《大学化学》教学大纲

PAGEPAGE5《大学化学》教学大纲开课单位：化学与生物工程学院化学教研室学分：3总学时：48H（理论教学40学时，实践教学8学时）课程类别：必修考核方式：考试基本面向：材料科学与工程学院材料科学与工程专业一、本课程的目的、性质及任务大学化学课程阐述化学的基本原理和知识，是高等工科院校工程技术专业的基础课；是培养全面发展的现代工程技术人员知识结构和能力素质不可缺少的重要组成部分；是化学与工程技术间的桥梁。通过化学反应原理和与工程技术密切相关的的基本知识的学习以及化学实验，使学生了解近代化学的基本理论，具备必要的基本知识和一定的基本技能，为以后的学习和工作提供必要的化学基础；使学生能在工程技术中以化学的观点观察物质变化的现象和规律，对一些涉及化学的工程实际问题，具备初步分析和解决的能力。培养学生化学学科独特的思维方法和研究方法以及严谨、求实的科学作风。培养学生的环境保护的意识，理解化学与材料的关系。二、本课程的基本要求1、启发学生对本课程的认识和学习热情，了解本课程的主要内容和学习方法。2、掌握从能量变化角度认识化学变化的一般规律，掌握化学反应的方向，化学反应的程度，化学反应的速率的基本原理，为解决工程实际中遇到的一系列化学问题打下基础，培养学生化学思维能力。3、掌握水溶液的性质，掌握单相与多相离子的解离平衡，配合平衡的规律，提高应用知识和解决实际问题的能力。4、掌握氧化还原反应的本质，理解电化学原理，了解化学电源，腐蚀及防腐等方面的知识及应用知识的能力。5、掌握物质结构的基本知识，理解材料的性质与结构的关系。6、了解水、大气、固体废弃物的污染极其常见的化学治理方法，使学生树立环境保护的意识。7、了解材料学中的一般化学问题，为后续课程打下基础。三、本课程与其它课程的关系先修课程：要求学生具备中学化学知识。后续课程：本课程属导论课、基础课性质，目的是为后续课、相关课打好基础，如：《有机化学》、《物理化学》、《材料科学基础》、《金属材料学》、《腐蚀与防腐》等。四、本课程的教学内容第一章绪论化学的研究对象及研究的主要内容。化学的进展。化学与专业的关系。化学与社会的联系。课程要求及学习方法。物质的层次。聚集状态（液晶、等离子态）。系统与环境。相。第二章热化学与能源反应热效应的测量。热和功。热力学能。热力学第一定律。焓。盖斯定律。反应热效应的理论计算。能源。能源中的化学问题。清洁能源与可持续发展。第三章化学反应的基本原理自发过程。影响反应方向的因素。熵。热力学第二定律。吉布斯函数。ΔH°、ΔS°、ΔG°的计算。热力学等温方程。反应方向的判断。化学平衡。影响K°的因素。K°及计算。化学平衡移动。化学反应速率。速率方程。元反应。质量作用定律。反应级数。一级反应速率的相关计算。阿累尼乌斯方程。有效碰撞理论。活化分子。过渡态理论。活化能。催化剂。速率与浓度、温度和催化剂的关系。第四章水化学及水污染溶液的通性。酸碱质子理论。酸碱电子理论。弱电解质的离解平衡。同离子效应。缓冲溶液。溶液pH值计算。难溶电解质的多相离子平衡。溶度积。溶度积规则及应用。配合物的组成和命名。配合平衡。水体污染。常见的水体污染物。水体富营养化。第五章电化学与金属腐蚀氧化还原反应。原电池。电极反应。电极电势。能斯特方程式。电极电势的应用。化学电源。电解的基本原理。金属腐蚀与防护。第六章物质结构量子化。波粒二象性。测不准关系。四个量子数。波函数和原子轨道。原子轨道和电子云的角度分布图。轨道的能级。电子排布的三原则。电子排布式。元素周期律。电负性。化学键。离子键。离子化合物结构与性质的关系。共价键的形成。σ键和π键。杂化轨道理论。键参数。分子结构与性质的关系。晶体结构。晶体四种基本类型的性质。化学与材料。材料性能与结构的关系。五、本课程的重点、难点和深广度本课程重点讲授基础理论，以及如何应用理论解决工程实际问题。化学反应原理是本课程的重点。化学热力学概念太多是本课程教学的难点。物质结构理论抽象是学生学习的难点。由于热力学在后续课程《物理化学》中要深入讲解，在本课程中只需讲授最基础的概念和理论。六、学时分配章次授课内容理论学时实验学时第一章第二章第三章第四章第五章第六章绪论热化学与能源化学反应的基本原理水化学及水污染电化学与金属腐蚀物质结构2488810合计408七、教学建议1、教学中应注意培养学生的化学思维和能力素质2、抓住“结构性质应用”这一“化学逻辑进行启发式教学”。3、应用现代教学手段教学，如多媒体教学、投影胶片、观看录象等。4、本课程的基本概念太多，应要求学生加强预习和课后总结。八、参考资料（一）教材1、徐崇泉编，《工科大学化学》，高等教育出版社，2003年（二）主要参考书目1、浙江大学编，《普通化学》，高等教育出版社，2002年2、傅献彩主编，《大学化学》上册、下册，高等教育出版社，2001年3、邹宗柏主编，《工程化学导论》，东南大学出版社，2002年4、曲保中主编，《新大学化学》，科学出版社，2002年5、杨玉国主编，《现代化学基础》，中国铁道出版社，2001年6、西安交通大学编著，《普通化学》，科学出版社，2001年7、陈林根编著，《工程化学基础》，高等教育出版社，2000年《大学化学》课程实验教学大纲课程名称：大学化学实验学时数：8学时适用专业：材料科学与工程专业一、实验的目的和作用大学化学实验是提供学生学习并掌握实验的基本操作、技能和方法的同时，培养学生独立思考及独立工作的能力,培养实事求是的科学态度、良好的科学素养、科学的思维方法及综合运用所学知识分析问题和解决问题的能力。因此它是培养各类专业工程技术人才的整体知识结构和能力结构的重要组成部分，不仅可以使学生熟悉元素及其化合物的性质,进一步加深大学化学基本原理和基础知识的理解,还可以使学生获得感性认识，为今后的学习和进行科研工作打下基础。二、实验具体要求1、首先要求学生根据实验指导书在课下进行预习，设计出预习报告；

