教学大纲-普通化学及实验.doc
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《普通化学及实验》教学大纲
课程编号：
081004A
课程类型：
公共基础课
总学时：
64讲课学时：
56实验（上机）学时：
8
学 分：
4
适用对象：
安全工程本科
先修课程：
无
一、课程的教学目标
通过本课程的教学与实践，使学生具备下列能力：
目标1：
掌握化学平衡和物质结构等化学基本理论、基本知识和基本技能，并能在工程应用中熟练运用。
目标2：
掌握化学平衡和物质结构理论的基本原理和实验方法，并能利用这些原理解决相关的工程问题，培养分析和解决一些工程实际问题的能力。
二、课程教学与毕业要求的对应关系
1、课程教学目标与毕业要求的对应关系
毕业要求
毕业要求指标点
教学目标
1．应用数学、自然科学、工程基础、安全科学等专业知识，解决安全工程专业的复杂工程问题。
1.2掌握物理、化学及相关自然科学知识，并能应用与解决复杂工程问题。
目标1：
掌握化学平衡和物质结构等化学基本理论、基本知识和基本技能，并能在工程应用中熟练运用。
2.运用安全科学基础理论和方法，基于数学、自然科学和工程科学，借助文献研究等手段，识别、分析复杂工程问题，并可以获得有效结论。
2.1掌握数学、物理、化学、电学等相关自然科学的基本原理和实践手段，并能应用于解决复杂工程问题。
目标2：
掌握化学平衡和物质结构理论的基本原理和实验方法，并能利用这些原理解决相关的工程问题，培养分析和解决一些工程实际工程问题的能力。
2、课程教学过程与毕业要求的对应关系
毕业要求指标点
教学过程（达成途径）
1.2掌握物理、化学及相关自然科学知识，并能应用与解决复杂工程问题。
1、理论讲授：
使学生理解并掌握化学相关基本理论、知识和技能；
2、案例教学：
通过生产、能源及环境污染等领域的实例，让学生理解化学相关的基本理论和思维方法；
3、作业：
使学生掌握化学基本理论、基本概念和实际应用。
2.1掌握数学、物理、化学、电学等相关自然科学的基本原理和实践手段，并能应用于解决复杂工程问题。
1、理论讲授：
使学生理解并掌握化学相关的基本原理和实验手段。
2、案例教学：
通过生产、能源及环境污染等领域的实例，培养学生应用化学基本原理分析和解决实际问题的能力；
3、作业：
使学生掌握化学基本原理和实际应用。
三、各教学环节学时分配
序号
章节内容
讲课
实验
其他
合计
1
第1章绪论
2
2
第2章热化学与能源
4
3
第3章化学反应的基本原理与大气污染控制
6
4
第4章水溶液化学
8
5
第5章电化学与金属腐蚀
6
6
第6章物质结构基础
10
7
第7章无机化合物
8
8
第8章高分子化合物
4
9
第9章生物大分子基础
4
10
第10章仪器分析基础
4
11
实验一反应活化能的测定
4
12
实验二醋酸解离平衡常数的测定
4
合计
7
56
8
64
四、教学内容
第1章绪论
化学科学的研究现状，普通化学的教学目的、主要内容、学习方法以及与所学专业的关系。
第2章热化学与能源（1.2,2.1）
第一节反应热的测量
1.基本概念
2.反应热的测量
第二节反应热的理论计算
1.热力学第一定律。
2.化学反应的反应热和焓
3.反应标准摩尔焓变的计算
第三节能源
1.常见能源
2.清洁能源
教学重点、难点：
重点：
热力学第一定律，恒压反应热，状态函数。
难点：
标准摩尔焓变的计算。
课程的考核要求：
了解用弹式热量计测量等容热效应（Qv）的原理，熟悉Qp的实验计算法,了解状态函数的意义，了解化学反应中的焓变的关系；了解Qv与化学反应的内能的关系；初步掌握化学反应的标准摩尔焓变（△rHmθ）的近似计算，适当了解能源中的燃料燃烧反应的热效应。
了解煤炭、石油、天然气、氢能、核能、太阳能等形式的能源。
第3章化学反应的基本原理与大气污染控制（1.2,2.1）
第一节化学反应的方向和吉布斯函数变
1.影响反应方向的因素
2.反应自发性的判断
3.化学反应的标准摩尔吉布斯函数变的近似计算
第二节化学反应进行的程度和化学平衡
1.标准平衡常数的意义及其与标准摩尔吉布斯函数变的关系及有关计算。
2.化学平衡移动及温度对化学平衡常数的影响。
第三节化学反应速率
1.浓度、温度与反应速率的定量关系
2.基元反应和反应级数
3.反应活化能和活化分子
