化工专业核心课程一览表.docx

课程编号：04003101 04003102高等数学课程教学大纲（Advanced Mathematics）适用专业：化工系各专业总学时：96 学分：6制定单位：数学系 执笔者：王旭琴 审核人：马金亭 编写日期：2007年6月20日一、课程性质、目的和任务高等数学课程是化工技术类专业的一门必修的重要基础课。通过各个教学环节，逐步培养学生抽象概括问题的能力、逻辑推理能力、自学能力，较熟练的运算能力和综合运用所学知识分析问题、解决问题的能力，为学生学习后续课程和掌握应用化工技术知识奠定必要的数学基础。通过本课程的学习，要使学生获得函数与极限，一元函数微积分学，多元函数微积分学等方面的基本概念、基本理论和基本运算技能。本课程属于公共必修课，授课对象是化工系各专业的学生,课程在第一学期开设,计划教学周数为16周,每周教学时数为6学时,总课时为96学时，若课程时数有变化，则由任课教师作适当调整。二、课程教学的基本要求（一）函数、极限、连续1、教学要求（1）理解函数的概念，掌握函数的表示方法，了解函数的奇偶性、单调性、周期性和有界性，了解分段函数。（2）理解复合函数的概念，了解反函数及隐函数的概念，会建立简单函数关系式。（3）掌握基本初等函数的性质和图形，理解初等函数的概念。（4）理解极限的概念，了解函数极限的描述性定义，了解分段函数的极限。（5）了解无穷小、无穷大的概念及其相互关系，会对无穷小进行比较。（6）知道夹逼准则和单调有界数列极限存在准则，会用两个重要极限求极限。（7）掌握极限四则运算法则。（8）理解函数在一点连续的概念，会判断间断点的类型。（9）了解初等函数的连续性，知道在闭区间上连续函数的性质（介值定理、最大值和最小值定理）。（10）会求连续函数和分段函数的极限。2、重点难点重点：函数概念、基本初等函数，极限与无穷小的概念，利用两个重要极限求极限，利用极限四则运算法则求极限，连续概念与初等函数连续性。 难点：极限概念，初等函数连续性。（二）一元函数微分学1、教学要求（1）理解导数和微分的概念，了解导数、微分的几何意义，知道函数可导、可微、连续之间的关系，能用导数描述一些实际问题中的变化率。（2）掌握导数的四则运算法则和复合函数的求导法，掌握基本初等函数的导数公式，会求分段函数的一阶和二阶导数。 （3）了解高阶导数的概念，会求简单函数的n阶导数，掌握初等函数的二阶导数的求法。（4）会求隐函数和参数方程所确定的函数的一阶导数，二阶导数。（5）了解微分的概念和四则运算。（6）理解并会应用罗尔中值定理、拉格朗日中值定理，利用定理能求方程的根、证明不等式，了解柯西中值定理。（7）理解函数的极值概念，掌握用导数求函数的极值，判断函数的增减与函数图形的凹向，以及求函数图形的拐点等方法，能描绘简单的常用函数的图形（包括水平渐近线和铅直渐近线），掌握简单的最大值和最小值的应用题的求解。（8）掌握洛必达法则求未定型0/0与/的极限（其它未定型不作要求）。2、重点难点重点：导数和微分的概念，导数的基本公式，导数和微分的运算法则，罗尔中值定理，拉格朗日定理，洛必达法则，函数单调性的判别，函数的极值，最值应用。难点：复合函数求导法，一阶微分形式不变性，拉格朗日定理，最值应用，函数图形描绘。（三） 一元函数积分学1、教学要求（1）理解原函数概念，理解不定积分的概念及其性质。（2）熟悉不定积分的基本公式，掌握不定积分的第一类换元法和分步积分法，会用第二类换元法（限于三角代换，根式代换）。（3）理解定积分的概念及其性质，理解定积分中值定理。（4）知道变上限的定积分是变上限的函数，知道有关求导定理，熟练掌握牛顿（Newton）莱布尼兹（Leibniz）公式。（5）掌握定积分的换元积分法和分步积分法。（6）了解广义积分的概念，会计算一些简单的无穷限广义积分。（7）掌握定积分在几何上的应用（平面图形的面积、平行截面为已知的立体体积）。2、重点难点重点：不定积分概念，换元法，分步积分法，定积分的概念，变上限积分函数及其导数，牛顿莱布尼茨公式，用“微元法”确定所求量的“微元”，平面图形的面积。难点：换元积分法，变上限积分函数及其导数，用微元法将待求量归结为定积分。（四）多元函数微分学1、教学要求（1）理解多元函数的概念。（2）了解二元函数的极限、连续性等概念，及有界闭区域上连续函数的性质。（3）了解偏导数、全微分的概念，了解全微分存在的必要条件和充分条件，了解全微分在近似计算中的应用。（4）掌握复合函数的求导法则，会求二阶偏导数（抽象函数的二阶偏导数不作要求）。（5）会求隐函数的偏导数。（6）会求曲线的切线和法平面及曲面的切平面与法线。（7）理解多元函数极值和条件极值的概念，掌握多元函数极值存在的必要条件，了解二元函数极值存在的充分条件，会求二元函数的极值，会用拉格朗日乘数法求条件极值，会求简单多元函数的最大值和最小值并会解决一些简单的应用问题。