《无机化学》教学大纲.doc

无机化学教学大纲课程编号：01033010 课程类别：技术基础课 适用专业：化工工艺 学时：80 一、课程的性质、目的和意义 无机化学课程（包括无机化学课外实践）是化工工艺专业的一门必修的技术基础课。本课程的主要任务在中学化学的基础上，系统的提供无机化学的基本理论和基本知识，进行无机化学计算和无机化学实践等基本技能的训练，这些都是学生学习后续课程和新的科学技术所必需的知识。了解无机化学在解决实际问题中的应用，了解无机化学领域的新成果及发展的新动态。二、教学基本要求1、化学反应中能量关系 基本要求：了解气体的基本特征，理解理想气体的概念，熟练掌握理想气体状态方程式的有关计算，掌握气体分压定律及其计算，反应热效应及计算，熟悉能量守恒定律和盖斯定律，理解状态函数、焓与摩尔焓变、标准摩尔生成焓等概念，掌握热化学方程式、反应焓变、ecc定律及有关计算。2、化学反应的方向、速率和限度 基本要求：掌握反应速度的意义及其表示法，化学平衡的概念和平衡常数的意义，掌握化学平衡及其移动基本计算。了解基元反应和非基元反应，掌握质量作用定律的意义，运用活化分子和活化能的概念说明各种因素对反应速度的影响，了解标准摩尔熵、标准摩尔生成Gibbs函数的概念和rSm,rGm的计算。了解rGm与rHm和rSm的关系，初步学会用rGm和rGm判断反应进行的方向和程度。3、溶液中的离子平衡 基本要求：掌握分散系的概念；了解影响物质溶解度的各种因素，掌握溶液中的单相离子平衡和多相离子平衡及弱电解质中离子浓度的计算和PH值的计算，掌握同离子效应和缓冲溶液的原理和基本计算。掌握沉淀的生成和转化。4、氧化还原反应 基本要求：熟悉氧化还原反应的基本概念，掌握离子电子法配平氧化还原反应方程式，着重说明电极电位的概念，要求用能斯特方程进行有关计算，熟练运用电极电位判断氧化还原反应进行的方向和限度，初步学会元素电位图及有关应用。5、原子结构 基本要求：了解氢原子光谱和能级的概念，了解能级和四个量子数的概念；了解波函数的意义熟悉s,p,d原子轨道和电子云的空间图象；掌握原子核外电子的排布与元素周期系的关系以及元素周期律的实质。6、分子结构 基本要求：从原子轨道的重叠理解共价键的形成；掌握键和键的形成条件；掌握配对法和杂化轨道理论的基本要点；对离子键的形成、配位键、分子间力和氢键要在中学基础上适当加深。7、晶体结构 基本要求：从晶格结点上离子间结合的不同理解晶体的基本类型与晶体性质的关系；掌握三种典型离子晶体的结构特征和晶格的配位数，根据波恩哈伯循环计算晶格能；了解离子极化对物质性质的影响，掌握原子半径的概念及其在周期系中的变化规律。8、配位化合物 基本要求：了解配位化合物的基本概念、价键理论、电离平衡及有关计算，配合物的几何构型与中心离子杂化轨道的关系，了解内轨型、外轨型配合物的概念、中心离子价电子排布与配离子稳定性、磁性的关系。了解螯合物的一般概念。9、氢稀有气体 基本要求：掌握氢的制备、性质和用途、对氢化物及稀有气体化合物作简要介绍。10、碱金属和碱土金属 基本要求：掌握碱金属和碱土金属单质的性质，它们的氧化物和氢氧化物的性质以及盐类的溶解性和热稳定性。了解锂、铍的特性和对角线规则。11、卤素 基本要求：掌握卤素、卤化氢、氯的含氧酸及其盐的重要性质和递变规律。