《普通化学A》课程教学大纲

第页《普通化学A》课程教学大纲课程编号：20911804总学时数：80(理论60、实验20)总学分数：4课程性质：专业必修课适用专业：环境工程、环境科学、给水排水工程一、课程的任务和基本要求：本课程简明的阐述了化学学科的一般原理，是高等工科学校必不可少的一门基础课。通过本课程的学习，使学生在中学化学的基础上，对物质的组成、结构、性质及变化规律有一个比较系统、全面和深入的认识；并训练化学实验基本技能，培养学生的动手能力和分析问题、解决问题的能力；为学习有关专业课程奠定基础。本课程基本要求是使学生较为系统地掌握化学基本原理和知识，并应用化学基本原理说明元素及化合物的性质；并训练化学实验基本技能，培养学生严谨的科学态度、良好的实验作风以及分析与解决实验问题的能力；使学生具有分析处理化学及其相关学科问题的初步能力，为后继课程打下基础。二、基本内容和要求：绪论第一章热化学与能源1.1反应热的测量几个基本概念，反应热的测量。1.2反应热的理论计算热力学第一定律，化学反应的反应热与焓，反应标准摩尔焓的计算。1.3常见能源及其有效与清洁利用1.4清洁能源与可持续发展要求：掌握体系和环境、过程和途径状态和状态函数以及热、功、内能、焓等基本概念。初步掌握化学反应的标准摩尔焓变近似计算。第二章化学反应的基本原理与大气污染2.1化学反应的方向和吉布斯函数变影响反应方向的因素，反应自发性的判断，反应的标准摩尔吉布斯函数变的计算及应用。2.2化学反应进行的程度和化学平衡反应限度的判据与化学平衡，平衡常数和多重平衡规则，化学平衡的有关计算，化学平衡的移动及温度对平衡常数的影响。2.3化学反应速率浓度的影响和反应级数，阿仑尼乌斯公式，反应的活化能和催化剂，链反应和光化反应。2.4大气污染及其控制要求：（1）理解化学反应中的焓变、熵变吉布斯函数变的意义，初步掌握化学反应的标准吉布斯自由能变的近似计算，能用吉布斯自由能变(或标准吉布斯自由能变)判断化学反应进行的方向。(2)理解标准平衡常数Kθ的意义及其与标准吉布斯自由能变的关系，并初步掌握有关计算。理解浓度、压力和温度对化学平衡的影响。(3）了解浓度、温度与反应速率的定量关系。了解元反应和反应级数的概念。能用阿仑尼乌斯公式进行初步计算。能用活化能和活化分子的概念说明浓度、温度、催化剂对化学反应速率的影响。第三章水化学与水污染3.1溶液的通性非电解质溶液的通用性，电解质溶液的通性。3.2水溶液中的单相离子平衡酸和碱在水溶液中的解离平衡，配离子的解离平衡。3.3难溶电解质的多相离子平衡多相离子平衡和溶度积，溶度积规则及其应用。3.4水污染及其危害无机污染物，有机污染物，水体的富营养化，热污染。要求：了解非电解质溶液的通用性，电解质溶液的通性。明确分级解离和缓冲溶液的概念，能进行同离子效应及溶液pH值的有关计算。初步掌握溶度积和溶解度的有关计算，掌握溶度积规则及其应用。了解配离子的解离平衡及移动。第四章电化学与金属腐蚀4.1原电池原电池中的化学反应，原电池的热力学。4.2电极电势标准电极电势，电极电势的能斯特方程。4.3电动势与电极电势在化学上的应用氧化剂和还原剂相对强弱的比较，氧化还原反应方向的判断，氧化还原反应进行程度的衡量。4.4化学电源一次电池，二次电池，连续电池，化学电源与环境污染。4.5电解分解电压和超电势，电解池中两极的电解产物，电解的应用。4.6金属的腐蚀及防止腐蚀的分类，金属腐蚀的防止。要求：了解电极电势的概念，能用能斯特方程式进行有关计算。能用电极电势判断氧化还原反应进行的方向和程度。了解电解的基本原理、电解在工程实际中的某些应用、金属腐蚀及防护原理。第五章物质结构基础5.1原子结构的近代概念波函数，电子云。5.2多电子原子的电子分布方式和周期系多电子原子轨道的能级，核外电子分布原理和核外电子分布方式，原子的结构与性质的周期性规律，原子光谱。5.3化学键与分子间相互作用力化学键，分子的极性和分子的空间构型，分子间相互作用力，超分子化学，分子振动光谱。5.4晶体结构晶体的基本类型，过渡型晶体，晶体的缺陷与非整比化合物，非线形光学晶体。