2、重点难点重点：多元函数、偏导数、全微分概念，复合函数的求导法则。难点：全微分概念。（五）二重积分1、教学要求（1）理解二重积分的概念，知道二重积分的性质。（2）掌握二重积分的计算方法（直角坐标、极坐标）。（3）会用二重积分解决简单的应用题（体积、质量、曲面面积、重心、转动惯量）。2、重点难点重点：二重积分概念，二重积分计算（直角坐标系法，极坐标系法）。难点：二重积分化为累次积分。三、教学基本内容和学时分配1、教学内容（一）函数、极限、连续函数概念、函数的几种特性、基本初等函数、复合函数、初等函数、函数模型的建立，函数的极限，数列的极限，极限的性质，无穷小量与无穷大量、极限的运算法则，两个重要极限，无穷小比较、函数连续概念，初等函数连续性，闭区间上连续函数性质。 （二）一元函数微分学导数概念及其几何意义，变化率举例，可导与连续关系，求导举例，函数的和、差、积、商的求导法则，复合函数求导法则，反函数求导法则，初等函数求导公式，隐函数的导数，由参数方程确定函数的导数，对数求导法，高阶导数，微分概念，微分的几何意义，微分的运算法则，微分在近似计算中的应用，中值定理与洛必达法则，函数的单调性，函数的极值，函数的最值，函数的凹向与拐点，曲线的渐近线，函数图形的描绘，函数最值的应用，一元函数微分学在经济上的应用。（三）一元函数积分学原函数与不定积分的概念，基本积分公式，不定积分性质，第一换元积分法，第二换元积分法，分部积分法，简单有理函数的积分，定积分概念，定积分的几何意义，定积分的性质，变上限的定积分，牛顿莱布尼茨公式，定积分的换元法，定积分的分部积分法，定积分应用的微元法，用定积分求平面图形的面积，用定积分求体积，无穷区间上的广义积分，无界函数的广义积分。（四）多元函数微分学多元函数概念，二元函数的极限与连续，偏导数，高阶偏导数，全微分，全微分在近似计算中的应用，多元函数的极值，多元函数的最大值与最小值。（五）二重积分二重积分概念与性质，在直角坐标系中计算二重积分，在极坐标系中计算二重积分，二重积分应用举例。2、学时分配四、课程各教学环节要求1、作业要求：必做题占2/3（属于基本要求掌握的习题），达到掌握基本内容的要求；选做题占1/3（属于比较难度大的习题），达到加强、巩固内容的目的。序 号内 容学 时 安 排小 计理 论 课习 题 课1函数、极限、连续142162一元函数微分学182203一元函数积分学244284多元函数微分学144185二重积分10414总 计8016962、课程考核：期末考试（采用闭卷考试,以百分制评定成绩）。五、本课程与其它课程的联系学好高等数学课必须有良好的数学基础，高等数学课是一门工科院校的重要基础课，是学好后继专业课的必要工具。六、教材及教学参考书教材:高等数学，胡浩主编，中国科学技术出版社，第1版。参考书:1、高等数学，同济大学应用数学系编，高教出版社，第5版。2、高等数学，李天然主编，高教出版社，第1版。3、数学分析上、下册，复旦大学陈传璋等编，高等教育出版社。4、高等数学例题与习题，同济大学高等数学教研室编，同济大学出版社。课程编号：05003103大学物理及实验课程教学大纲（General Physics）适用专业：工科专业总学时：90学时(其中理论72学时，实验18学时)学分：4制定单位：物理系 执笔者：白心爱 审核人：杜乃珍 编写日期：2005年6月20日一、课程性质、目的和任务物理学是研究物质的基本结构、基本运动形式、相互作用的自然科学。它的基本理论渗透在自然科学的各个领域，应用于生产技术的许多部门，是其他自然科学和工程技术的基础。普通物理学是高等院校非物理类理工科各专业学生一门重要的公共必修课。大学物理学课程所教授的基本概念、基本理论和基本方法是构成学生科学素养的重要组成部分，是一个科学工作者和工程技术人员所必备的。该课程在培养学生的探索精神和创新意识等方面，具有其他课程不能替代的重要作用。本课程的主要任务是：1、系统地向学生讲授物理学的基本概念和基本规律，使学生了解物理学在工程技术与科学研究中的应用，为以后学习专业知识和将来实际工作打下必要的物理基础；2、通过向学生讲授物理学的基本发展过程、物理规律的发现与物理理论的建立，培养学生实事求是的科学态度和辩证唯物主义的世界观；3、通过向学生传授物理学的基本知识，使学生的科学实验能力、抽象思维能力、逻辑推理能力、数学运算能力、自学能力等诸多方面得到初步但却是严格的训练，从而提高学生提出问题、分析问题和解决问题的能力。培养学生的探索精神和创新意识，努力实现学生知识、能力、素质的协调发展。