1 2、氧族元素 基本要求：了解氧单质的性质、过氧化物的结构和性质、了解硫的氢化物和金属硫化物的溶解性；了解亚硫酸、硫酸、硫代硫酸及其盐的性质。13、氮族元素 基本要求：掌握氮、亚硝酸、硝酸及它们的盐的性质，掌握磷酸及单磷酸盐的性质，掌握砷、锑、铋3价和5价的含氧酸或氢氧化物的酸碱性和氧化还原性。14、碳族和硼族元素基本要求：掌握碳的氧化物（CO、CO2）的结构和性质，SiO2硅酸和硅酸盐的性质，掌握锡铅的氧化物及其水合物的酸碱性，锡的还原性和铅的氧化性，掌握铝及其重要化合物的性质。15、过渡元素 基本要求：掌握其通性，了解重要化合物性质。16镧系和锕系元素 基本要求：掌握其通性，了解重要化合物性质。17、无机化学与生态环境基本要求：了解生命必须元素及其生物功能，理解生物无机化学的涵义，掌握绿色化学的概念和实例。18、无机化学课外实践基本要求：通过虚拟实验基地，将无机化学的基本性质实验，验证性实验，提纯与制备实验，综合性、设计性实验进行课外虚拟实践。并通过该实践进一步理解无机化学的基本理论。三、教学内容 1第一章、化学反应中的质量关系和能量关系（4学时） 教学内容：1化学反应中的质量关系；2化学反应中的能量关系。3化学反应的热效应4热力学标准态与摩尔反应热。重点：理想气体状态方程式与分压定律，状态函数的特征，焓与摩尔焓变、标准摩尔生成焓等概念，盖斯定律，反应热计算。 难点：气体常数R的单位及分压的概念，状态函数和反应摩尔焓变、标准摩尔生成焓。 2第二章、化学反应的方向速率和限度（6学时） 教学内容：1过程的自发性、熵、热力学第二定律、第三定律；2自由能G，化学反应自发性的判据；3热力学函数的计算及初步应用；4化学反应速率；瞬时速率与平均速率，反应速率的基本理论(碰撞理论，过渡状态理论)活化能。5.平衡常数和平衡组成的有关计算，化学平衡移动的规律，影响平衡的因素。重点：运用活化能的概念解释浓度、温度及催化剂对反应速率的影响，平衡常数和平衡组成的有关计算。化学平衡移动的规律，热力学函数熵和Gibss函数等。 难点：活化分子与活化能的概念，有关总压，离解率与Kp之间的计算，平衡常数和平衡组成的有关计算。化学平衡移动的规律，热力学函数熵和Gibss函数等。第三章、酸碱反应和沉淀反应（学时）教学内容：1水的自偶电离，酸碱指示剂；2热力学与电解质的电离；一元弱酸、弱碱的电离平衡，多元弱酸、弱碱的电离平衡；电解质对酸碱平衡的影响，酸碱平衡的移动；稀释效应，盐效应，同离子效应，缓冲溶液。 重点：溶液中的单相离子平衡和多相离子平衡及弱电解质中离子浓度的计算，同离子效应和缓冲溶液的原理和计算。溶度积规则及沉淀的生成和转化。 难点：溶液中的多相离子平衡及多元弱电解质中离子浓度的计算，同离子效应和缓冲溶液的原理和计算。PH值对难溶氢氧化物、难溶硫化物沉淀反应的影响。第四章、氧化还原反应（学时）教学内容：1氧化还原的基本概念，氧化数，氧化还原作用，氧化还原方程式的配平；2原电池与电极电位3影响电极电位的因素4Nernst方程应用，5元素电位图及元素的G/F-Z图；6氧化还原平衡与多重平衡；7化学电源与电解。 重点：电极电位的意义和运用电极电位判断氧化还原反应进行的方向和限度。 难点：电极电位。第五章、原子结构与元素周期律（学时）教学内容： 1核外电子的运动状态 2描述核外电子运动状态的四个量于数 3原子软道图形与电子云表示法 4多电子原子核外电子排布及元意周期表 5元素基本性质及周期性变化规律 重点：原子轨道和电子云的空间图象原子核电子的排布与元素周期系的关系。 