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文档简介

《化学》课程说明一、课程简介

(一)课程名称:化学

(二)适用专业:化学专业(三)课程性质:专业基础课

本课程的理论教学一直遵循国家教委统一颁布的“无机化学教学大纲”安排教学内容,系统讲授化学的基本原理、理论、现代化学研究的热门领域等内容。在教学过程中注意发挥学生的学习主动性,采用了以课堂教学为主,学生自学为辅相结合的教学方法,使学生对所学的基本理论深刻理解和掌握,并了解本课程理论的应用发展现状。注重科学方法论的教育,使学生学会认知、学会创新、学会发展,并通过科学发展史的学习,让学生学习前人为科学献身的精神。近两年由于教学改革的深化,为了加强素质教育,根据学校领导的意见,对教学大纲、教学内容进行了适当调整,以适应新形势的需要。通过教学方法和教学手段的改革(如突出重点教授,加强自学内容的安排,采用讨论,因专业需要施教等方法),增强学生的自学能力,使学生变被动学习为主动学习,提高学生学习的主动性和自觉性。教师在课堂上注意引导学生在新知识新领域中的学习和探讨,拓宽学生的知识面,并能够及时了解化学学科发展的前沿。(四)开发思路:

以提高学生的科学素质为主旨,以化学原理为纵线,从物质的化学性质、化学结构和化学反应三条主线展开;以化学在不同专业中的应用为横轴,从材料、能源、环境等领域入手,突出化学原理、化学知识的应用;加强化学与工程学的相互渗透、相互联系、相互揉合。在教学实施过程中,以教育改革的基本理念为指导,注重实验教学,采用理论教学与实验教学相结合、理论教学与实际应用相结合的教学思路,积极探索科学的综合评定考核成绩的方法,采用期末考试与全程考查相结合、开卷与闭卷相结合、理论考核与实验考核相结合、大作业与小论文相结合等多种考核形式,不仅考察学生基本知识的掌握情况,更要注重考核综合运用化学知识。二、课程目标

通过教学,使学生初步掌握原子结构及化学键,物质的量,化学反应速率和化学平衡,氧化还原反应及各种单质和化合物等的知识,培养学生运用上述知识去掌握有关化学中元素和化合物的基本知识,并具有对一般化学问题进行理论分析和计算的能力,利用参考资料的能力;注意使学生在科学思维能力上得到训练和培养,为后继课打下必要的化学基础知识。

三、课程学时项目课时分配理论课时实验课时小计第一章原子结构和化学键303第二章物质的量303第三章化学反应速率和化学平衡303第四章电解质溶液第四章定量分析基础第四章定量分析基础第四章定量分析基础303第五章氧化还原反应第五章酸碱平衡与酸碱滴定法303第六章常见非金属单质及其化合物第六章配位化合物与配位滴定法303第七章常见金属单质及其化合物还原滴定法303第八章烃第八章沉淀溶解平衡与沉淀分析法第八章沉淀溶解平衡与沉淀分析法303第九章烃的衍生物303第十章糖类303第十一章蛋白质303第十二章高分子化合物303合计36036四、课程大纲项目项目名称工作任务第一章原子结构和化学键1.1原子结构1.2元素周期律和元素周期表1.3化学键1.4化学实验基础知识第二章物质的量2.1物质的量及其单位2.2摩尔质量2.3气体摩尔体积2.4物质的量浓度2.5物质的量应用于化学方程式的计算第三章化学反应速率和化学平衡3.1化学反应速率3.2化学平衡第四章电解质溶液4.1强电解质和弱电解质4.2水的离子积和溶液PH4.3离子反应和离子方程式4.4强酸弱碱盐和强奸弱酸盐的水解第五章氧化还原反应5.1氧化还原反应5.2氧化剂和还原剂第六章常见非金属单质及其化合物6.1非金属单质6.2非金属的气态氢化物6.3非金属氧化物及含氧酸6.4重要非金属离子的检验6.5大气污染与环境保护6.6氟、碘与人体健康6.7用途广泛的无机非金属材料第七章常见金属单质及其化合物7.1金属单质7.2金属的氧化物和氢氧化物7.3重要金属离子的检验7.4重要的盐7.5重金属污染及防治7.6用途广泛的金属材料第八章烃8.1有机化合物概述8.2甲烷烷烃8.3乙烯烯烃8.4乙炔炔烃8.5苯芳香烃第九章烃的衍生物9.1乙醇9.2苯酚9.3乙酯9.4乙酸和乙酸乙酯9.5肥皂与合成洗涤剂9.6食品添加剂第十章糖类10.1葡萄糖10.2蔗糖和麦芽糖10.3淀粉10.4纤维素第十一章蛋白质11.1氨基酸11.2蛋白质11.3营养与膳食平衡第十二章高分子化合物12.1高分子化合物12.2塑料合成纤维合成橡胶12.3新型高分子材料

化学学院学院教案用纸课程章节名称第一章原子结构和化学键课程小节1.1原子结构1.2元素周期律和元素周期表1.3化学键1.4化学实验基础知识重点难点1.掌握不同化学键的含义和区别2.理解原子的结构教学环节时间分配3课时教学手段、教学方法和实施步骤多媒体授课内容:第一节原子结构一、原子的组成原子是化学变化中的最小粒子。原子由居于原子中心的带正电荷的原子核和在核外作高速运动的带负电荷的电子构成。原子核由质子和中子构成。二、同位素元素是指具有相同核电荷数(即质子数)的同一类原子。同位素是指将具有相同质子数、不同中子数的同种元素的几种原子。三、核外电子的排布规律在多电子的原子里,电子的能量并不相同,在离核较近的区域运动的电子能量较低,在离核较远的区域运动的电子能量较高,这些距核远近不同的区域就被称为电子层。第二节元素周期律与元素周期律一、元素周期律元素的性质随着元素核电荷数的递增而呈周期性变化的规律称为元素周期律。通过上面的数据规律,可以得到如下元素周期律:(1)除第1周期外,其他周期元素的原子半径随原子序数的递增而减小(惰性气体元素除外);(2)同一族的元素最外层电子数相同,从上到下,随电子层数的增多,原子半径不断增大;(3)除第1周期外,同周期从左到右,元素最高正价由碱金属+1递增到+7,非金属负价由-4递增到-1(其中氟、氧除外,氟无正价,氧最高为+2价);(4)同一主族元素的最高正价、负价均相同。二、元素周期表1.周期元素周期表的横行叫做周期,元素周期表共有7个周期。每个周期中元素的电子层数相同,从左到右原子序数递增,周期的序数就是该周期元素具有的电子层数。第一、二、三周期所含元素较少,分别为2,8,8种,称为短周期;第四、五、六周期所含元素较多,分别为18,18,32种,称为长周期;第七周期还未填满,称为不完全周期。2.族元素周期表的纵行叫做族。元素周期表中有18个纵行,一般每一纵行为一族(除了第8,9,10三纵行为一族外),分为主族和副族。主族:由短周期元素和长周期元素共同构成的族。周期表中共8个主族,分别用ⅠA,ⅡA,ⅢA,ⅣA,ⅤA,ⅥA,ⅦA,ⅧA表示。主族序数=最外层电子数副族:完全是由长周期元素构成的族叫副族,周期表中共8个副族,分别用IB,ⅡB,ⅢB,ⅣB,VB,ⅥB,ⅦB,ⅧB表示。三、元素性质的递变规律1.元素的金属性和非金属性金属性是指元素原子失去电子形成阳离子的能力。通常根据元素单质跟水或酸起反应置换出氢的难易程度,或形成最高价氧化物对应的水化物的碱性强弱,来判断元素的金属性的强弱。非金属性是指元素原子获得电子形成阴离子的能力。通常根据元素单质和氢气反应生成气态氢化物的难易程度,或形成最高价氧化物对应的水化物的酸性强弱,来判断元素的非金属性的强弱。2.元素的化合价元素的价电子全部失去后所表现出的化合价称为最高正价。对于主族元素,有如下关系存在:元素的最高正化合价=主族元素的族序数非金属元素的最低负化合价=最高正化合价-8第三节化学键一、离子键分子中相邻原子之间强烈的相互作用称为化学键。化学键的主要类型有离子键和共价键等。钠在氯气中剧烈燃烧,生成的氯化钠小颗粒悬浮在气体中呈白烟状,反应放出大量的热。二、共价键原子之间通过共用电子对所形成的化学键,叫做共价键。第四节化学实验基础知识1.化学仪器2.基本操作3.化学品安全标识4.化学实验安全措施使用容量瓶配制溶液的方法:(1)使用前,检查瓶塞处是否漏水;(2)把准确称量好的固体溶质放在烧杯中,用少量溶剂溶解;(3)向容量瓶内加入的液体液面离标线1cm左右时,应改用滴管小心滴加,最后使液体的弯月面与标线正好相切;(4)盖紧瓶塞,用倒转和摇动的方法使瓶内的液体混合均匀。注意事项:(1)不能在容量瓶里直接溶解溶质,应将溶质在烧杯中溶解后再转移到容量瓶里。(2)用于洗涤烧杯的溶剂总量不能超过容量瓶的标线(3)容量瓶不能进行加热。(4)容量瓶只能用于配制溶液,不能储存溶液。(5)容量瓶用毕,应及时洗涤干净,塞上瓶塞,并在塞子与瓶口之间夹一条纸条,防止瓶塞与瓶口黏连课堂讨论如何判断不同化学键类型课外思考、练习及作业题课后习题