二、课程教学的基本要求绪 论教学基本要求：通过绪论课，使学生在物理思想上有一个较高的起点，了解物理理论体系与方法的发展，明确物理学的研究对象，掌握物理学的研究方法,了解物理学的发展历史，提高学生学习物理的自觉意识和总体意识。重点：物理学的研究对象难点：物理学的研究对象第一章 牛顿运动定律教学基本要求：1、掌握位矢、位移、速度、加速度等描述质点运动和运动变化的物理量。能借助于直角坐标系计算质点在平面内运动时的速度、加速度。2、理解质点运动的瞬时性、矢量性和相对性。3、掌握运动学两类问题的求解方法：第一类问题：由运动方程求质点的速度和加速度。第二类问题：由质点的速度或加速度及初始条件，求运动方程。4、掌握牛顿运动定律及其适用条件，能用微积分方法求解简单质点动力学问题。重点：牛顿运动定律及应用难点：质点运动的瞬时性、矢量性和相对性、牛顿运动定律的应用第二章 动量守恒能量守恒教学基本要求：1、理解动量与冲量的概念，理解质点与质点系的动量定理，掌握应用动量守恒定律分析力学问题的思路和方法，能求解简单系统在平面内运动的力学问题。2、掌握功的概念及变力作功的表达式，能计算直线运动情况下变力的功，理解保守力作功的特点及势能的概念，会计算重力、弹性力和万有引力势能3、掌握质点的动能定理、功能原理、机械能守恒定律的内容、成立条件及应用重点：动量定理、动量守恒定律、动能定理、功能原理、机械能守恒定律及应用难点：冲量、保守力作功的特点、定理与定律的应用第三章 刚体的定轴转动教学基本要求：1、理解力矩的概念和刚体绕定轴转动的转动定律2、理解角动量定理，掌握角动量守恒定律及条件3、了解角位移、角速度、角加速度、转动惯量、转动动能、动量矩等概念；了解角量与线量的关系。重点：角动量守恒定律难点：了解角量与线量的关系、第四章 热力学基础教学基本要求：1、掌握功、内能、热量和理想气体的定压摩尔热容、定容摩尔热容的概念；理解平衡态、准静态过程；2、理解热力学第一定律意义，掌握其在理想气体典型过程中的应用3、理解循环过程的特征及热机效率和致冷机的致冷系数。理解卡诺循环以及卡诺热机的效率和卡诺致冷机的致冷系数。4、理解热力学第二定律理解热力学第二定律两种表述的内容、实质及其统计意义5、了解可逆过程和不可逆过程，了解一切实际过程都是不可逆的。6、了解熵增加原理。重点：1、功、内能、热量和理想气体的定压摩尔热容、定容摩尔热容的概念2、热力学第一定律在理想气体典型过程中的应用难点：热力学第二定律、可逆过程和不可逆过程第五章 静电场教学基本要求：1、掌握真空中的库仑定理2、掌握电场强度的概念和电场强度叠加原理3、掌握由电荷分布求电场强度分布的方法4、掌握静电场的环路定理5、理解电场力的功，掌握电势、电势差、电势能的概念6、掌握求解电势分布的两种方法7、了解电介质的极化及应用8、理解电容器及电容器的连接9、理解静电场的能量重点：1、由电荷分布求电场强度分布的方法2、电势分布的求解难点：电场、电介质与电容器的理解；矢量积分第六章 稳恒电流的磁场教学基本要求：1、掌握磁感应强度和磁通量的概念2、掌握毕奥萨伐尔定律，掌握应用毕奥萨伐尔定律求解通电长直导线周围、通电圆线圈轴线上及均匀密绕螺线管轴线上磁感应强度分布的方法及特殊结论3、掌握洛仑兹力及带电粒子在磁场中的特殊运动4、掌握安培定律，掌握通电线圈的磁矩及其在磁场中受到的磁力矩5、了解磁介质的分类及磁场强度重点：1、求解通电长直导线周围、通电圆线圈轴线上及均匀密绕螺线管轴线上磁感应强度分布的方法及特殊结论2、带电粒子在磁场中的特殊运动难点：通电线圈的磁矩及其在磁场中受到的磁力矩、磁介质第七章 电磁感应教学基本要求：1、掌握电源、电动势、感应电流、感应电动势、动生电动势、感生电动势、及自感系数的概念；2、掌握法拉第电磁感应定律、楞次定律；掌握应用楞次定律判断感应电动势方向的方法；掌握应用法拉第电磁感应定律求感应电动势的方法；3、掌握动生电动势的计算；理解动生电动势及感生电动势的本质；了解交流发电机的工作原理4、了解感生电动势、自感的应用，掌握长直螺线管自感系数公式及推导5、掌握磁场的能量重点：1、楞次定律、法拉第电磁感应定律的应用2、动生电动势的计算3、长直螺线管自感系数公式及推导难点：应用法拉第电磁感应定律判断感应电动势方向，动生电动势的计算第八章 机械振动教学基本要求：1、掌握简谐振动的定义及描述简谐振动的各物理量（特别是相位）及各量间的关系。2、掌握简谐振动的振动方程、基本特征及能量特点能建立一维简谐振动的微分方程，能根据给定的初始条件写出一维简谐振动的运动方程，并理解其。3、掌握旋转矢量法及同一直线上同频率简谐振动合成的基本规律，合振动振幅极大和极小的条件，并理解振动合成的旋转矢量法推导过程4、理解阻尼振动、受迫振动、共振的概念重点：1、简谐振动的振动方程的物理意义2、同一直线上同频简率谐振动合成的基本规律，合振动振幅极大和极小的条件难点：旋转矢量法、阻尼振动、受迫振动、共振第九章 机械波教学基本要求：1、掌握简谐波的定义及描述简谐波的各物理量及各量间的关系。