《无机及分析化学》教学大纲.doc

无机及分析化学教学大纲开课单位（系、教研室、实验室）：生物工程学院化学教研室学分：3学分 总学时：48H（理论教学48学时）课程类别：必修 考核方式：考试基本面向：化学工程与工艺专业、制药工程专业一、本课程的目的、性质和任务该课程综合了以往的无机化学、分析化学两门基础化学课程的内容,无机及分析化学是阐述化学变化和分析测试基本原理的基础学科。本课程是高分子材料科学与工程专业本科生的必修基础课。通过对本课程的学习与实践，使学生掌握物质结构基础理论、化学反应基本原理、元素化学知识、分析测试的基本原理与方法，培养学生的科学态度和创新能力，为学生进一步学习后续课程打下基础。二、本课程的基本要求1 掌握溶液与胶体、化学热力学、化学平衡、化学动力学的基本理论，理解化学反应的基本原理。2 掌握原子结构、分子结构基本理论，理解物质结构与物质性质的关系。3 了解s区元素、p区元素、d区元素、f区元素中一些重要生命元素。4 掌握溶液中的四大平衡规律，掌握以四大平衡为基础的化学分析的基本原理和方法。5 了解配位化学、电化学、生命元素化学的基础知识。6 了解本课程内容在生物学、制药和化工中的应用，培养学生科学的思维方法。三、本课程与其它课程的关系本课程是材料类各专业学习其它专业基础课和专业课的基础。与本课程平行开设的是无机及分析化学实验课程。四、本课程的教学内容 绪论化学发展简介；化学的地位和作用；无机及分析化学的主要内容；化学的发展趋势和前沿领域；本课程的学习方法第1章 溶液与胶体分散系；溶液的浓度；稀溶液的依数性。第2章 化学反应的能量和方向系统和环境；状态与状态函数；广度性质和强度性质 ；过程与途径；热和功；热力学能；热力学第一定律；定容热效应；定压热效应；焓和焓变；热化学方程式；Hess定律；自发过程；混乱度；熵及其统计意义；热力学第三定律；标准熵；自由能；热力学第二定律；标准生成自由能；Gibbs-Helmholtz方程；标准生成自由能。第3章 化学反应的速率和限度化学反应速率的定义及其表示方法；反应速率理论；影响化学反应速率的因素；化学平衡及特征；标准平衡常数；化学平衡的计算；标准平衡常数与标准自由能变的关系；化学反应等温方程；根据反应熵和标准平衡常数判断反应自发方向；浓度、压力和温度对化学平衡的移动的影响。第4章 物质结构简介氢原子光谱；玻尔理论；波粒二象性；不确定原理；Schrodinger方程；波函数和原子轨道；概率密度和电子云；四个量子数；屏蔽效应与钻穿效应；核外电子排布规律；能级交错；周期系；原子半径；电离能；电子亲和能；电负性；元素基本性质的周期性变化规律；离子键；离子化合物的特征；共价键；价键理论；键和键；共价键的特性；键的极性和分子的极性；杂化转道；杂化方式与分子空间构型；分子间力；氢键；晶体的特点；晶体的类型。第5章 重要生命元素必需元素、有毒元素、有益元素、不确定元素；s区元素（H、Na、K、Mg、Ca）、p区元素(B、Al、碳族元素、氧族元素、卤族)、d区元素（铜、锌族、钒、铬、锰、铁、钴、镍）、f区元素第6章 分析化学概论分析化学的任务和作用；分析方法的分类；定量分析的一般程序；试样的采取、制备和分解；定量分析结果的表示；活度、活度系数的概念；误差的表示方法；误差的来源和减免方法；准确度和精密度的关系；有效数字及其运算规则；分析数据的处理；滴定分析基本概念与方法；滴定分析对化学反应的要求与滴定方式；标准溶液和基准物质；滴定反应中物质量之间的关系；滴定度；计算示例。第7章 酸碱平衡和酸碱滴定法酸碱质子理论；影响酸碱平衡的因素；分布系数的计算；质子条件式与酸碱水溶液pH值的计算；缓冲溶液的缓冲原理及pH计算；酸碱指示剂的变色原理及使用酸碱指示剂应注意的问题；强碱滴定强酸；强碱（酸）滴定一元弱酸（碱）；多元酸（碱）的滴定；混合酸（碱）的滴定；酸碱滴定的应用和计算；非水滴定。