化学学院学院教案用纸课程章节名称第二章物质的量课程小节2.1物质的量及其单位2.2摩尔质量2.3气体摩尔体积2.4物质的量浓度2.5物质的量应用于化学方程式的计算重点难点1.掌握物质的量与质量之间的转换关系2.理解物质的量用于化学方程式的计算教学环节时间分配3课时教学手段、教学方法和实施步骤多媒体授课内容:第一节物质的量及其单位物质的量是一个物理量,它表示含有一定数目粒子的集合体,符号为n。物质的量的单位为摩尔(简称摩),符号为mol。国际上规定,1mol粒子集体所含的粒子数与0.012kg12C中所含的碳原子数相同,约为6.02×1023。第二节摩尔质量1mol任何粒子集合体都含有6.02×1023个粒子;而1mol任何粒子或物质的质量以g为单位时,其数值都与该粒子的相对原子质量或相对分子质量相等。单位物质的量的物质所具有的质量叫做摩尔质量,用M表示,常用的单位为g/mol(或g·mol-1)。第三节气体摩尔体积大量的科学实验表明,在温度为0℃、压力为101.325kPa时,lmol任何气体所占的体积都约为22.4L。我们把温度为0℃、压力为101.325kPa时的状况规定为标准状况,把单位物质的量(即1mol)气体所占的体积叫做气体摩尔体积,符号为Vm,单位为L/mol。可见,在标准状况下,Vm=22.4L/mol。第四节物质的量浓度一、物质的量浓度的概念及计算物质的量浓度是指单位体积溶液中所含溶质的物质的量,符号为c。常用单位为mol/L(或mol·L-1)。物质的量浓度c与物质的量n、溶液体积V之间存在如下关系:二、一定物质的量浓度的溶液配制1.配置步骤(1)计算:计算配制所需固体溶质的质量或液体浓溶液的体积。(2)称量:用托盘天平称量固体质量或用量筒量取液体体积。(3)溶解:在烧杯中溶解或稀释溶质,冷却至室温(如不能完全溶解可适当加热)。(4)转移:将烧杯内冷却后的溶液沿玻璃棒小心转入一定体积的容量瓶中。(5)洗涤:用蒸馏水洗涤烧杯和玻璃棒2~3次,并将洗涤液转入容器中,振荡,使溶液混合均匀。(6)定容:向容量瓶中加水至刻度线以下1~2cm处时,改用胶头滴管加水,使溶液凹面恰好与刻度线相切。(7)摇匀:盖好瓶塞,用食指顶住瓶塞,另一只手的手指托住瓶底,反复上下颠倒,使溶液混合均匀。(8)将配制好的溶液倒入试剂瓶中,贴好标签。第五节应用于化学方程式的计算将物质的量应用于化学方程式的计算中,其一般步骤如下:(1)设所求物质的量为n(或质量为m),或气体标准状态下体积V,或溶液体积V。(2)写出有关反应的化学方程式。(3)在化学方程式有关物质的化学式下,先写出已知物和所求物的有关量的关系,再代入已知量和所求量。(4)写出所求物质的数学表达式。(5)写出解答和答案。课堂讨论探究物质的量在化学方程式计算中需注意的问题课外思考、练习及作业题课后习题

化学学院学院教案用纸课程章节名称第三章化学反应速率和化学平衡课程小节3.1化学反应速率3.2化学平衡重点难点1.掌握化学反应速率的计算2.理解化学平衡常数的意义3.掌握化学平衡的计算教学环节时间分配3课时教学手段、教学方法和实施步骤多媒体授课内容:第一节化学反应速率一、化学反应速率化学反应速率是用来衡量化学反应进行快慢程度的,通常用单位时间(如每秒、每分或每小时等)内反应物浓度的减小或生成物浓度的增加来表示。浓度的单位一般为mol/L,化学反应速率的常用单位为mol/(L·s)或mol/(L·min)等。二、影响化学反应速率的因素1.浓度实验:在两支放有少量大理石的试管里,分别加入10mL1mol/L盐酸和10mL0.1mol/L盐酸。可以看到,看到在加入1mol/L盐酸的试管中有大量气泡逸出,而在加入0.1mol/L盐酸的试管中气泡产生得很慢。2.压强当温度一定时,一定量气体的体积与其所受的压强成反比,如图3-2所示。增大压强就是增大气体的浓度,因而可以增大化学反应速率。3.温度在常温下,氢气和氧气化合生成水的应非常缓慢。如果将温度升高到600℃,它们立即反应并发生猛烈爆炸。在浓度一定时,升高温度可以使化学反应速率增大。大量实验结果表明,温度每升高10℃,反应速率通常会增大到原来的2~4倍。4.催化剂实验:在两支试管中分别加入5mL5%的H2O2溶液和3滴洗涤剂,再向其中一支试管中加入少量MnO2粉末。观察反应现象。可以看到,在H2O2溶液中加入MnO2粉末时,立即有大量气泡产生,而在没有加入MnO2粉末的试管中只有少量气泡出现。可见催化剂MnO2使H2O2分解的反应加快了。5.其他因素除了浓度、温度、催化剂等能改变化学反应速率外,反应物颗粒的大小、溶剂的性质等,也会对化学反应速率产生影响。在适当条件下,人们还可以利用光、超声波甚至磁场来改变某个反应的速率。第二节化学平衡一、可逆反应与不可逆反应在同一条件下,能够同时向两个相反方向进行的反应叫做可逆反应。例如,通常把向右进行的反应称为正反应,把向左进行的反应称为逆反应。二、化学平衡将0.01molCO和0.01molH2O(g)通入容积为1L的密闭容器里,在催化剂存在的条件下加热到800℃,结果生成了0.005molCO2和0.005molH2,而反应物CO和H2O(g)各剩余0.005mol。如果温度不变,反应无论进行多长时间,容器里混合气体中各种气体的浓度都不再发生变化。综上所述,化学平衡状态是指在一定条件下的可逆反应,正反应和逆反应的速率相等,反应混合物中各组分的浓度保持不变的状态。三、化学平衡的移动如果影响平衡的条件发生变化,使得正、逆反应速率不再相等,反应的平衡状态就会遭到破坏,各物质的浓度就会发生变化,直到在新的条件下,反应又达到新的平衡。像这样因平衡被破坏而建立新的平衡的过程,叫做化学平衡的移动。大量科学实验证明:在其他条件不变的情况下,增大反应物的浓度或减小生成物的浓度,都可以使平衡向正反应方向移动;增大生成物的浓度或减小反应物的浓度,都可以使平衡向逆反应方向移动。NO2和N2O4在一定条件下,处于化学平衡状态,当活塞往外拉时,混合气体的颜色先变浅又逐渐变深。当活塞往里推时,混合气体的颜色先变深又逐渐变浅。由此可见,在其他条件不变的情况下,增大压强,化学平衡向着气体体积缩小的方向移动;减小压强,化学平衡向着气体体积增大的方向移动。3.温度对化学平衡的影响化学反应总是伴随着能量的变化。对于可逆反应来说,如果正反应是放热反应,那么其逆反应必为吸热反应。浓度、压强、温度对化学平衡的影响可以概括为平衡移动原理,也叫勒夏特列原理:如果改变影响平衡的一个条件(如浓度、压强或温度等),平衡就向能够减弱这种改变的方向移动。课堂讨论讨论不同条件变化下化学反应平衡的移动课外思考、练习及作业题课后习题