2、理解机械波产生的条件2、掌握平面简谐波波动方程的推导、物理意义及方程中各物理量的计算3、理解惠更斯原理和波的叠加原理，掌握波的干涉条件，能应用相位差和波程差分析、确定相干波叠加后振幅加强减弱的条件。4、掌握平面简谐波的能量特点及能流、能流密度概念5、了解驻波、多普勒效应的概念及现象重点：1、平面简谐波波动方程物理意义及方程中各物理量的计算2、波的干涉条件难点：平面简谐波波动方程物理意义、驻波、多普勒效应第十章 波动光学教学基本要求：1、理解获得相干光的方法，掌握光程的概念以及光程差和相位差的关系，能分析、确定杨氏双缝干涉条纹及薄膜等厚干涉条纹的位置，了解迈克耳逊进一步仪的工作原理。2、了解惠更斯菲涅耳原理，理解分析单缝夫琅禾费衍射条纹分布规律的方法，会分析缝宽及波长对衍射条纹分布的影响。3、理解光栅衍射公式，会确定光栅衍射谱线的位置，会分析光栅常数及波长对光栅衍射谱线分布的影响。4、理解自然光和偏振光，理解布儒斯特定律及马吕斯定律，了解双折射现象，了解线偏振光的获得方法和检验方法。重点：光程的概念、杨氏双缝干涉条纹及薄膜等厚干涉条纹、光栅衍射公式难点：双折射现象、光程差和相位差的关系第十一章 狭义相对论基础教学基本要求：1、理解伽利略变换，伽利略相对性原理和经典时空观。2、理解狭义相对论的基本原理，理解洛仑兹坐标变换，了解洛仑兹速度变换。3、理解狭义相对论中同时性的相对性以及长度收缩和时间膨胀概念。理解牛顿力学中的进空观和狭义相对论中时空观以及二者的差异。4、理解相对论动力学的几个重要结论：动力学基本方程、质量和速度的关系、能量和质量的关系。重点：洛仑兹坐标变换、能量和质量的关系、质量和速度的关系、动力学基本方程难点：同时性的相对性以及长度收缩和时间膨胀概念第十二章 近代物理学基础教学基本要求：1、理解普朗克能量量子论的假设。2、理解康普顿效应的实验规律以及爱因斯坦的光子理论对这两个效应的解释。3、理解光的波粒二象性和实物粒子的波粒二象性。了解德布罗意物质波假设及其正确性。5、了解海森堡的不确定关系，了解描述微观粒子的波函数及其统计解释。了解一维定态薛定谔方程。6、了解一维无限深势阱中的粒子。7、了解固体的能带理论。重点：实物粒子的波粒二象性、德布罗意物质波假设难点：波函数及其统计解释、薛定谔方程。三、课程教学基本内容和学时分配绪 论教学基本内容：1、物理学的研究对象2、物理学与哲学、科学技术、自然科学及现代化的关系3、物理学的发展历史4、物理学的作用5、物理学的研究方法学时：授课2学时第一章 牛顿运动定律教学基本内容：1、参考系坐标系和质点2、位移速度和加速度3、牛顿运动定律及应用学时：授课6学时第二章 动量守恒能量守恒教学基本内容：1、动量定理及动量守恒定律2、功、动能定理3、保守力的功和势能4、功能原理及机械能守恒定律学时：讲授6学时第三章 刚体的定轴转动教学基本内容：1、刚体的定轴转动的描述（角位移、角速度、角加速度、角量与线量的关系）2、转动动能定理及转动惯量3、角动量定理及角动量守恒定律学时：讲授8学时第四章 热力学基础教学基本内容：1、平衡态和理想气体状态方程2、热力学第一定律意义及在理想气体典型过程中的应用3、循环过程及卡诺循环4、热力学第二定律5、了解熵和熵增加原理学时：讲授5学时，自学1学时第五章 静电场教学基本内容：1、电荷及真空中库仑定律2、电场、电场强度及电场分布的计算3、静电场中的环路定理、电势及静电场中的电势的计算4、电介质5、电容器及其连接6、静电场的能量学时：讲授6学时，自学2学时第六章 稳恒电流的磁场教学基本内容：1、真空中的稳恒磁场2、毕奥萨伐尔定律及其应用通电长直导线周围的磁场分布及讨论通电圆线圈轴线上的磁场分布及讨论均匀密绕螺线管轴线上的磁场分布及讨论3、磁场力洛仑磁力、安培力；平面载流线圈的磁矩4、磁介质的磁化与铁磁质学时：讲授6学时，自学1学时第七章 电磁感应教学基本内容：1、电磁感应现象楞次定律、法拉第电磁感应定律2、两种感应电动势动生电动势与感生电动势动生电动势的概念、本质、计算及交流发电机感生电动势的概念及应用3、自感与磁场能量自感的两种定义；自感现象的应用；长直螺线管的自感系数；磁场能量学时：讲授6学时第八章 机械振动教学基本内容：1、简谐振动振动方程、振动状态2、描述简谐振动的基本物理量及简谐振动的能量振幅、周期、频率、角频率、相位与振动表达式之间的相互运算简谐振动的能量动能、势能及机械能3、简谐振动旋转矢量法4、简谐振动的合成合振动振幅公式、相位公式5、阻尼振动受迫振动共振学时：讲授4学时，自学1学时第九章 