难点：原子核外电子的运动状态。第六章、分子结构与性质（学时）教学内容：1离子键理论 2共价键参数及分子的性质 3共价键理论（VB法及杂化轨道理论） 4金属键理论 5分子间力及氢键 重点：价键理论和分子轨道理论。 难点：杂化轨道理论和分子轨道理论。第七章、固体的结构与性质（学时）教学内容：1晶体的基本概念 2晶格的分类 3离子极化与变形 重点：晶体类型与晶体性质的关系。 难点：从晶格结点上离子间结合的不同理解晶体的基本类型与晶体性质的关系。第八章、配位化合物（学时） 教学内容：1配位化合物的基本概念 2配合物的结构理论 3热力学与配位平衡 4配位化合物的应用 重点：了解配合物的价键理论及络合平衡的有关计算，配合物的几何构型与中心离子杂化轨道的关系。 难点：络合平衡的计算，配合物的几何构型与中心离子杂化轨道的关系。第九章、元素概论（学时）教学内容：1氢的通性 2重要化合物 重点：介绍氢及其重要化合物的性质。第十章、碱金属和碱土金属（学时）教学内容：1碱金属及碱土金属的通性 2单质的制备 3重要化合物 重点：掌握碱金属和碱土金属单质的性质，它们的氧化物和氢氧化物的性质以及盐类的溶解性和热稳定性。了解锂、铍的特性和对角线规则。 第十一章、卤素（学时） 教学内容：1卤族元索的基本性质与卤族元素G/F-Z图 2卤索及其重要化合物的结构与性质 3卤族元素用途，生化功能及环境化学 4Cl-、Br-、I-的分离及检出 5氟的特殊性重点：掌握氯的单质、氢化物、含氧酸及其盐的重要性质。第十二章、氧族元素（学时）教学内容：1单质及其结构特点 2重要化合物 3重要化合物的制备 4氧族元素用途及环境化学 5S2-、SO32-、S2O32-、SO42-的鉴定 重点：着重介绍氧、硫的化合物性质。第十三章、氮族元素（学时）教学内容：1单质的结构与性质 2氢化物 3氮族元素氧化物及含氧酸 4卤化物 5硫化物及其制备 6本族元素用途及环境化学 7氮族元素化合物的分析鉴定重点：了解氮的重要化合物的性质。第十四章、碳族和硼族元素（学时）教学内容：1单质的结构及其基本性质 2碳族和硼族元素的重要化合物结构及性质 3硅酸盐及其结构特点 4碳族和硼族元素的热力学性质及其应用 5碳族和硼族元素的用途及环境化学 重点：掌握碳和硼族的氧化物（CO、CO2）的结构和性质，SiO2硅酸和硅酸盐的性质，掌握锡铅的氧化物及其水合物的酸碱性，锡的还原性和铅的氧化性，掌握铝及其重要化合物的性质。第十五章、过渡元素（学时）教学内容：1过渡金属元素的通性 2过渡金属的冶炼 3一些重要的过镀金属元素及其化合物性质 4过渡金属元素用途及环境化学 5离子的分离与检出 重点：掌握其通性，了解重要化合物性质。第十六章、镧系和锕系元素（学时）教学内容：1镧系和锕系元素的结构特点及通性 2镧系和锕系元素的重要化合物 3镧系和锕系元素的应用及环境化学 重点：掌握其通性，了解重要化合物性质。第十七章、无机化学与生态环境（学时）教学内容：无机化学与生态环境 重点：绿色化学的概念。 无机化学课外实践（0学时） 重点：通过虚拟实验基地，将无机化学的基本性质实验，验证性实验，提纯与制备实验，综合性、设计性实验进行课外虚拟实践。并通过该实践进一步理解无机化学的基本理论。