化学学院学院教案用纸课程章节名称第四章电解质溶液课程小节4.1强电解质和弱电解质4.2水的离子积和溶液PH4.3离子反应和离子方程式4.4强酸弱碱盐和强奸弱酸盐的水解重点难点1.掌握离子积的计算规律2.掌握水解的分析方法教学环节时间分配3课时教学手段、教学方法和实施步骤多媒体授课内容:一、电解质在水溶液中或者熔融状态下能导电的化合物称为电解质,不能导电的化合物称为非电解质。酸、碱和盐都是电解质。酒精和蔗糖都是非电解质。电解质在水溶液中或者熔融状态下形成自由移动离子的过程称为解离。二、强电解质和弱电解质可以观察到,连接盐酸、氢氧化钠、氯化钠溶液电极上的灯泡比连接醋酸溶液和氨水的灯泡亮。这说明盐酸、氢氧化钠、氯化钠溶液的导电能力强于醋酸溶液和氨水。导电能力的强弱取决于电解质在水中的解离程度,根据电解质在水溶液中解离能力的不同,电解质分为强电解质和弱电解质。在水溶液中,能够全部解离成离子的电解质称为强电解质,如强酸、强碱和大部分盐类都是强电解质。在水溶液中,只能部分解离的电解质称为弱电解质,如弱酸、弱碱、水与少数盐都是弱电解质。三、弱电解质的解离平衡弱电解质的解离过程是可逆的。例如,在CH3COOH溶液中,只有一部分CH3COOH分子发生电离,在溶液中,既有CH3COO-和H+离子,又有CH3COOH分子。在一定条件(如温度、浓度)下,当电解质分子解离成离子的速率和离子重新结合生成分子的速率相等时,解离过程就达到了平衡状态,这叫做解离平衡。第二节水的离子积和溶液的pH一、水的离子积纯水大部分以H2O的分子形式存在,但其中也存在着极少量的H3O+和OH-。这表明水是一种极弱的电解质,能发生微弱的电离:与化学平衡一样,当电离达到平衡时,电离的产物H+和OH-浓度之积与未电离的H2O的浓度之比也是一个常数:水的电离极其微弱,在室温下55.6molH2O中只有1×10-7molH2O电离,电离前后H2O的物质的量几乎不变,因此c(H2O)可以视为常数:常数K电离与常数c(H2O)的积为一新的常数,叫做水的离子积常数,简称水的离子积,记为Kw二、溶液的pH水的离子积不仅适用于纯水也适用于稀的电解质水溶液,也就是说,在酸性或碱性的稀溶液里,H+浓度和OH-浓度的乘积总是一个常数——1×10-14。第三节离子反应和离子方程式一、离子反应和离子方程式电解质溶于水后,能够解离成离子,所以电解质在溶液中所起的反应实质上就是离子之间的反应。例如,在BaCl2溶液中滴加H2SO4溶液,就会产生白色的BaSO4沉淀。化学反应方程式为反应物BaCl2,H2SO4以及生成物HCl都是易溶于水的强电解质,因此改写为离子形式更符合实际,而BaSO4是难溶物质,仍写成化学式,即这种用实际参加反应的离子的符号和化学式来表示离子反应的式子,称为离子方程式。二、离子反应发生的条件如果两种反应物都是易溶的强电解质,经过离子互换,仍然是两种易溶的强电解质,则这样的离子反应根本没有发生变化。如果两种电解质在溶液中反应,生成物中有沉淀、弱电解质或气体时,离子反应才能发生,这就是离子反应的3个条件。第四节强酸弱碱盐和强碱弱酸盐的水解一、盐类的水解在一般情况下,强碱弱酸所生成盐的水溶液呈碱性,强酸弱碱所生成盐的水溶液呈酸性,强酸强碱所生成盐的水溶液呈中性。溶液中,盐的离子与水解离出的H+或OH-作用生成弱电解质的反应,称为盐类的水解。课堂讨论探究pH的计算方法课外思考、练习及作业题课后习题

化学学院学院教案用纸课程章节名称第五章氧化还原反应课程小节5.1氧化还原反应5.2氧化剂和还原剂重点难点1.掌握氧化还原的实质2.理解氧化还原方程式的书写3.掌握氧化剂和还原剂的性质教学环节时间分配3课时教学手段、教学方法和实施步骤多媒体授课内容:第一节氧化还原反应对于木炭还原氧化铜的化学反应,氧化铜失去氧变成单质铜,发生了还原反应;碳得到了氧变成了二氧化碳,发生了氧化反应。氧化反应和还原反应是同时发生的。这样一种物质被氧化,另一种物质同时被还原的化学反应称为氧化还原反应。由此可见,并非只有得氧、失氧的反应才是氧化还原反应。凡是有元素化合价升降的化学反应都是氧化还原反应。氧化反应表现为被氧化的元素的化合价升高,其实质是该元素的原子失去(或偏离)电子的过程;还原反应表现为被还原的元素的化合价降低,其实质是该元素的原子获得(或偏向)电子的过程。第二节氧化剂和还原剂氧化剂和还原剂作为反应物共同参加氧化还原反应。在反应中,电子从还原剂转移到氧化剂,即氧化剂是得到电子的物质,在反应时所含元素的化合价降低,氧化剂具有氧化性,反应时本身被还原。还原剂是失去电子的物质,在反应时所含元素的化合价升高。还原剂具有还原性,反应时本身被氧化。课堂讨论讨论氧化还原反应方程式的配平方法课外思考、练习及作业题课后习题