机械波教学基本内容：1、机械波形成、传播及机械波的几个概念2、平面简谐波的波动方程平面简谐波的波动方程的推动、平面简谐波的波动方程物理意义3、波的能量及能流密度波的能量、能量密度、能流密度、波的强度4、波的干涉惠更斯原理、波的干涉及干涉加强、减弱条件5、驻波、多普勒效应驻波的概念、驻波方程多普勒效应现象、声波的多普勒效应学时：讲授5学时，自学1学时第十章 波动光学教学基本内容：1、光的电磁理论电磁波的基本性质、电磁波谱2、双缝干涉光程、光程差、杨氏双缝干涉、半波损失3、薄膜干涉等厚干涉、劈尖干涉、牛顿环4、光的衍射惠更斯-菲涅尔原理、夫琅和费单缝衍射、衍射光栅5、光的偏振光的偏振性、自然光和线偏振光、起偏和检偏、马吕斯定律、反射光和折射光的偏振、布儒斯特定律、双折射现象学时：讲授8学时第十一章 狭义相对论原理教学基本内容：1、理解伽利略变换、牛顿的绝对时空观2、狭义相对论的基本原理与洛仑兹坐标变换3、狭义相对论的时空相对性4、狭义相对论的动力学基础动力学基本方程、质量和速度的关系、能量和质量的关系。学时：自学2学时第十二章 近代物理学基础教学基本内容：1、光的粒子性与康普顿效应2、实物粒子的波粒二象性3、不确定关系4、波函数及统计意义5、薛定谔方程6、一维无限深陷阱7、固体的能带学时：自学2学时四、课程各教学环节要求普通物理实验1、实验要求：普物实验课是一门独立的必修实验基础课，通过该课程的学习使学生受到系统实验方法和实验技能的训练，在实验课的教学中不仅培养学生对待科学实验具有的一丝不苟的严谨态度和实事求是的科学作风，更重要的是培养学生用辩证唯物主义世界观方法论来看待物质世界。实验课要求做到以下几点：(1)、通过预习明确实验的原理、步骤，弄清待测量、记录与处理的数据，写出合格的预习报告。(2)、借助教学资料和仪器说明书调整常用实验装置初步掌握操作的基本技能。(3)、学会物理实验中基本的实验方法和测量方法。(4)、能够对常用物理量进行一般测量。(5)、了解常用仪器和装置的性能，学会使用方法。对直接测量的物理量能正确读数、记录，并对其绝对误差和相对误差能进行计算，写出结果。对一些简单的间接测量的物理量的相对误差和绝对误差能进行计算，写出测量结果。能对实验误差进行初步分析。(6)、具有写出合格的实验报告的能力。2、实验内容：本大纲共列出10个实验，包括三部分：力学（40）、热学（20%）、电磁学（40），指导教师可根据实际情况选择力学、热学、电磁学各两个，每个实验占3学时，6个实验共18学时。(1)长度测量(2)牛顿第二定律的验证(3)密度的测量(4)单摆(5)比热的测定(6)冰的溶解(7)万用电表的使用(8)制流电路与分压电路(9)静电场描绘(10)用惠斯通电桥测电阻作业1、基本要求:（1）要求学生端正作业态度，认真按时地完成作业。通过做作业可以使所学知识得以巩固、加深；另外代课教师可通过作业，了解学生对所学知识的掌握程度。（2）要求学生在做作业时，能够做到举一反三，明白习题中的每道题代表的是一类型题，避免搞题海战。2、布置题量:蔡保平普通物理学第一章3、4、5、6、7、8、9题第二章1、2、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14题第三章2、3、4、5、6、7、8、10、11题第四章2、3、4、5、6、7、8、10、11题第五章1、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12题第六章1、2、3、4、6、7、9、10题第七章3、4、5、6、7、8、10题第八章2、3、4、5、6、7题第九章1、2、3、4、6、7、8、9题第十章1、2、3、4、7、8、9、10、11题考核1、成绩的组成：平时成绩（20）卷面成绩（80）2、考试的形式：闭卷五、本课程与其它课程的联系本课程的先修课程是高等数学，是其他理工科各专业课程的基础课程，为各专业课程的讲授提供了基本概念、基本规律和基本方法，使学生受到提出问题、分析问题和解决问题的创新能力的训练。六、教材及教学参考书1、蔡保平编普通物理学、化学工业出版社、1996、22、陈家森普通物理学、高等教育出版社，1997年3、张三慧等编著大学物理学（第三版）、清华大学出版社4、马文蔚编著物理学（第四版）、高等教育出版社、1999年七、其它说明1、根据各专业对物理内容的要求各异，可对教学内容作适当的删减2、本课程要求在开课之前已经学习并掌握高等数学中关于一元函数的微积分、矢量代数运算等基本知识。3、大纲所定学时分配仅供参考，任课教师可按具体情况进行适当调整课程编号：07013219无机化学及实验课程教学大纲（Inorganic Chemistry）适用专业：煤炭深加工与利用总学时：100(其中理论64学时，实验/实践36学时) 学分：4制定单位：化工系 执笔者：陈银花 审核人：薛金辉 编写日期：2005年6月20日一、课程性质、目的和任务无机化学是高职高专煤炭深加工与利用专业的第一门重要专业基础课，无机化学对整个煤炭深加工与利用教学计划的顺利实施及培养目标的实现起着承上启下的作用，是贯穿于煤炭深加工与利用专业必修课整个环节中的重要环节。