要求：了解原子核外电子运动的基本特征、四个量子数、s、p、d轨道及电子云的基本概念，掌握原子核外电子运动的一般规律及其与元素周期表的关系，明确元素按s、p、d、ds、f分区情况，联系原子结构和周期表，了解元素某些性质递变的情况。了解化学键的本质及共价键键能、键长、键角的概念。能联系杂化轨道理论说明一些典型分子的空间构型。了解超分子化学概念。在明确化学键、分子间力的本质及特性的基础上，了解晶体的结构及其对物质性质的影响。第六章元素化学与无机材料6.1单质的物理性质熔点、沸点和硬度，导电性和能带理论。6.2单质的化学性质金属单质的还原性，非金属单质的氧化性。6.3无机化合物的物理性质卤化物的熔点、沸点和离子极化理论，氧化物的熔点、沸点和硬度。6.4无机化合物的化学性质氧化还原性，酸碱性。6.5配位化合物配位化合物的组成和结构，配位化合物的命名，配合物及配位化学的应用。6.6无机材料金属和合金材料，无机非金属材料，纳米材料和碳纳米管。要求：联系周期系和电极电势，了解某些化合物的熔点、沸点、硬度等物理性质的一般规律，了解某些化合物的的氧化还原性和酸碱性等化学性质的一般规律及典型实例，了解重要金属、合金材料、无机非金属材料及纳米材料的特性及应用。了解配合物的组成、命名和某些特殊配合物的概念。了解配合物价键理论的基本要点以及配合物的某些应用。第七章高分子化合物与材料7.1高分子化合物概述高分子化合物的基本概念和特点，命名和分类。7.2高分子化合物的基本结构和重要特性高分子化合物的基本结构，结构与性能的关系。7.3高分子化合物的合成、改性与再利用7.4日常生活中的高分子材料塑料，橡胶，纤维，感光高分子材料，复合材料。7.5材料的未来与分子设计要求：了解高聚物的基本结构与重要特性，了解几种重要的高分子材料(如塑料、橡胶、纤维及感光性高分子)和复合材料的性能及其某些应用。第八章生命物质与人体健康8.1氨基酸、蛋白质和酶8.2核酸与基因工程8.3疾病与治疗8.4生命元素与人体健康要求：了解氨基酸、蛋白质和酶的结构与特性。了解DNA、RNA的组成与结构，DNA的复制与基因表达；了解基因突变、基因工程、中心法则等概念。三、实践环节和要求：实验目的：通过实验教学验证理论知识，训练科学实验方法和技能，使学生逐渐学会对实验现象进行观察、分析、判断、推理以及归纳总结，培养独立工作和解决问题的能力。基本要求：1.验证普通化学的基本原理和某些元素的性质；2.掌握普通化学实验中最基本的实验操作技能，如洗涤、溶液配制、加热、过滤等；3.学习某些常规仪器，如分析天平、酸度计等；4.学习实验数据的记录、整理、分析的方法和实验报告的撰写方法。实验项目及学时分配（选取5-6个实验项目，总学时为20学时）实验室规则及常见玻璃仪器基本操作选修2课时分析天平的称量练习必修4课时醋酸解离度与解离常数的测定必修4课时碳酸氢钠的制备选修4课时邻菲洛林分光光度法测定铁选修4课时d区元素与配合物选修3课时自来水硬度的测定选修4课时阿司匹林乙酰水扬酸的合成选修4课时硫酸亚铁铵的制备选修4课时平衡常数的测定选修4课时反应级数的测定选修4课时12．二氯化铅溶度积的测定选修4课时四、教学时数分配：理论：60实验：20上机：无其它：无教学内容学时分配教学内容学时分配绪论2学时第8章生命物质与人体健康4课时第1章热化学与能源6课时实验（选取5-6个实验项目）20课时第2章化学反应的基本原理与大气污染8课时第3章水化学与水污染8课时第4章电化学与金属腐蚀10课时第5章物质结构基础10课时第6章元素化学与无机材料8课时第7章高分子化合物与材料4课时合计80课时五、其它项目：无六、有关说明：1、教学和考核方式：本课程属考试课，考试方式为闭卷。总评成绩=平时成绩10%+实验成绩20%+考试成绩70%。2、习题：第1章热化学与能源4-6题第2章化学反应的基本原理与大气污染4-10题第3章水化学与水污染4-10题第4章电化学与金属腐蚀4-10题第5章物质结构基础4-8题第6章元素化学与无机材料4-6题第7章高分子化合物与材料2题第8章生命物质与人体健康2题3、能力培养要求：通过实验课、习题课和作业等教学形式，要求学生能基本掌握大纲内容所规定的实验操作、化学计算等基本技能；实验部分则着重于培养学生独立操作、观察记录、分析归纳、撰写报告等方面的能力。4、与其它课程和教学环节的