化学学院学院教案用纸课程章节名称第六章常见非金属单质及其化合物课程小节6.1非金属单质6.2非金属的气态氢化物6.3非金属氧化物及含氧酸6.4重要非金属离子的检验6.5大气污染与环境保护6.6氟、碘与人体健康6.7用途广泛的无机非金属材料重点难点1.掌握重要非金属单质性质规律2.掌握重要非金属离子的性质教学环节时间分配3课时教学手段、教学方法和实施步骤多媒体授课内容:第一节非金属单质一、非金属元素的原子结构特征除氢之外,非金属元素原子的最外层电子数通常大于或等于4。在反应中都易于获得电子而显负价,呈氧化性,但在一定条件下也可发生电子的偏移而显正价,呈还原性。非金属元素多变价,其最高价与该元素所在的族序数一致。非金属单质分子大多数是由双原子或两个以上的原子以共价键结合而成,一般属于原子晶体或分子晶体。根据非金属单质的结构和性质,可将它们分为3类:(1)双原子分子。如H2,O2,N2,X2(卤素单质),固态时属分子晶体,其熔点、沸点都很低,通常情况下呈气态。(2)多原子分子。如P4,As4,S8,属分子晶体,通常为固态,熔、沸点也较低,较易挥发。(3)巨分子。如金刚石、晶体硅和硼,属原子晶体,硬度大,熔、沸点都很高,难汽化。二、常见非金属单质的物理性质和化学性质1.氯(1)物理性质。常温时,氯气是黄绿色气体,有刺鼻臭味,密度是空气的2.5倍,易液化,能溶于水,有毒。吸入少量氯气,就会使呼吸道黏膜受到刺激,引起胸部疼痛;吸入大量,会中毒致死。我国规定,居住区空气中氯气最高浓度日平均不超过0.03mg·m-3。(2)化学性质。氯气很活泼,几乎能与所有的金属和非金属化合。1)与金属反应。氯气不仅能与活泼金属(如钠)直接化合,还能与一些不活泼金属(如铜)在加热条件下反应。2)与非金属反应。氯气能与许多非金属反应,现象:迅速化合,生成氯化氢气体。氯化氢是无色而有刺激性气味的气体,易溶于水,在常温常压下,1体积水大约能溶解500体积的氯化氢。常温下,干燥的氯化氢不导电,化学性质不活泼,不与大多数金属和金属氧化物反应。3)与水反应。常温常压下,1体积的水能溶解2.5体积的氯气,其水溶液叫做氯水。溶液中的少量氯能与水反应,生成盐酸和次氯酸。2.硫(1)物理性质。硫通常是一种淡黄色晶体,俗称硫磺。质脆,不溶于水,微溶于酒精,易溶于二硫化碳。在自然界中,硫以游离态和化合态存在,游离态硫存在于火山喷口附近或地壳的岩层中。化合态硫主要存在于金属硫化物矿和硫酸盐中,如黄铁矿(FeS2)、石膏(CaSO4·2H2O)等。(2)化学性质。硫的化学性质比较活泼,与氧相似,易与金属、氢气和其他非金属反应,但不如氧剧烈。1)与金属反应。硫能与许多金属(金、铂等除外)化合,生成硫化物。2)与非金属反应。硫在空气中燃烧,发出淡蓝色火焰,并放出大量的热。二氧化硫是无色有毒的气体,具有窒息性臭味,是大气污染物。工业上规定空气中二氧化硫的含量不得超过0.02g·m-3。二氧化硫具有漂白作用,因为二氧化硫的水溶液与某些有机色素反应生成无色物质。这种化合物不稳定,容易分解而使色素恢复原来的颜色。必须注意,因为氯气和二氧化硫都是有毒气体,所以应严禁用来漂白食物。3.氮(1)物理性质。纯净的氮气无色、无味、微溶于水。氮在自然界中主要以单质存在于空气中,约占空气的78%(体积分数)。化合态的氮主要以硝酸盐存在,动植物体内的蛋白质里也含有氮。(2)化学性质。氮是活泼的非金属元素,其非金属性质与氧相似。但由于N2分子中有3个共价键,键能高达946kJ·mol-1。因此,氮气不活泼,一般情况下很难与其他物质发生化学反应。在特定条件下,氮气也能与氢气、氧气以及一些活泼金属反应。4.碳碳的存在形式是多种多样的,有晶态单质碳,如金刚石、石墨;有无定形碳,如煤;有复杂的有机化合物,如动植物等;碳酸盐,如大理石等。单质碳的物理和化学性质取决于它的晶体结构。最常见的两种单质是高硬度的金刚石和柔软滑腻的石墨,如图6-2所示。5.硅硅有无定形硅和晶体硅两种同素异形体。晶体硅为灰黑色,无定形硅为黑色,密度为2.32~2.34g/cm3,熔点为1410℃,沸点为2355℃,晶体硅属于原子晶体,硬而有金属光泽,有半导体性质。第二节非金属的气态氢化物一、氯化氢氯化氢是无色而有刺激性气味的气体。氯化氢气体对呼吸系统有刺激作用,并能使牙齿患病。氯化氢易溶于水,在0℃时,1体积的水大约能溶解500体积的氯化氢。氯化氢的水溶液呈酸性,叫做氯化酸,俗称盐酸。盐酸是一种强酸,浓盐酸具有极强的挥发性,因此盛有浓盐酸的容器打开后能在上方看见酸雾,那是氯化氢挥发后与空气中的水蒸气结合产生的盐酸小液滴。二、氨气氨是没有颜色、有刺激性气味的气体,极易溶解于水且溶解得快。在常温下,1体积水大约可溶解700体积氨气。氨的水溶液叫做氨水。氨水有弱碱性,能使酚酞溶液变红或使湿润的红色石蕊试纸变蓝。三、硫化氢硫化氢是一种无色、有臭鸡蛋气味的毒性气体,化学式为H2S。低浓度的硫化氢会对眼睛、呼吸系统及中枢神经等造成一定伤害,高浓度的硫化氢则可使被吸入者在短时间内致命。第三节非金属氧化物及含氧酸一、二氧化硫和三氧化硫物理性质:二氧化硫(SO2)是无色、有刺激性气味的有毒气体,密度比空气的大,容易液化,易溶于水。化学性质:二氧化硫是一种酸性氧化物,它溶于水时生成亚硫酸(H2SO3),溶液显酸性。亚硫酸不稳定,容易分解成水和二氧化硫,因此二氧化硫与水反应生成亚硫酸是一个可逆反应。作用:二氧化硫具有漂白性,它能漂白某些有色物质。工业上常用二氧化硫来漂白纸浆、毛、丝、草帽辫等。二氧化硫还用于杀菌、消毒等。二氧化硫和某些含硫化合物的漂白作用也被一些不法厂商非法用来加工食品,以使食品增白等。食用这类食品,对人体的肝、肾脏等有严重损害,并有致癌作用。三氧化硫(SO3)是无色易挥发的气体。它是酸性氧化物,具有酸性氧化物的通性。三氧化硫极易溶于水,生成硫酸,同时放出大量的热,所以三氧化硫也叫硫酸酐。二、一氧化氮和二氧化氮氮气(N2)占空气体积的4/5左右。在通常情况下,氮气与氧气不发生反应,但在放电条件下,它们却可以直接化合,生成无色的一氧化氮(NO)。在高温条件下,氮气也能与氧气反应生成一氧化氮。三、硫酸纯硫酸(H2SO4溶液)是无色、无臭、难挥发的油状液体。市场上销售的浓硫酸的质量分数为98%,密度为1.84g/cm3。硫酸也是工业上重要的“三酸”之一。第四节重要非金属离子的检验碳酸根离子碳酸根离子能与BaCl2溶液反应,生成白色的BaCO3沉淀。该沉淀溶于硝酸(或盐酸),生成无色无味、能使澄清石灰水变浑浊的CO2气体。碳酸氢根离子取含碳酸氢根离子的盐溶液煮沸,放出无色无味CO2气体,气体能使澄清石灰水变浑浊,或向HCO-3盐酸溶液里加入稀MgSO4溶液,无现象,加热煮沸,有白色沉淀MgCO3生成,同时放出CO2气体。卤离子卤离子(X-)常用硝酸银来检验。Cl-能与硝酸银反应,生成白色的AgCl沉淀,沉淀不溶于稀硝酸,能溶于氨水,生成Ag(NH3)2;Br-能与硝酸银反应,生成淡黄色AgBr沉淀,不溶于稀硝酸;I-能与硝酸银反应,生成黄色AgI沉淀,不溶于稀硝酸,能与氯水反应生成I2,使淀粉溶液变蓝。第五节大气污染与环境保护目前,我国列入空气污染指数的项目暂定为二氧化硫、氮氧化物和总悬浮颗粒,取这3种污染物中污染指数最大的作为首要污染物,并将其污染指数确定为该城市的空气污染指数。第六节氟、碘与人体健康一、氟与人体健康氟是人体所必需的微量元素,在人体内主要以氟化钙的形式分布在骨骼、牙齿、指甲和毛发中,尤以牙釉质中含量最多,且随着年龄的增长而升高。人体如果缺氟,不仅会造成龋齿,对骨骼也会产生重要影响。人体通常摄取的氟主要来源于饮水,此外在谷物、鱼类、排骨、蔬菜中也含微量氟。二、碘与人体健康碘在人体中的含量仅有约25mg。人是通过食物和饮水摄入碘的。碘的合理摄入量是每日100~300μg,过多或过少都会诱发粗脖子病——甲状腺肿。碘在地壳中含量很低,而且分散。岩石风化后释放出来的碘很容易受雨水淋溶而进入海洋。所以某些内陆地区,地表常常缺碘。防治因缺碘而引起的甲状腺肿的方法是适当吃一些含碘多的海产品,如海带、紫菜,海鱼等,或在食盐中掺入一些碘化钠以补充碘的不足。第七节用途广泛的无机非金属材料无机非金属材料是以某些元素的氧化物、碳化物、氮化物、卤素化合物、硼化物以及硅酸盐、铝酸盐、磷酸盐、硼酸盐等物质组成的材料,是除有机高分子材料和金属材料以外的所有材料的统称。无机非金属材料是与有机高分子材料和金属材料并列的3大材料之一。硅酸盐材料是无机非金属材料的主要分支之一,硅酸盐材料是陶瓷的主要组成物质。通常把它们分为普通的(传统的)和先进的(新型的)无机非金属材料两大类。传统的无机非金属材料是工业和基本建设所必需的基础材料。新型无机非金属材料是20世纪中期以后发展起来的,具有特殊性能和用途的材料。课堂讨论研究原子核外电子排布规律课外思考、练习及作业题课后习题