它既与中学化学内容相衔接，又要为后续课的学习打下基础，对学生学习起承前启后的作用。他的开设在于使学生掌握无机化学领域中的基础理论和基础知识，同时传授学生获取知识的方法和思想，培养学生的创新意识和科学品质，使学生具备潜在的发展能力和基础，为学习以后续课程打下良好基础。通过无机化学理论课的学习，本课程应达到的主要目标是：使学生较牢固地掌握无机化学基本理论，并在上述理论的指导下，理解和掌握重要元素及其化合物的主要性质、结构、存在、制法、用途等基本知识。学会思考问题和提出问题，能够运用所学知识分析问题、解决问题，培养学生科学思维方法，培养学生的对知识的综合应用和创新能力， 强化学生的专业思想，激发学生学习化学的兴趣，全面提高学生的专业综合素质。要求学生掌握基本操作和技能的训练、基本理论的验证、元素及其化合物的性质和无机制备四部分。培养学生的基础知识、实践能力、科学素养以及综合运用化学知识分析问题、解决问题的能力方面动手能力，启发性，由学生自行设计实验；掌握常见无机离子的分离和鉴定的内容本课程是煤炭深加工与利用专业的专业必修课。二、课程教学的基本要求第一章 物质状态及其变化教学要求了解物质三态的主要特点和性质，重点掌握理想气体状态方程式，道尔顿分压定律的应用；掌握质量守恒定律、热化学定律、反应热、生成热、焓等基本概念，能运用盖斯定律计算一些无法直接测定的化学反应的热效应。重点：理想气体状态方程式，道尔顿分压定律的应用难点：热化学定律、反应热、生成热、焓等基本概念的理解第二章 化学反应速率和和化学平衡教学要求了解化学反应速率的基本概念和理论（碰撞理论、过渡状态理论），掌握影响反应速率的因素（浓度、压力、温度和催化剂）；了解化学平衡的概念和平衡常数的意义，重点掌握有关平衡常数的计算、化学平衡的移动以及化学平衡原理的应用。重点：1、有关平衡常数的计算、化学平衡的移动以及化学平衡原理的应用。2、影响反应速率的因素难点：1、碰撞理论、过渡状态理论2、反应速率与化学平衡的综合应用第三章 电解质溶液和离子平衡教学要求掌握强电解质理论、酸碱质子理论和各种弱电解质的电离平衡，弱酸弱碱溶液的酸碱度计算，缓冲溶液的原理和配制方法，沉淀溶解平衡的特有关溶度积的计算和溶度积规则的应用等。重点：1、水的离解和溶液的pH2、同离子效应和缓冲溶液3、溶度积规则及其应用4、盐类的水解难点： 1、电解质溶液2、水的离解和溶液的pH3、酸碱质子理论第四章 氧化和还原教学要求1、掌握氧化还原反应的基本概念，氧化还原反应的配平方法，原电池表示法，2、学会电极电势的应用，元素电势图，能斯特方程式，化学电源和电解等。重点：1、氧化还原反应的基本概念2、氧化还原反应与原电池3、电极电势电极电势的应用难点：电极电势含义第五章 原子结构与元素周期律教学要求1、了解原子核外电子的运动状态，2、掌握原子中电子的排布原理和元素周期律，3、熟悉元素性质的周期性变化规律。重点：1、原子核外电子的运动状态（难点）2、原子中电子的排布3、原子核外电子排布与元素周期律4、元素性质的周期性难点： 原子核外电子的运动状态第六章 分子结构与晶体结构 教学要求1、掌握杂化轨道理论、三种类型的化学键（离子键、共价键和金属键）理论和四种类型的晶体（分子、原子、离子和金属晶体）特点；2、了解现代价键理论和分子轨道理论的初步知识，3、熟悉了分子间力和氢键对物质性质的影响。重点：1、共价键理论2、杂化轨道理论与分子几何构型3、分子间力与分子晶体4、离子键与离子晶体5、离子极化难点：杂化轨道理论2、离子极化意义及应用第七章 配位化合物教学要求1、重点掌握配位化合物的基本概念，包括配合物的定义、组成、命名、结构，2、了解配合物形成的化学键理论，讨论影响配合物稳定性的因素以及有关配合物的重要应用。重点：1、配位化合物的基本概念2、配位化合物的结构3、配位化合物在水溶液中的状况4、鳌合物5、配位化合物的应用难点：配位化合物的结构鳌合物第八章 主族金属元素（一）碱金属和碱土金属教学要求1、了解碱金属和碱土金属的通性，2、重点掌握它们的典型金属特征和强的还原性，金属的制备，氧化物及其氢氧化物的强碱性应用，3、学会典型的离子性化合物在生产科研中的应用，分析金属型物质的性质变化情况和无机盐的溶解规律。重点；1、碱金属的性质2、碱土金属的性质第九章 主族金属元素（二）铝锡铅砷锑铋教学要求1了解p区金属元素的特点，2掌握铝、锡、铅、砷、锑、铋等重要元素及其化合物的主要性质、结构、存在、制备和应用。