4.浓度、温度、催化剂对化学反应速率的影响
第四节大气污染
自学环境化学中大气主要污染物及其防治。
教学重点、难点：
重点：
化学反应方向的判断，标准平衡常数及计算。
难点：
标准摩尔吉布斯函数的计算。
课程的考核要求：
了解化应中的熵变及吉布斯函数变在一般条件下的意义；初步掌握化学反应的标准摩尔吉布斯函数变（△rGmθ）的近似计算；能应用△rGm或△rGmθ判断反应进行的方向；理解标准平衡常数（Kθ）的意义及其与△rGmθ的关系，并初步掌握有关计算；理解浓度，压力和温度对化学元素反应的影响；了解浓度，温度与反应速率的定量关系，了解基元反应和反应级数概念；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，催化剂对化学元素反应速率的影响；了解环境化学元素中大气主要污染物及其防治。
第4章水溶液化学（1.2,2.1）
第一节溶液的通性
1.非电解质溶液通性
2.电解质溶液的通性。
第二节水溶液中的单相离子平衡
1.酸碱质子理论，
2.酸碱的解离平衡
3.缓冲溶液,同离子效应
4.配离子的解离平衡
第三节难溶电解质的多相离子平衡
1.难溶电解质的解离平衡
2.溶度积和溶解度的基本计算
3.溶度积规则及其应用。
第四节胶体与界面化学
1.胶体的结构与稳定性
2.聚沉与保护
3.胶体及界面化学在现代生活中的应用
第五节水污染及其危害
自学环境化学中水的主要污染物及其某些处理方法的原理。
教学重点、难点：
重点：
稀溶液的依数性，酸碱平衡。
难点：
缓冲溶液。
课程的考核要求：
了解溶液的通性（蒸气压下降，沸点上升，凝固点下降及渗透压）；理解酸碱的解离平衡，分级解离和缓冲溶液的概念，能进行溶液pH的基本计算，能进行同离子效应，等离子平衡如缓冲溶液的计算，了解配离子（络离子）的解离平衡移动；初步掌握溶度积和溶液解的基本计算；了解溶度积规则及其应用；了解环境化学中水的主要污染物及其某些处理方法的原理。
第5章电化学与金属腐蚀（1.2,2.1）
第一节原电池与电极反应
1.原电池的组成
2.电极与电极反应
3.能斯特方程
4.摩尔吉布斯函数变与电池电动势及氧化还原反应平衡常数的关系
第二节电极电势
1.电极电势的概念，利用能斯特方程进行有关计算。
第三节电动势与电极电势在化学上的应用
1.应用电极电势的数据判断氧化剂和还原剂的相对强弱及氧化还原反应自发进行的方向和程度。
第四节化学电源
1.日常使用的电池的组成及化学电源的发展趋势。
第五节电解
1.电解原理及其应用。
第六节金属的腐蚀及防止
1.金属腐蚀及其防护原理。
教学重点、难点：
重点：
原电池和电解池。
难点：
电动势的计算，氧化还原反应自发进行的方向和程度。
课程的考核要求：
了解电极电势的概念，能用能斯特方程式进行有关计算；能应用电极电势的数据判断氧化剂和还原剂的相对强弱及氧化还原反应自发进行的方向和程度；了解摩尔吉布斯函数△rGmθ与原电动势，△rGmθ与氧化还原反应平衡常数的关系；联系电极电势概念，了解电解的基本原理，了解电解在工程实际中的某些应用；了解金属腐蚀及防护原理。
第6章物质结构基础（1.2,2.1）
第一节原子结构的近代概念
1.原子核外电子运动的特征
2.波函数、四个量子数
3.电子云
第二节多电子原子的电子分布方式和周期系
1.周期系元素的核外电子分布的一般规律及其与长式周期表的关系
2.原子（及离子）的外层电子分布和元素分区的基本情况
第三节化学键和分子间相互作用力
1.共价键
2.杂化轨道理论说明一些典型分子的空间构型
3.化学键、分子间力的本质及特性。
4.超分子
第四节晶体结构
1.分子晶体
2.原子晶体
3.金属晶体
4.离子晶体
教学重点、难点：
重点：
核外电子分布，化学键及空间构型，分子间相互作用力。
难点：
波函数，杂化轨道理论。
课程的考核要求：
联系原子核外电子运动的特征（量子化，波泣二象性，统计性），了解波函数，四个量子数和电子云的基本概念，了解s，p，d波函数和电子云的角度分布示意图；掌握周期系元素的原子的核外电子分布的一般规律及其与长周期表的关系，明确原子（及离子）的外层电子分布和元素按s,p,d,ds,f分区的情况；联系原子结构了解元素的某些性质的一般递变情况，了解共价键的价键理论的基本要点以及键长，键角和键能的概念；了解分子电偶极矩的概念及其应用于区分极性分子与非极性分子，能联系杂化轨道理论（sp型）说明一极性分子典型分子的空间构型；在明确化学键，分子间力（以及氢键）的本质及特性的基础上，了解晶体结构及其对物质性质的影响。