化学学院学院教案用纸课程章节名称第七章常见金属单质及其化合物课程小节7.1金属单质7.2金属的氧化物和氢氧化物7.3重要金属离子的检验7.4重要的盐7.5重金属污染及防治7.6用途广泛的金属材料重点难点1.掌握金属单质的性质2.理解重要金属离子的检验3.了解重要的盐的性质教学环节时间分配3课时教学手段、教学方法和实施步骤多媒体授课内容:第一节金属单质在常温下,除汞是液体外,其余金属都是固体。除金、铜、铋等少数金属具有特殊的颜色外,大多数金属呈银白色。金属都是不透明的,整块金属具有金属光泽,但当金属处于粉末状态时,常显不同的颜色。金属的密度、硬度、熔点等性质的差别很大。大多数金属有延展性,可以被抽成丝或压成薄片,还可以锻造、冲压、轧制成各种不同的形状。金属一般都是电和热的良导体。一、钠1.物理性质钠是银白色的金属,切面有金属光泽,但在空气中迅速变暗,这是因为金属表面生成一层氧化物的缘故。钠有良好的导电性、导热性和延展性,硬度为0.5,密度为0.971g/cm3,熔点为97.81℃,能在常温下形成液体合金。2.化学性质钠的化学性质非常活泼,能跟许多非金属、水、酸等反应,是一种很强的还原剂。(1)钠与氧的反应。钠的切面变暗,这是因为钠在常温下可被氧化为氧化物。钠的氧化物有氧化钠和过氧化钠,氧化钠很不稳定,可以继续在空气中发生变化。二、铝1.物理性质铝在自然界以化合态的形式存在。主要的铝矿石有矾土(Al2O3·3H2O)、冰晶石(Na3AlF6)、明矾石[KAl(SO4)2·Al2O3·3H2O]等。在地壳中,铝的含量居第三位,仅次于氧和硅。2.化学性质铝的最外电子层上有3个电子,在化学反应中很容易失去电子而形成+3价的阳离子,因此,铝具有较强的还原性。在化学反应中,常用做还原剂。三、铁1.物理性质纯铁具有银白色的金属光泽,密度为7.86g/cm3,熔点为1535℃,有良好的导电性、导热性和延展性。还能被磁铁吸引,具有铁磁性,是制造电机必不可少的材料。2.化学性质铁原子的最外电子层上有2个电子,在化学反应中容易失去而成为+2价的阳离子。铁在化学反应中还能再失去次外层上的一个电子而成为+3价的阳离子。所以,铁在化合物中通常都显+2价和+3价。第二节金属的氧化物和氢氧化物一、铝的重要化合物1.氧化铝氧化铝(Al2O3)是一种白色粉末,熔点为2050℃,不溶于水。天然产的无色氧化铝晶体称为刚玉,其硬度仅次于金刚石;它耐高温,是一种比较好的耐火材料,常被用来制成砂轮、研磨纸或研磨石等。2.氢氧化铝氢氧化铝[A1(OH)3]是一种白色难溶的胶状物质,能凝聚水中的悬浮物,又有吸附色素的性能。氢氧化铝凝胶在医药上也是一种良好的抗酸药,可用于治疗消化性溃疡病。二、铁的重要化合物1.氧化物铁元素可以形成3种氧化物:氧化亚铁(FeO)、氧化铁(Fe2O3)和四氧化三铁(Fe3O4)。FeO是一种黑色粉末,它不稳定,在空气里受热,就迅速被氧化成Fe3O4。Fe3O4是一种复杂的化合物,它是具有磁性的黑色晶体,俗称磁性氧化铁。Fe2O3是一种红棕色粉末,俗称铁红,常用做红色油漆和涂料。赤铁矿(主要成分Fe2O3)是炼铁原料。2.氢氧化物铁的氢氧化物有氢氧化亚铁[Fe(OH)2]和氢氧化铁[Fe(OH)3]两种,这两种氢氧化物都可用相应的可溶性铁盐和碱溶液起反应制得。Fe(OH)2是白色絮状沉淀,在空气中不稳定,能氧化成红褐色的Fe(OH)3。在氧化过程中,颜色由白色变成灰绿色,最终变为红褐色。第三节重要金属离子的检验一、焰色反应很多金属及其化合物在无色火焰上灼烧时会产生特殊的颜色,这种现象称为焰色反应。表7-2是碱金属及其盐的焰色反应现象。烟花制造的原理就是将不同金属的硝酸盐混入火药中,爆轰过程中发生焰色反应,就可以看到了缤纷的色彩。利用焰色反应产生的特殊颜色,除了可以制造焰火以外,还可以检验金属或金属离子的存在。二、Fe3+的检验1.Fe3+与KSCN溶液反应在两支试管中分别注入2mLFeCl3溶液和FeCl2溶液,再分别滴入几滴硫氰化钾(KSCN)溶液。可以看到,Fe3+遇到KSCN溶液变成红色,利用这一反应可以检验Fe3+的存在。2.Fe3+与NaOH溶液反应两支试管中分别注入2mLFeCl3溶液和FeCl2溶液,再分别注入2mLNaOH溶液,可以看到,Fe3+与NaOH溶液反应产生红褐色沉淀,Fe2+与NaOH溶液反应产生白色沉淀,利用这一反应也可以检验Fe3+的存在。第四节重要的盐一、碳酸盐和碳酸氢钠碳酸钠(Na2CO3)俗名纯碱或苏打,是白色粉末。含结晶水的碳酸钠(Na2CO3·10H2O)为白色晶体,在空气中很容易风化而变成白色粉末。碳酸氢钠(NaHCO3)俗称小苏打,是细小的白色晶体。Na2CO3比NaHCO3更易溶于水,它们的水溶液都因水解而呈碱性。Na2CO3和NaHCO3都能与HCl溶液反应放出CO2。NaHCO3与HCl溶液的反应比Na2CO3与HCl溶液的反应要剧烈。二、铁盐和亚铁盐1.硫酸亚铁硫酸亚铁晶体(FeSO4·7H2O)含有7分子结晶水,是淡绿色晶体,又称绿矾,易溶于水。绿矾在潮湿的空气中能逐渐被氧化而变成黄棕色的碱式硫酸铁,因此绿矾须保存在密闭容器内。2.氯化铁氯化铁(FeCl3)是棕黄色固体,吸湿性很强,易溶于水。在水溶液中易水解而生成红褐色沉淀。氯化铁在医药上用做止血剂。三、漂白粉漂白粉是一种常见的白色粉状的消毒剂、杀菌剂,广泛用于杀菌、消毒、食品防腐保鲜以及各种纺织品印染漂白等。漂白粉是混合物,它的有效成分是次氯酸钙Ca(ClO)2。漂白粉往往含有Ca(OH)2,CaCl2,Ca(ClO2)2和Cl2等杂质。四、铵盐氨与酸反应的生成物都是由铵离子和酸根离子构成的离子化合物,这类化合物称为铵盐。常见的铵盐有氯化铵(NH4Cl),硫酸铵[(NH4)2SO4],硫酸氢铵(NH4HSO4),硝酸铵(NH4NO3),碳酸铵((NH4)2CO3),碳酸氢铵(NH4HCO3),氟化铵(NH4F),碘化铵(NH4I),溴化铵(NH4Br)等。铵盐是离子型化合物,都是白色晶体,易溶于水,溶水时吸热。第五节重金属污染及防治重金属一般以天然浓度广泛存在于自然界中,但由于人类对重金属的开采、冶炼、加工及商业制造活动日益增多,造成不少重金属如铅、汞、镉、钴等进入大气、水、土壤中,引起严重的环境污染。重金属污染指由重金属或其化合物造成的环境污染,主要由采矿、废气排放、污水灌溉和使用重金属制品等人为因素所致,其危害程度取决于重金属在环境、食品和生物体中存在的浓度和化学形态。重金属污染主要表现在水污染中,还有一部分是在大气和固体废物中。第六节用途广泛的金属材料一、钢铁合金是由两种或两种以上的金属或金属与非金属经一定方法所合成的具有金属特性的物质,一般通过熔合成均匀液体和凝固而得。钢铁是铁与C,Si,Mn,P,S以及少量的其他元素所组成的合金。其中除Fe外,C的含量对钢铁的机械性能起着主要作用,故统称为铁碳合金。按含碳量不同,铁碳合金分为钢和生铁两大类,其中,钢是含碳量为0.03%~2%的铁碳合金。碳钢是最常用的普通钢,按含碳量不同,碳钢又分为低碳钢、中碳钢和高碳钢。合金钢又叫特种钢,是在碳钢的基础上加入一种或多种合金元素,使钢的组织结构和性能发生变化,从而具有一些特殊性能,如高硬度、高耐磨性、高韧性、耐腐蚀性等。经常加入钢中的合金元素有Si,W,Mn,Cr,Ni,Mo,V,Ti等。含碳量为2%~4.3%的铁碳合金称为生铁。生铁硬而脆,但耐压耐磨。根据生铁中碳存在的形态不同又可分为白口铁、灰口铁和球墨铸铁。二、铝合金纯铝的强度低,只有通过合金化才能得到可作结构材料使用的各种铝合金铝合金的突出特点是密度小、强度高。铝中加入Mn,Mg形成的Al-Mn、Al-Mg合金具有很好的耐蚀性、良好的塑性和较高的强度,称为防锈铝合金,用于制造油箱、容器、管道、铆钉等。新近开发的高强度硬铝,强度进一步提高,而密度比普通硬铝减小15%,且能挤压成形,可用做摩托车骨架和轮圈等构件。Al-Li合金可制作飞机零件和承受载重的高级运动器材。目前,高强度铝合金广泛应用于制造飞机、舰艇和载重汽车等,可增加它们的载重量以及提高运行速度,并具有抗海水侵蚀,避磁性等特点。课堂讨论探究不同金属离子的检验方式课外思考、练习及作业题课后习题