重点：1、铝单质及化合物的性质2、锡铅单质及化合物的性质3、砷锑铋单质及化合物的性质第十章 非金属元素（一）氢 稀有气体卤素教学要求1、掌握卤素单质、氢化物、含氧酸及其盐的结构、性质、制备和用途；2、重点掌握应用元素电势图分析卤素及其化合物的氧化还原性以及它们之间的相互转换关系。重点：1、卤素单质、氢化物、含氧酸及其盐的结构、性质、制备和用途；2、元素电势图分析卤素及其化合物的氧化还原性以及它们之间的相互转换关系。难点：元素电势图分析卤素及其化合物的氧化还原性以及它们之间的相互转换关系。第十一章 非金属元素（二）氧硫氮磷碳硅硼教学要求掌握氧、硫、氮、磷、碳、硅、硼等元素的单质、氧化物、含氧酸及其盐的主要性质、结构、存在、制备和应用。重点：氧、硫、氮、磷、碳、硅、硼等元素的单质、氧化物、含氧酸及其盐的主要性质第十二章 过渡元素（一）铜副族和锌副族教学要求1、了解铜副族和锌副族元素的通性、金属单质的特殊物理性质，比较它们的化合物与S区元素的不同，2、讨论它们的离子的强配位能力和氧化还原性差异，氧化物及其氢氧化物的酸碱性变化规律，3、掌握铜和汞的+1和+2价化合物的相互转化条件以及一些重要盐的应用例子。重点：1、讨论它们的离子的强配位能力和氧化还原性差异，氧化物及其氢氧化物的酸碱性变化规律，2、铜副族和锌副族元素的通性、金属单质的特殊物理性质第十三章 过渡元素（二）铬锰铁钴镍教学要求掌握铬、锰、铁、钴、镍等元素的单质、氧化物、氢氧化物及其盐的主要性质、结构、存在、制备和应用。重点：铬、锰、铁、钴、镍等元素的单质、氧化物、氢氧化物及其盐的主要性质、结构、存在、制备和应用。实验部分： 实验一 基本操作训练实验目的：1、学习实验室的各类规章制度，注意实验安全。2、认识实验室常用仪器，掌握仪器的一般洗涤和干燥方法。主要仪器设备：试管、烧杯、量筒、表面皿、漏斗、试剂瓶、容量瓶、移液管、研钵、蒸发皿、试管夹、试管架、石棉网、铁架台（包括铁夹）实验二 醋酸电离常数的测定实验目的：1、掌握用酸度计测定醋酸电离常数的原理和方法。2、进一步练习移液管的使用。3、练习并掌握酸度计的使用方法。主要仪器设备：雷磁25型酸度剂，150mL烧杯1只、50mL酸式滴定管2只、100mL小烧杯5只， 实验三 化学反应速率和化学平衡实验目的：1、掌握浓度、温度、催化剂对反应速率的影响。2、掌握浓度、温度、催化剂对化学平衡的影响。3、练习在水浴中进行恒温操作，进一步练习温度计和秒表的使用。4、学习根据实验数据作图。主要仪器设备：烧杯、大试管、量筒、秒表、温度计实验四 电导率法测定硫酸钡的溶度积实验目的：1、掌握用电导率法测定硫酸钡溶度积常数的原理和方法。2、熟悉沉淀的生成、陈化、离心分离、洗涤等基本操作。主要仪器设备：电导率仪、烧杯实验五 离解平衡和沉淀-溶解平衡实验目的：1、加深理解同离子效应、盐类的水解作用及影响盐类水解的主要因素。2、试验缓冲溶液的缓冲作用。3、复习酸度计（pH计）的使用方法。4、加深理解沉淀溶解平衡，沉淀生成和溶解的条件，了解分步沉淀及沉淀的转化。主要仪器设备：雷磁25型酸度计或pHS-3型精密数显酸度计，台秤，试管实验六 配位化合物实验目的：1、比较配合物与简单化合物、复盐的区别。2、掌握配离子形成、离解及配位平衡移动的原理。3、理解配位平衡与沉淀反应、氧化还原反应、溶液酸碱性的关系。4、了解利用配位反应进行混合离子分离及离子的鉴定的初步知识。主要仪器设备：白色瓷点滴板，离心机实验七 硫酸铜的提纯实验目的：1、掌握用化学法提纯硫酸铜的原理与方法。2、练习并初步学会无机制备的某些基本操作。主要仪器设备：台秤，研钵，漏斗和漏斗架，布氏漏斗，吸滤瓶，蒸发皿，真空泵。实验八 氯化钠的提纯实验目的：1、掌握用化学方法提纯氯化钠的原理和方法。2、初步学会无机制备的基本操作。3、了解中间控制检验和氯化钠纯度检验的方法。主要仪器设备：台秤，烧杯，漏斗和漏斗架，布氏漏斗，吸滤瓶，蒸发皿，真空泵，石棉网和酒精灯。实验九 硫酸亚铁铵的制备 实验目的：1、了解复盐的一般特征和制备方法。2、继续练习水浴加热、固液分离、沉淀的洗涤、蒸发、浓缩、结晶等基本操作。3、练习目视比色法测定离子的浓度。主要仪器设备：台称、烧杯、250mL锥形瓶、布氏漏斗、吸滤瓶、循环水流真空泵、比色管实验十 硫代硫酸钠的制备实验目的：1、了解硫代硫酸钠的制备原理和方法。2、掌握硫代硫酸钠的一些重要性质、3、了解检验硫代硫酸钠的方法、主要仪器设备：台秤，布氏漏斗，吸滤瓶，真空泵，点滴板，表面皿实验十一 以废铝为原料制备氢氧化铝实验目的：1、通过由废铝制备氢氧化铝，了解废物综合利用的意义。2、熟悉金属铝和氢氧化铝的有关性质。3、掌握无机制备中的一些基本操作方法。