第7章无机化合物（1.2,2.1）
第一节无机化合物的物理性质与化学性质
1.氯化物和氧化物的物理性质
2.氯化物和氧化物的化学性质
第二节配位化合物
1.配位化合物的组成、结构、命名和性质
2.配位化合物的价键理论、制备及应用
第三节无机材料
1.金属和合金材料
2.无机非金属材料
3.纳米材料和碳纳米管
教学重点、难点：
重点：
氧化物和卤化物的物理化学性质。
难点：
配位化合物的价键理论。
课程的考核要求：
联系物质结构基础知识，了解氧化物和卤化物物理性质和化学性质；了解金属的配合特性以及一般配合物的组成，命名和某些特殊配合物的概念，了解配合物的价键理论的基本要点以及配合物的一些实际应用；联系周期系和物质结构，了解工程上某些金属及合金材料与化学有关的特性及应用；了解金属材料表面加工与处理过程中和有关化学原理。
第8章高分子化合物（1.2,2.1）
第一节高分子化合物概述
1.基本概念和特点
2.命名和分类
第三节高分子化合物的结构和性能
1.基本结构
2.结构与性能的关系
第二节高分子化合物的合成
1.高分子聚合反应的分类
2.几种重要的聚合反应
第四节高分子的改性和加工
1.改性
2.加工
第五节高分子的应用
1.塑料
2.橡胶
3.纤维
4.复合材料
教学重点、难点：
重点：
高分子化合物特点，基本结构和性能。
难点：
高分子化合物结构与性能的关系。
课程的考核要求：
了解高分子化合物的基本概念、特征、分类、命名及其合成。
了解高分子化合物的结构与塑性、弹性、机械性能、电绝缘性、化学稳定性等的关系。
了解合成高分子化合物的基本反应类型以及如何改善高分子化合物的物理、化学性质。
第9章生物大分子基础（1.2,2.1）
第一节氨基酸、多肽和蛋白质
1.氨基酸
2.多肽
3.蛋白质
第二节核酸、DNA、RNA和基因工程
1.核苷酸
2.核酸
3.基因和基因工程
第三节糖类
1.单糖
2.单糖的聚合物
教学重点、难点：
重点：
蛋白质和核酸的结构。
难点：
蛋白质的空间结构。
课程的考核要求：
了解蛋白质、核酸及糖类的结构特点和重要作用。
第10章仪器分析基础（1.2,2.1）
第一节概述
第二节原子发射光谱分析
1.基本原理
2.定性和定量分析
第三节紫外可见吸收光谱分析
1.基本原理
2.定量分析
第四节红外光谱分析
1.基本原理
2.定性和结构分析
第五节电位分析
1.基本原理
2.电极
第六节色谱分析
1.基本原理
2.定量分析
教学重点、难点：
重点：
仪器分析基本原理。
难点：
定性定量分析。
课程的考核要求：
了解分析化学以及仪器分析的概念、分类；理解几种常见的仪器分析方法的基本原理和适用范围。
五、考核方式及成绩评定
1、考核方式：
闭卷，笔试。
2、成绩评定：
期末笔试70%，平时成绩30%。
即p=0.7；q=0.3（为下面计算课程目标达成度评价使用）。
3、课程目标达成度评价：
课程教学第个目标的达成度计算公式为：
，
其中表示课程教学第个目标的期末期望分值，表示平时期望分值；学生实际得分（平均值）期末成绩为，平时成绩为。
课程教学目标
评价方法
期望分值
实际得分
课程目标达成度
1、掌握化学平衡和物质结构等化学基本理论、基本知识和基本技能，并能在工程应用中熟练运用。
期末评价
60
n1
n1*p/N1+m1*q/M1
平时评价
20
m1
2、掌握化学平衡和物质结构理论的基本原理和实验方法，并能利用这些原理解决相关的工程问题，培养分析和解决一些工程实际工程问题的能力。
期末评价
40
n2
n2*p/N2+m2*q/M2
平时评价
80
m2
∑
期末评价
∑N=100
∑n
平时评价
∑M=100
∑m
注：
（1）∑N=N1+N2+…+N5，∑n=n1+n2+…+n5；同理有∑M和∑m。
（2）学生本门课程的考试成绩：
p∑n+q∑m；课程目标达成度是工程教育认证计算毕业要求达成度的输入。
六、其它
1．本课程教学大纲编写参考：
工程教学认证要求。
七、主要参考书
[1]浙江大学普通化学教研组编，普通化学（第六版），北京，高等教育出版社2011年6月
执笔人：
任冬梅系审核：
学院审核：
11
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