化学学院学院教案用纸课程章节名称第八章烃课程小节8.1有机化合物概述8.2甲烷烷烃8.3乙烯烯烃8.4乙炔炔烃8.5苯芳香烃重点难点1.掌握烷烃、烯烃的性质2.理解烃的化学反应3.了解烃的生活应用教学环节时间分配3课时教学手段、教学方法和实施步骤多媒体授课内容:第一节有机化合物概述一、有机化合物的概念有机化合物通常指含碳元素的化合物,但一些简单的含碳化合物,如一氧化碳、二氧化碳、碳酸盐、金属碳化物、氰化物等除外。除含碳元素外,绝大多数有机化合物分子中含有氢元素,有些还含氧、氮、卤素、硫和磷等元素。通俗地说,有机化合物是指含碳元素的化合物,或碳氢化合物及其衍生物。有机化合物简称为有机物。二、有机化合物的特点多数有机化合物主要含有碳、氢两种元素,此外也常含有氧、氮、硫、卤素、磷等。部分有机物来自植物界,但绝大多数是以石油、天然气、煤等作为原料,通过人工合成的方法制得。和无机物相比,有机物数目众多,可达几百万种。有机化合物的碳原子的结合能力非常强,互相可以结合成碳链或碳环。有机化合物中同分异构现象非常普遍,这也是造成有机化合物众多的原因之一。有机化合物除少数以外,一般都能燃烧。和无机化合物相比,它们的热稳定性比较差,电解质受热容易分解。有机化合物的熔点较低,一般不超过400℃;极性很弱,大多不溶于水。三、有机化合物的分类1.根据碳原子的骨架分类(1)无环化合物:又称开链化合物。这类化合物分子中的碳原子连接成链,无环状结构。例如,CH3CH2CH2CH3CH3CH2OH,油脂含有这种开链结构,所以这类化合物又称脂肪族化合物。(2)碳环化合物:化合物分子中含有完全由碳原子组成的一个或多个碳环。它又可分为芳香族化合物和脂环族化合物(或称脂环化合物)。芳香族化合物含有交替的单、双键环状结构(即苯环结构)。脂环族化合物是不含有苯环结构的碳环化合物。2.根据官能团分类在母体分子中,一个或多个氢原子可以被其他原子或原子团取代,这些取代氢原子的原子或原子团叫做官能团。第二节甲烷烷烃一、甲烷1.甲烷的分子结构在有机化合物中,仅含碳和氢两种元素的化合物称为碳氢化合物,又称烃。甲烷就是一种简单的烃。2.甲烷的物理性质甲烷是一种没有颜色,没有气味的气体,密度是0.717g/L(标准状况),极难溶于水。3.甲烷的化学性质在通常情况下,甲烷比较稳定。甲烷不仅与高锰酸钾等强氧化剂不发生反应,与强酸、强碱也不发生反应。但在特定条件下,甲烷能与某些物质发生反应。二、烷烃在有些烃的分子里,碳原子之间都以碳碳单键结合成链状,同甲烷一样,碳原子剩余的价键全部跟氢原子相结合。这样的结合使每个碳原子的化合价都已充分利用,都达到“饱和”。这样的烃叫做饱和烃,又叫烷烃。为了书写方便,有机物除用结构式表示外,还可以用结构简式表示,三、同系物从烷烃的结构简式可以发现,相邻两个烷烃在组成上都相差一个“CH2”原子团。如果把烷烃中的碳原子数定为n,烷烃中的氢原子数就是2n+2,所以烷烃的分子式可以用通式CnH2n+2来表示。结构相似,在分子组成上相差一个或若干个CH2原子团的物质互相称为同系物。烷烃中的甲烷、乙烷、丁烷等等,它们互为同系物。四、烃基烃失去1个氢原子后所剩余的原子团叫做烃基。烃基一般用“R—”表示。如果失去氢原子的烃是烷烃,剩余的原子团就叫做烷基。例如,甲烷分子失去1个氢原子后剩余的“—CH3”部分叫做甲基,乙烷分子失去1个氢原子后剩余的“—CH2CH3”部分叫做乙基,等等。五、同分异构体这两种分子组成和相对分子质量完全相同,但它们却有着不同的分子结构:一种分子里的碳原子相互结合形成直链,称为正丁烷;另一种分子里的碳原子却带有支链,称为异丁烷。这两种丁烷的结构式:化合物具有相同的分子式,但具有不同的结构式的现象,叫做同分异构现象。具有同分异构现象的化合物互,称为同分异构体。六、烷烃的命名烷烃可以根据分子里所含碳原子的数目来命名,碳原子数在十以下的,用甲、乙、丙、丁、戊、己、庚、辛、壬、癸来表示;碳原子数在十以上的,就用数字来表示。例如,C5H12叫戊烷,C17H36叫十七烷。前面提到的戊烷有3种同分异构体,可用“正”“异”“新”来区别,这种命名方法叫习惯命名法。第三节乙烯烯烃一、乙烯如果烃分子中只有单键,则叫做饱和烃。如烷烃。如果各键没有被氢原子占满,剩余的键会和其他碳原子组成双键或三键,就是不饱和烃。有双键的叫烯烃,有三键的为炔烃。1.乙烯的分子结构乙烯是分子组成最简单的烯烃。乙烯是由2个碳原子和4个氢原子组成的化合物。两个碳原子之间以双键连接。2.乙烯的物理性质乙烯是无色气体,稍有气味,密度是1.25g/L,比空气略轻(相对分子质量为28),难溶于水。3.乙烯的化学性质(1)氧化反应。乙烯在空气中燃烧,火焰明亮并伴有黑烟。乙烯不但能被氧气直接氧化,也能被其他氧化剂氧化。把乙烯通入盛有高锰酸钾溶液(加几滴稀硫酸)的试管里。可以观察到溶液的紫色很快褪去。(2)加成反应。乙烯通入溴的四氯化碳溶液后,溴的红棕色很快褪去,说明乙烯与溴发生了反应。这种有机物分子中双键(或三键)两端的碳原子与其他原子或原子团直接结合生成新的化合物的反应,叫做加成反应。乙烯不仅可以与溴发生加成反应,还可以与水、氢气、卤化氢、氯气等在一定的条件下发生加成反应。工业上可以利用乙烯与水的加成反应,即乙烯水化法制取乙醇。二、烯烃由于烯烃的分子中均含有碳碳双键,所以烯烃的化学性质跟乙烯相类似,如容易发生加成反应、氧化反应等,使溴的四氯化碳溶液及高锰酸钾酸性溶液褪色。烯烃也可以使溴水褪色,因此常用溴水代替溴的四氯化碳溶液来检验烯烃。第四节乙炔炔烃一、乙炔1.乙炔的分子结构乙炔的分子式为C2H2,结构式为H—C≡C—H,结构简式为HC≡CH,其分子呈直线形。乙炔的分子模型如图8-4所示。2.乙炔的物理性质乙炔俗称电石气,为无色无味的易燃、有毒气体。电石制的乙炔因混有硫化氢H2S、磷化氢PH3、砷化氢,而带有特殊的臭味。乙炔微溶于水,易溶于乙醇、苯、丙酮等有机溶剂。工业上,常用丙酮来储存和运输乙炔。3.乙炔的化学性质(1)氧化反应。乙炔在空气中燃烧时,产生大量的热,发出光亮而带有浓烟的火焰。乙炔在氧气中燃烧时,火焰温度可达3000℃以上,因此常用来切割和焊接金属。与乙烯相似,乙炔也容易被强氧化剂氧化,也能使酸性KMnO4溶液褪色。4.乙炔的用途乙炔可用来焊接及切断金属(氧炔焰),也是制造乙醛、醋酸、苯、合成橡胶、合成纤维等的基本原料。乙炔燃烧时能产生高温,氧炔焰的温度可以达到3200℃左右,用于切割和焊接金属。供给适量空气,可以安全燃烧发出亮白光,在电灯未普及或没有电力的地方可以用做照明光源。二、炔烃分子里含有碳碳三键的一类链烃叫做炔烃。炔烃的通式是CnH2n-2。乙炔是最简单的炔烃。第五节苯芳香烃一、苯1.苯的分子结构苯的分子式是C6H6。1865年,德国化学家凯库勒提出了苯的环状结构。苯分子中的6个碳原子和6个氢原子在同一平面上。其中,6个碳原子形成正六边形的环状结构;6个碳碳键都是相同的,是一种介于两者之间的特殊的化学键。为了表示苯分子结构的这一特点,常用下面的式子来表示苯的结构简式,如图8-5所示。2.苯的物理性质苯是没有颜色,带有特殊气味的液体,苯有毒,不溶于水,密度比水小,熔点为5.5℃,沸点为80.1℃。如果用冰冷却,苯凝结成无色的晶体。3.苯的化学性质(1)氧化反应。像大多数有机化合物一样,苯也可以在空气中燃烧,生成二氧化碳和水。现象:发生明亮的带有浓烟的火焰(2)取代反应。苯环上的氢原子能被其他原子或原子团取代。这一性质类似于饱和烃,但比饱和烃容易发生卤化、硝化、磺化、烷基化等取代反应。在有机分子中加入硝基(—NO2)的反应,称为硝化反应。(3)加成反应。苯能发生加成反应,这一性质类似于不饱和烃,但比不饱和烃加成困难,只有在特殊条件下才能进行。生成物环己烷是无色液体,易挥发、易燃,可用于制备环己醇、环己酮,它也是树脂、脂肪、石蜡油类、丁基橡胶等的极好溶剂。4.苯的用途苯在工业上用途很广,主要用于染料、制药、香料、涂料、制鞋等行业。苯有毒,长期接触可破坏人的造血器官及神经系统,甚至可引起各种类型的白血病,国际癌症研究中心已确认苯为人类致癌物。车间空气中苯的最高允许浓度为40mg/m3。二、芳香烃分子中含有苯环结构的烃叫做芳香烃。除苯外,常见的芳香烃还有甲苯、乙苯、二甲苯及萘、蒽等。结构简式如下:甲苯、二甲苯属于苯的同系物,苯的同系物的通式为CnH2n-6(n≥6)。苯的同系物在性质上与苯有许多相似之处,例如,它们都能发生苯环上的取代反应。苯的同系物也有一些化学性质跟苯不同,如甲苯能使酸性高锰酸钾溶液褪色,发生侧链氧化反应生成苯甲酸。甲苯还可以和浓硝酸发生取代反应,生成TNT炸药。苯及其同系物对人体有一定的毒害作用,长期吸入它们的蒸气能损坏造血器官和神经系统。储藏和使用这些化合物的场所应加强通风,操作人员应注意采取保护措施。第六节石油和煤一、石油石油又称原油,是从地下深处开采的棕黑色可燃黏稠液体。石油主要由碳(C)、氢(H)元素组成,碳占83%~87%,氢占10%~14%,二者的比值即碳氢比,一般在6.0~7.5之间;石油中还含有氧、氮和硫,但它们的含量一般都不超过1%,也有个别油田含硫量可达3%~4%。石油是烃的混合物,因此没有固定的沸点。含碳原子数越少的烃,沸点越低。在给石油加热时,低沸点的烃先汽化,经过冷凝液化后分离出来。随着温度的升高,较高沸点的烃再汽化,经过冷凝化后又分离出来。这样不断地加热汽化和冷凝液化,就可以把石油分成不同沸点范围的产物。这种方法叫石油的分馏。分馏出来的各种成分叫做馏分。二、煤低温干馏主要用褐煤和部分烟煤,也可用泥炭,低温干馏所得焦炭的数量和质量都较差,但焦油产率较高,其中所含轻油部分,经过加氢可以制成汽油,所以在汽油不足的地方,可采用低温干馏。中温法的主要产品是城市煤气;高温干馏主要用烟煤,因此干馏使煤粉和劣质煤得到了合理利用,创造了可贵的经济效益。工业上应用最广、产品最多的是高温干馏。高温法的主要产品则是焦炭。焦炭的主要用途是炼铁,少量用做化工原料制造电石、电极等。煤是重要能源,也是冶金、化学工业的重要原料,主要用于燃烧、炼焦、气化、低温干馏、加氢液化等。煤炭是人类的重要能源资源,任何煤都可作为工业和民用燃料。焦炉煤气是一种燃料,也是重要的化工原料。煤焦油可用于生产化肥、农药、合成纤维、合成橡胶、油漆、染料、医药、炸药等。课堂讨论探究烷烃和烯烃的区别和联系课外思考、练习及作业题课后习题