主要仪器设备：烧杯（250mL，400mL），台秤，布氏漏斗，吸滤瓶，真空泵，恒温烘箱 实验十二 用废电池的锌皮制备硫酸锌实验目的：1、学习由废锌皮制备硫酸锌的方法。2、熟悉控制pH值进行沉淀分离除杂质的方法。3、掌握无机制备中的一些基本操作及对比检查。主要仪器设备：台秤，普通漏斗，布氏漏斗，抽滤瓶，真空泵，蒸发皿 三、课程教学基本内容和学时分配本课程课堂讲授总学时数为64学时。化学理论部分的深度和广度应以能够阐明无机化学的基本知识材料为准则，并充分考虑到学生的接受能力。元素化学叙述部分以重要元素及其化合物的特性和典型反应为最基本知识，充分重视典型的具有实际意义的元素及其化合物的学习。第一章 物质及其变化（3课时）第一节 物质的聚集状态第二节 化学反应中的质量和能量关系第二章 化学反应速率和化学平衡（4课时）第一节 化学反应速率定义及表示方法第二节 化学反应速率理论第三节 影响化学反应速率的主要因素第四节 化学平衡第三章 电解质溶液和离子平衡（8课时）第一节 强电解质在溶液中的状况第二节 水的电离和溶液的PH值第三节 弱酸弱碱的电离平衡第四节 同离子效应和缓冲溶液第五节 盐类的水解第六节 酸碱质子理论第七节 沉淀和溶解平衡第八节 溶度积规则及其应用第四章 氧化和还原（5课时）第一节 氧化还原反应的基本概念第二节 氧化还原反应与原电池第三节 电极电势的应用第五章 原子结构和元素周期律（8课时）第一节 原子核外电子的运动状态第二节 多电子原子中电子的分布第三节 原子核外电子排布与元素周期律第四节 元素性质的周期性第六章 分子结构与晶体结构（8课时）第一节 离子键第二节 共价键理论第三节 杂化轨道理论和分子的几何构型第四节 晶体的特征第五节 离子晶体第六节 原子晶体第七节 分子间力和分子晶体第八节 金属晶体第九节 离子极化第十节 混合型晶体第七章 配位化合物（4课时）第一节 配位化合物的基本概念第二节 配位化合物的结构第三节 配位化合物在水溶液中的状况第四节 螯合物第八章 主族金属元素（一）碱金属 碱土金属（4课时）第一节 碱金属和碱土金属的通性第二节 单质第三节 碱金学反应学反应速率和化学平衡速率和化学平衡属和碱土金属的化合物第四节 锂和铍的特性以及锂和镁的相似性第九章 主族金属元素（二） 铝锡铅砷锑铋（4课时）第一节 铝第二节 锡铅第十章 非金属元素（一）氢 稀有气体 卤素（5课时）第一节 氢第二节 稀有气体第三节 卤素第十一章 非金属元素（二）氧硫氮磷碳硅硼（5课时）第一节 氧 臭氧 过氧化氢第二节 硫及其化合物第三节 氮的化合物第四节 磷及其化合物第五节 碳硅硼及其化合物第十二章 过渡元素（3课时）第一节 过渡元素的通性第二节 铜副族元素第三节 锌副族元素第十三章 铬锰铁钴镍（3课时）第一节 铬及其化合物第二节 锰及其化合物第三节 铁系元素附：课时分配总表序 号内 容课 时1物质状态及其变化32化学反应速率和和化学平衡43电解质溶液和离子平衡84氧化和还原55原子结构和元素周期律86分子结构和晶体结构87配位化合物48主族金属元素（一）碱金属和碱土金属49主族金属元素（二）铝锡铅砷锑铋410非金属元素（一）氢 稀有气体 卤素511非金属元素（二）氧硫氮磷碳硅硼512过渡元素（一）铜副族和锌副族313过渡元素（二）铬锰铁钴镍3合 计64实验一 基本操作训练实验内容：1、学习实验室的各种规章制度。使学生熟悉实验室安全守则、仪器的使用守则、危险药品的使用和存放守则及卫生纪律守则。2、认领并练习洗涤各种常见的玻璃仪器，了解一般干燥方法。实验二 醋酸电离常数的测定实验内容：1、配制不同浓度的醋酸溶液。2、醋酸溶液pH值的测定。3、计算醋酸溶液的离解常数。实验三 化学反应速率和化学平衡实验内容：1、浓度对化学反应速度的影响。2、温度对化学反应速度的影响。3、催化剂对化学反应速度的影响。4、浓度对化学平衡的影响。5、温度对化学平衡的影响实验四 电导率法测定硫酸钡的溶度积实验内容：1、BaSO4 沉淀的制备2、BaSO4饱和溶液的制备。2、用电导率仪测定。4、数据处理。实验五 离解平衡和沉淀-溶解平衡实验内容：1、弱电解质的同离子效应。2、盐类水解3、缓冲溶液的缓冲作用。4、沉淀溶解平衡。实验六 配位化合物实验内容：1、配合物与简单化合物、复盐的区别。2、配位平衡的移动。3、螯合物的生成。4、利用配位反应分离混合离子实验七 硫酸铜的提纯实验内容：1、粗硫酸铜的提纯2、硫酸铜纯度的检验实验八 氯化钠的提纯实验内容：1、粗食盐的提纯2、产品纯度的检验实验九 硫酸亚铁铵的制备实验内容：1、铁屑的净化2、硫酸亚铁的制备3、硫酸亚铁铵的制备4、产品检验实验十 硫代硫酸钠的制备实验内容：1、硫代硫酸钠的制备。2、产品性质检验。实验十一 以废铝为原料制备氢氧化铝实验内容：1、制备偏铝酸钠2、合成氢氧化铝3、氢氧化铝的洗涤、干燥实验十二 用废电池的