第8章 沉淀平衡和沉淀滴定法溶度积常数；溶度积和溶解度；沉淀的生成与溶解；影响沉淀溶解度的因素；沉淀滴定法；重量分析法的分类和特点；重量分析一般程序；对沉淀和称量形式的要求；影响沉淀纯度的因素；沉淀的形成与沉淀条件；沉淀的过滤、洗涤、烘干或灼烧；重量分析法的计算和应用示例。第9章 配位化合物与配位滴定法配位化合物组成和命名；配位化合物的价键理论；配位平衡；配位平衡的影响因素；配位滴定对反应的要求；EDTA的性质及配位滴定；滴定曲线；金属离子指示剂及其工作原理；提高配位滴定选择性的方法；配位滴定的方式和应用示例。第10章 氧化还原反应和氧化还原滴定法氧化还原反应的基本概念；氧化还原反应方程式的配平；原电池与电极电位；电极电位应用；元素电位图及其应用；氧化还原滴定法；氧化还原滴定法的应用；高锰酸钾法；重铬酸钾法；碘量法。五、本课程的重点、难点和深广度 绪论重点：化学的地位和作用；本课程的学习方法。第1章 溶液与胶体重点：稀溶液的依数性。难点：蒸汽压；渗透压。第2章 化学反应的能量和方向重点：状态函数的性质；焓和焓变；自由能和自由能变；反应热和自由能变的含义及其计算；自发性判据。难点：焓、熵、自由能的概念；利用吉布斯自由能判断过程的自发性。第3章 化学反应的速率和限度重点：化学反应速率的表示方法及影响因素；标准平衡常数；标准自由能变与标准平衡常数的关系；化学平衡的计算。难点：反应速率理论；化学反应等温方程的应用。第4章 物质结构简介重点：四个量子数；核外电子的排布；元素性质变化的周期性；价键理论；杂化轨道理论及其应用；分子间作用力和氢键。难点：核外电子运动状态的描述；电子排布的特例；杂化轨道理论和分子空间构型第5章 重要生命元素重点：s区元素（H、Na、K、Mg、Ca）、p区元素(B、Al、碳族元素、氧族元素、卤族)、d区元素（铜、锌族、钒、铬、锰、铁、钴、镍）、难点：元素重要化合物性质应用第6章 分析化学概论重点：误差的基本概念及减免方法；有效数字在分析实践中的运用；标准溶液的表示方法及配制、标定方法；滴定分析计算。难点：分析数据的处理和有效数字的计算；滴定度的计算。第7章 酸碱平衡和酸碱滴定法重点：电离平衡原理；酸碱质子理论；质子条件式；水溶液中pH值的计算；酸碱指示剂的变色原理和选择；滴定曲线；一元强酸碱的滴定和多元酸（碱）分步滴定。难点：质子条件；各类溶液体系pH值的计算。第8章 沉淀溶解平衡和重量分析法重点：溶度积常数的意义；溶度积规则；沉淀滴定法。难点：溶度积规则；分步沉淀；沉淀溶解度的计算。第9章 配位化合物和配位滴定法重点：配合物的命名和基本特点；配位平衡，酸效应、酸效应系数和酸效应曲线；条件稳定常数；EDTA滴定法的基本原理。难点：价键理论中内、外轨及高、低自旋等概念；配位平衡中的有关计算；酸效应曲线及其应用。第10章 氧化还原反应和氧化还原滴定法重点：电极电势的应用；Nernst方程的应用；高锰酸钾法、碘量法和重铬酸钾法。难点：Nernst方程的应用；电势图及其应用；氧化还原滴定曲线；碘量法。六、学时分配章次授课内容授课学时绪论2第一章溶液与胶体3第二章化学反应的能量和方向6第三章化学反应的速率和限度3第四章物质结构简介4第五章重要生命元素2第六章分析化学概论4第七章酸碱平衡和酸碱滴定法6第八章沉淀平衡和沉淀滴定法6第九章配位化合物和配位滴定法6第十章氧化还原反应和氧化还原滴定法6合计48七、教学建议1 给学生建立准确的“量”的概念。2 本课程教学重点应放在化学热力学、四大平衡原理及其在化学分析中的应用上。3 教学中应注意培养学生的化学思维和能力素质。4 抓住“结构性质应用”这一“化学逻辑进行启发式教学”。5 要在48学时内完成本大纲的教学内容，需要采用多媒体教学手段。6无机及分析化学的课程建设（1） 无机及分析化学复习与思考题集（2） 无机及分析化学试题库（3） 无机及分析化学电子教案、多媒体课件补充与完善。（4） 无机及分析化学教学网站。八、参考资料（一）