四、考核方式 平时成绩占（作业，学习态度），课程总结占10%，期末考试占7（采用大连理工无机化学电子试题库）。五、教学方法与手段教学内容教学方法教学手段1第一章、化学反应中的质量关系和能量关系讲授2第二章、化学反应的方向速率和限度诱导第三章、酸碱反应和沉淀反应启发电子课件第4章、氧化还原反应互动电子课件第5章、原子结构与元素周期律互动模型第6章、分子结构与性质双向模型第7章、固体的结构与性质启发CAI课件第8章、配位化合物互动模型第9章、元素概论讲授第10章、碱金属和碱土金属双向CAI课件第11章、卤素互动模型第12章、氧族元素诱导CAI课件第13章、氮族元素学导CAI课件第14章、碳族和硼族元素讲授CAI课件第15章、过渡元素讲授CAI课件第16章、镧系和锕系元素学导第17章、无机化学与生态环境学导无机化学课外实践学导虚拟实验室六、各教学环节学时分配内容课堂讲授实验实践（上机）小计第一章04第二章606第三章707第四章808第五章66第六章707第七章707第八章606第九章02第十章2第十一章22第十二章2第十三章2第十四章33第十五章2第十六章2第十七章22仿真实验010总计70100七、教材与参考书教材：1、 武汉大学、吉林大学无机化学教研室编 无机化学 高教出版社年第三版2、大连理工大学无机化学教研室编 无机化学 八、执行大纲时应注意的说明本课程总学时是80学时，其中授课学时为70学时，无机化学课外实践为10学时。讲课要求要重视基础，突出重点，拓宽知识，展现前沿。以培养学生具有良好的化学素质和能力。大学化学实验（一）教学大纲课程编号：01033070 课程类别：专业基础课 适用专业：化工工艺 总学时：30 学分：3 教研室主任：徐革联 大纲执笔人：秦华 大纲审批人：徐革联一、 本实验课的性质、任务与目的 大学化学实验（一）课程是化工工艺专业的一门必修的技术基础课。本课程的主要任务是在化学基础实验的基础上，将无机化学与分析化学的理论与实验进行整合，系统的提供无机分析实验基本操作、仪器的使用、实验的基本理论和基本知识、实验数据的处理等一整套相融合的综合性、设计性的实验。注重学生分析解决问题和创新能力的培养。二、 本实验课的基本理论 实验 基本理论1常见阴离子未知液的定性分析阴离子的性质、定量分析2三草酸合铁（）酸钾的制备及组成测定无机物的制备、定性分析、定量分析3常见阳离子未知液的定量分析阳离子的性质、定性分析4从废定影液中回收银硫代硫酸银的性质5无机纸上色谱萃取、纸上迁移6化学反应速率与活化能的测定反应速率理论三、实验内容和教学基本要求序号实验名称学时实验类型实验要求内容提要1常见阳离子未知液的定量分析5设计必做阳离子的定性分析阳离子的定量分析2三草酸合铁（）酸钾的制备、组成测定、稳定常数的测定及表征10设计必做三草酸合铁（）酸钾的制备邻二氮菲分光光度法测铁氧化还原滴定法测草酸根3常见阴离子未知液的定性分析设计必做混合阴离子分组鉴定阴离子个别鉴定4从废定影液中回收银设计必做废定影液回收银的方法5无机纸上色谱综合必做分离、鉴定Cu2+，Fe3+，Co2+和Ni2+。6化学反应速率与活化能的测定综合必做吸光度的测定化学反应速率与活化能与吸光度的关系四、仪器设备配置常见阴离子未知液的定量分析离心机，酒精灯，试管，点滴板，玻璃棒，水浴锅。三草酸合铁（）酸钾的制备及组成测定托盘天平，电子分析天平，烧