2、在实验室进行实验前，给学生15分钟，熟悉实验流程、操作方法、洗涤玻璃仪器等；

3、指导教师提问，并讲解疑难问题、注意事项等；

4、实验基本为1人1组，学生独立操作完成实验；

5、将测试数据、制备的产率、验证的性质等记录在设计好的预习报告中；

6、实验结束后，指导教师检查原始数据、产率、现象与解释结论等当堂课交完成的实验报告。三、本课程具体内容、学时分配实验一分析天平的使用和称量（2学时）实验二多种混合离子的分离鉴定（3学时）实验三钢样中锰含量测定（3学时）四、实验项目一览表序号实验项目名称时数实验类型每组人数主要设备名称目的和要求1分析天平的使用和称量2操作1TG328A型电光分析天平、托盘天平、电子天平了解会电光分析天平的构造和使用方法。采用直接法和简接法准确称量物体的质量。2多种混合离子的分离鉴定3设计1恒温水浴锅、离心机、滴定管、洗瓶、烧杯、量筒进一步训练和检查学生综合运用化学基本理论知识和基本技能的能力，学会鉴定未知液3钢样中锰含量测定3综合2721型分光光度计、TG328A型电光分析天平结合工程实际，学会721型分光光度计测定钢样中锰含量的方法，学会使用分光光度计及有关数据的处理方法。五、考核与报告学生进入实验室，点名，实验结束后，学生有一份原始数据、产率、现象与解释结论等的实验报告。指导教师根据学生回答问题、操作、原始数据记录、产率、现象与解释结论、实验纪律及作风等方面给学生操作分与学生报告分。由于本实验课是大学化学课程的一部分，实验没有单独考核。六、验教材与参考书教材：基础化