化学学院学院教案用纸课程章节名称第九章烃的衍生物课程章节9.1乙醇9.2苯酚9.3乙酯9.4乙酸和乙酸乙酯9.5肥皂与合成洗涤剂9.6食品添加剂重点难点1.掌握乙醇的化学性质2.理解乙酯的化学反应3.了解生活中的有机物教学环节时间分配3课时教学手段、教学方法和实施步骤多媒体授课内容:第一节乙醇一、乙醇的结构乙醇是醇类的一种,是酒的主要成分,所以又叫酒精。乙醇的结构简式是CH3CH2OH,化学式也可写为C2H5OH。乙醇是常用的燃料、溶剂和消毒剂,也用于制取其他化合物。如图9-1所示为乙醇的结构式和比例模型。二、乙醇的物理性质乙醇在常温、常压下是一种易燃、易挥发的无色透明液体,密度比水小,能跟水以任意比互溶,能溶解多种有机物和无机物,是一种重要的溶剂。乙醇的水溶液具有特殊的、令人愉快的香味,并略带刺激性。工业酒精含有少量甲醇,医用酒精是浓度为75%左右的乙醇。三、乙醇的化学性质1.与乙酸反应乙醇可以与乙酸在浓硫酸的催化下发生酯化作用,生成乙酸乙酯。2.还原性乙醇具有还原性,可以被氧化成为乙醛。3.氧化反应乙醇可以与空气中氧气发生剧烈的氧化反应产生燃烧现象,生成水和二氧化碳。4.与活泼金属反应乙醇可以和活泼金属反应,生成醇盐和氢气。四、乙醇的用途乙醇被广泛用于医用消毒。除此之外,乙醇还可以被用来制取乙醛、乙醚、乙酸乙酯、乙胺等化工原料,也是制取染料、涂料、洗涤剂、酒精类饮料等产品的原料,也可以和汽油混合,作为车用燃料。第二节苯酚一、苯酚的分子结构羟基与芳香烃侧链上的碳原子相连,其化合物是芳香醇;羟基与苯环上的碳原子直接相连,其化合物则是酚。苯分子里只有一个氢原子被羟基取代的生成物是最简单的酚,叫做苯酚,通常简称为酚。苯酚的分子式是C6H6O。结构式和比例模型如图9-2所示。二、苯酚的物理性质纯净的苯酚常温下为一种无色晶体。有毒、有腐蚀性,常温下微溶于水,易溶于有机溶液;当温度高于65℃时,能跟水以任意比例互溶,其溶液沾到皮肤上用酒精洗涤。暴露在空气中呈粉红色。三、苯酚的化学性质1.弱酸性苯酚中的羟基能部分电离出H+,从而显弱酸性(因此苯酚又称石炭酸)。苯酚的酸性极弱,比碳酸还弱,甚至不能用指示剂来检验。2.取代反应由于羟基对苯环的影响,苯酚更容易发生取代反应。实验:向盛有苯酚溶液的试管中加入溴水,苯酚与溴水反应产生了不溶于水的三溴苯酚白色沉淀四、苯酚的用途苯酚主要用于制造酚醛树脂,双酚A及己内酰胺。此外,有相当数量的苯酚用于生产卤代酚类。由苯酚所制得的烷基苯酚是制备烷基酚甲醛类聚合物的单体,并可作为抗氧剂、非离子表面活性剂、增塑剂、石油产品添加剂。苯酚也是很多医药(如水杨酸、阿司匹林等)、合成香料、染料(如分散红3B)的原料。此外,苯酚的稀水溶液可直接用做防腐剂和消毒剂。第三节乙醛一、乙醛的分子结构乙醛,又名醋醛,是乙醇氧化后的产物。乙醛的分子式是C2H4O;二、乙醛的物理性质乙醛是无色、具有刺激性气味的液体,沸点为20.8℃,相对密度比水小。乙醛易燃,易挥发,可溶于水、乙醇、乙醚、丙酮和苯。乙醛蒸气与空气能形成爆炸性混合物。三、乙醛的化学性质1.加成反应乙醛分子中的碳氧双键能够发生加成反应。在有机化学反应中,通常把有机物分子中加入氢原子或失去氧原子的反应叫做还原反应。乙醛与氢气的加成反应就属于还原反应。2.氧化反应在有机化学反应中,通常把有机物分子中加入氧原子或失去氢原子的反应叫做氧化反应。乙醛易被氧化,如在一定温度和催化剂存在的条件下,乙醛能被空气中的氧气氧化成乙酸:乙醛不仅能被O2氧化,还能被弱氧化剂所氧化。在洁净的试管里,加入1mL2%的AgNO3溶液,然后一边摇动试管,一边逐滴滴入2%的稀氨水,至最初产生的沉淀恰好溶解为止(这时得到的溶液叫做银氨溶液)。再滴入3滴乙醛,振荡后把试管放在热水中温热。试管内壁上附着一层光亮如镜的金属银。还原生成的银附着在试管壁上,形成银镜,所以这个反应叫做银镜反应。银镜反应常用来检验醛基的存在。工业上可利用这一反应原理,把银均匀地镀在玻璃上制镜或保温瓶胆。四、乙醛的用途乙醛主要用于制造醋酸、醋酐、合成树脂、橡胶、塑料、香料,也用于制革、制药、造纸、医药等,也可用做防腐剂、防毒剂、显像剂、溶剂、还原剂等。第四节乙酸和乙酸乙酯一、乙酸的分子结构乙酸又称醋酸,广泛存在于自然界,是典型的脂肪酸。乙酸的分子式为CH3COOH,分子中含有两个碳原子的饱和羧酸。如图9-5所示为乙酸的结构式和比例模型。二、乙酸的物理性质乙酸在常温下是一种有强烈刺激性酸味的无色液体。乙酸的密度比水稍大,易溶于水和乙醇,其水溶液呈弱酸性。乙酸盐也易溶于水。纯的乙酸在低于熔点时会冻结成冰状晶体,所以无水乙酸又称为冰醋酸。三、乙酸的化学性质1.乙酸的酸性乙酸在水溶液中是一元弱酸。乙酸的酸性促使它还可以与碳酸钠、氢氧化铜、苯酚钠等物质反应。2.酯化反应在有浓硫酸存在并加热的条件下,乙酸能与乙醇发生反应,生成乙酸乙酯(CH3COOC2H5)。乙酸乙酯是酯类化合物的一种。酸和醇起作用,生成酯和水的反应叫做酯化反应。四、乙酸的用途乙酸是一种非常重要的有机化工原料,被广泛应用于合成纤维、涂料、医药、农药、食品添加剂、染织等工业,是国民经济的一个重要组成部分。五、乙酸乙酯乙酸乙酯又称醋酸乙酯,结构式为CH3COOC2H5。纯净的乙酸乙酯是无色透明、有芳香气味的液体,微溶于水,溶于醇、酮、醚、氯仿等多数有机溶剂。乙酸乙酯的结构如下:乙酸乙酯可以发生水解反应生成乙酸和乙醇。乙酸乙酯是一种用途广泛的精细化工产品,具有优异的溶解性、快干性,是一种非常重要的有机化工原料和极好的工业溶剂,被广泛用于醋酸纤维、乙基纤维、氯化橡胶、乙烯树脂、乙酸纤维树酯、合成橡胶、涂料及油漆等生产领域中。第五节肥皂与合成洗涤剂一、肥皂肥皂的主要成分都是硬脂酸钠,其分子式是C17H35COONa。如果在里面加进香料和染料,就做成既有颜色,又有香味的香皂了;如果往里面加点药物(如硼酸或石炭酸),它就变成药皂了。肥皂分子结构的一端是带电荷呈极性的COO-(亲水部位),另一端为非极性的碳链(亲油部位)。肥皂能破坏水的表面张力,当肥皂分子进入水中时,具有极性的亲水部位,会破坏水分子间的吸引力而使水的表面张力降低。肥皂的亲油部位,深入油污,而亲水部位溶于水中,此结合物经搅动后形成较小的油滴,其表面布满肥皂的亲水部位,而不会重新聚在一起成大油污。二、合成洗涤剂合成洗涤剂主要包括洗衣粉和液体洗剂。洗衣粉主要是以直链烷基苯磺酸钠、烷基苯磺酸钠加入大量无机助剂,如五钠、硅酸钠、碳酸钠、硫酸钠等,通过喷雾制成蓬松干燥的粉末,然后混合添加洗涤助剂等装袋使用。合成洗涤剂由表面活性剂(如烷基苯磺酸钠、脂肪醇硫酸钠)和各种助剂(如三聚磷酸钠)、辅助剂配制成。在洗涤物体表面上的污垢时,合成洗涤剂能改变水的表面活性,提高去污效果。按产品外观形态,可分为固体洗涤剂、液体洗涤剂。第六节食品添加剂食品添加剂,是指为改善食品品质和色、香、味以及为防腐、保鲜和加工工艺的需要而加入食品的人工合成或者天然物质。目前,我国有20多类、近1000种食品添加剂。常用的食品添加剂包括以下几类:(1)防腐剂:常用的有苯甲酸钠、山梨酸钾、二氧化硫、乳酸等。用于果酱、蜜饯等的食品加工中。(2)抗氧化剂:与防腐剂类似,可以延长食品的保质期。常用的有维C、异维C等。课堂讨论讨论乙酸乙酯的化学反应过程课外思考、练习及作业题课后习题

