要性，理解水体污染的控制和治理方法。教与学方法：讲授知识点1：弱酸弱碱溶液主要

10、内容：酸碱理论，弱酸、弱碱的解离平衡及解离常数，同离子效应和缓冲溶液，pH的测定。知识点2：水溶液中的沉淀溶解反应和配位反应主要内容：沉淀溶解平衡、沉淀溶解反应应用举例、配位解离平衡、配位反应应用举例。知识点3：相平衡和非水溶液中的化学反应主要内容：水溶液的气-液平衡、溶液中的气-液和液-液平衡、胶体、非水溶液中的反应。知识点4：水质与水体保护主要内容：水资源概况、水质质量、水体污染及自净、水体污染的控制和治理。知识单元六：化学反应与材料保护 支撑课程目标3（建议4学时）教与学要求：本知识单元要求学生能掌握电化学腐蚀的机理析氢和吸氧，掌握腐蚀电池的两极名称、电极反应和实际析出电势表达式，理解差

11、异充气腐蚀产生的原因，了解影响金属腐蚀速率的因素。了解正确选用金属材料及代用材料的思路，理解根据具体情况选材的重要性。结合实例理解阳极保护法、外加电流法的应用。掌握氧自由基的种类，了解高分子材料的使用和保护。教与学方法：讲授知识点1：金属腐蚀的发生主要内容：化学腐蚀、电化学腐蚀、生物腐蚀、金属的腐蚀速率。知识点2：金属腐蚀的防护与利用主要内容：耐腐蚀金属材料的选择、涂层保护法、电化学保护法、金属腐蚀的利用。知识点3：生命体及高分子材料的老化主要内容：光合作用和氧源、氧自由基、高分子材料的氧化。知识点4：高分子材料的保护主要内容：光稳定剂和抗氧剂、氧指数和阻燃剂、填充剂和偶联剂、化学镀和塑料电镀

12、。四、实践教学环节序号实验项目名称实验目的主要内容支撑课程目标实验学时实验类型开出要求1分析天平的称量练习和玻璃器皿的洗涤与存放掌握分析天平的结构、使用规则和称量方法；掌握玻璃器皿洗涤方法。主要介绍分析天平的使用规则和称量方法；掌握玻璃器皿洗涤方法。课程目标32综合性必做2酸标准溶液的配制和标定掌握容量分析仪器的用法和滴定操作技术；掌握酸标准溶液的配制和标定方法。主要介绍容量分析仪器的用法和滴定操作技术；掌握酸标准溶液的配制和标定方法。课程目标32验证性必做3pH值的测定理解pH计测定溶液pH值的原理；掌握pH计测定溶液pH值的方法。主要介绍pH计测定溶液pH值的方法。课程目标32验证性必做五、成绩构成和评价方法1.成绩构成总分100分，其中操行成绩占10分、实验成绩占15分、期末成绩占75分，60分为及格线。（1）操行成绩。主要考核遵守纪律、课堂表现等方面，6分及格线，不及格者