化学学院学院教案用纸课程章节名称第十章糖类课程小节10.1葡萄糖10.2蔗糖和麦芽糖10.3淀粉10.4纤维素重点难点1.葡萄糖的结构2.不同糖类的区别教学环节时间分配3课时教学手段、教学方法和实施步骤多媒体授课内容:第一节葡萄糖糖类主要分为以下几类:(1)单糖类:不能再水解为更简单形式的糖类,根据碳原子数目可区分为三碳糖、四碳糖、五碳糖、六碳糖、七碳糖、八碳糖等。(2)双糖类:经过水解后可产生两个分子相同或不同单糖者,例如蔗糖、乳糖及麦芽糖。(3)多糖类:经水解后可产生至少6个分子单糖者,它可能是直链或带有支链。例如淀粉、纤维素等。葡萄糖是来自淀粉、蔗糖、麦芽糖及乳糖的水解产物。葡萄糖是最常见的六碳单糖,又称右旋糖,广泛存在于生物界。葡萄、无花果等甜果及蜂蜜中,游离的葡萄糖含量较多。正常人血浆中葡萄糖含量为3.89~6.11mmol/L,尿中一般不含游离葡萄糖,糖尿病患者尿中的含量变化较大。血液或尿中游离葡萄糖含量的测定,是临床常规检验的一个项目。结合的葡萄糖主要存在于糖原、淀粉、纤维素、半纤维素等多糖中;一些寡糖如麦芽糖、蔗糖、乳糖以及各种形式的糖苷中也含有葡萄糖。葡萄糖的化学式为C6H12O6,含5个羟基,1个醛基,具有多元醇和醛的性质。纯净的葡萄糖为无色晶体,有甜味但甜味不如蔗糖,宜溶于水,微溶于乙醇,不溶于乙醚。葡萄糖在生物学领域具有重要地位,是活细胞的能量来源和新陈代谢中间产物。植物可通过光合作用产生葡萄糖。在糖果制造业和医药领域有着广泛应用。第二节蔗糖和麦芽糖一、蔗糖物理性质:蔗糖的分子式是C12H22O11。蔗糖为无色晶体,溶于水,是重要的甜味食物。蔗糖存在于不少植物体内,以甘蔗(含糖质量分数为11%~17%)和甜菜(含糖质量分数为14%~26%)的含量为最高。日常生活中所食用的白糖、冰糖、红糖的主要成分都是蔗糖。化学性质:蔗糖的分子结构中不含有醛基,因此不显还原性,不发生银镜反应,也不能还原新制的氢氧化铜。但是在硫酸的催化作用下,蔗糖可以发生水解反应,生成葡萄糖和果糖。二、麦芽糖物理性质:麦芽糖是碳水化合物的一种,由含淀粉酶的麦芽作用于淀粉而制得。麦芽糖的分子式是C12H22O11。麦芽糖是白色晶体(常见的麦芽糖是糖膏),易溶于水,有甜味。化学性质:麦芽糖分子中含有醛基,因此有还原性。在硫酸等催化剂的作用下,麦芽糖发生水解反应,1mol麦芽糖水解生成2mol葡萄糖。第三节淀粉多糖是能水解生成多个分子单糖的糖类。淀粉是多糖中比较重要的一类。淀粉是植物体中储存的养分,主要储存在种子和块茎中,各类植物中的淀粉含量都较高,大米中含淀粉62%~86%,小麦中含淀粉57%~75%,马铃薯中则含淀粉12%~14%。物理性质:淀粉是葡萄糖的高聚体,在餐饮业又称芡粉,分子式为(C6H10O5)n。它是白色、无气味、无味道的粉末状物质,不溶于冷水,在热水里淀粉颗粒会膨胀破裂,有一部分淀粉溶解在水里,另一部分悬浮在水里,形成胶状淀粉糊,这一部分也称为淀粉的糊化作用。化学性质:淀粉具有遇碘变蓝的特性,这是由淀粉本身的结构特点决定的。一般来说淀粉不显还原性。但是在有催化剂的作用和加热的条件下淀粉可以逐步水解,生成一系列比淀粉分子小的化合物,水解到二糖阶段为麦芽糖,完全水解后得到葡萄糖。淀粉是一种重要成分,是人体的重要能源。它也是一种工业原料,可以用来制造葡萄糖和酒精等。淀粉在淀粉酶的作用下,先转化为麦芽糖,再转化为葡萄糖。葡萄糖化为乙醇。第四节纤维素纤维素(见下页图10-4)是由葡萄糖组成的大分子多糖,不溶于水及一般有机溶剂,是植物细胞壁的主要成分。纤维素是自然界中分布最广、含量最多的一种多糖,占植物界碳含量的50%以上。麻、麦秆、稻草、甘蔗渣等,都是纤维素的丰富来源。化学性质:纤维素不溶于水和乙醇、乙醚等有机溶剂,能溶于铜氨溶液和铜乙二胺溶液等。水可使纤维素发生有限溶胀,某些酸、碱和盐的水溶液可渗入纤维结晶区,产生无限溶胀,使纤维素溶解。纤维素加热到约150℃时不发生显著变化,超过这个温度会由于脱水而逐渐焦化。纤维素与较浓的无机酸起水解作用生成葡萄糖等,与较浓的碱溶液作用生成碱纤维素,与强氧化剂作用生成氧化纤维素。课堂讨论研究不同糖类的区别课外思考、练习及作业题课后习题

化学学院学院教案用纸课程章节名称第十一章蛋白质课程小节11.1氨基酸11.2蛋白质11.3营养与膳食平衡重点难点1.掌握氨基酸的性质2.掌握蛋白质的结构组成教学环节时间分配3课时教学手段、教学方法和实施步骤多媒体授课内容:第一节氨基酸一、氨基酸的分类1.必需氨基酸必需氨基酸是指人体(或其他脊椎动物)不能合成或合成速度远不适应机体的需要,必须由食物蛋白供给。例如,赖氨酸、色氨酸等氨基酸都是必需氨基酸。2.非必需氨基酸非必需氨基酸指人(或其他脊椎动物)能够由自身合成,不需要从食物中获得的氨基酸。例如,甘氨酸、丙氨酸等氨基酸都是非必需氨基酸。二、氨基酸的命名氨基酸是含有氨基(—NH2)和羧基(—COOH)的一类有机化合物的通称,是蛋白质的基本组成单位。例如,氨基酸的系统命名方法和烃基酸一样,但是天然氨基酸常常根据其来源或性质多用俗名。三、氨基酸的性质氨基酸具有氨基和羧基的典型反应,例如,氨基可以羟基化、酰基化,可与亚硝酸作用;羧基可以成酯、酰氯、酰胺等。此外,由于分子中同时具有氨基与羧基,还有氨基酸所特有的性质。氨基酸分子中既含有氨基,又含有羧基,所以氨基酸与强酸强碱都能成盐,氨基酸是两性物质。四、氨基酸的用途氨基酸是构成生物体蛋白质并同生命活动有关的最基本的物质,是在生物体内构成蛋白质分子的基本单位,与生物的生命活动有着密切的关系。它在抗体内具有特殊的生理功能,是生物体内不可缺少的营养成分之一。第二节蛋白质一、蛋白质的结构一级结构:蛋白质多肽链中氨基酸的排列顺序,以及二硫键的位置。二级结构:蛋白质分子局区域内,多肽链沿一定方向盘绕和折叠的方式。三级结构:在蛋白质的二级结构基础上,借助各种次级键卷曲折叠成特定的球状分子结构的空间构象。四级结构:多亚基蛋白质分子中各个具有三级结构的多肽链,以适当的方式聚合所形成的蛋白质的三维结构。二、蛋白质的性质1.盐析向蛋白质溶液中加入某些浓的无机盐如(NH4)2SO

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