《工程化学》教案

1、?工程化学?教案总纲一、课程性质及教学目的：?工程化学?是全校非化学化工专业理工科本科生校级必修课,是素质教育的重要课程之一.工程化学是从物质的化学组成、化学结构和化学反响出发,密切联系现代工程技术中遇到的如材料的选择和寿命、环境的污染与保护、能源的开发与利用、信息传递、生命科学开展等有关化学问题,深入浅出地介绍有现实应用价值和有潜在应用价值的根底理论和根本知识,使学生在今后的实际工作中能有意识的运用化学观点去思考、熟悉和解决问题.该课程的任务是激发学生学习化学的兴趣,将化学的思维方法和水平传授给学生,通过介绍化学理论在工程实际中的应用,把化学对人类进步的影响逐渐渗透到学生的脑海中,从而提升学

2、生的化学素质.二、课程内容：工程化学课程内容包含绪论、物质的化学组成和聚集状态、化学反响原理、水溶液中的化学反响和水体保护、电化学根底、物质结构根底等六局部.纵观工程化学所含内容可知,该课程内容较为庞杂.具有三多的特点；即所谓内容头绪多、原理规律多涉及原理、规律几十个、概念定义多,由于该课程具有上述特点,加之微观结构看不见、摸不到.因此,教师感到难教,学生感到难学.三、教学对象：非化学化工类理工科本科新生.四、教学时间：第一学期或第二学期五、教学指导思想：1 .从工程实际和生活实际的角度出发讲授?工程化学?,表达21世纪教学理念、教学改革精神和世界工程教育思想.2 .严格按?工程化学?教学大纲

3、及?工程化学实验大纲?进行教学,注意课程内容的准确定位和整体优化,注重课程的趣味性和实用性.3 .开设的实验及课堂讨论应有利于激发学生的学习兴趣、有利于培养学生分析问题、解决问题及知识创新的水平.六、教学重点：1 .系统与环境、反响进度、化学计量数；2 .气体分压定律,大气相对湿度,等离子体；3 .稀溶液的依数性；4 .晶体及其性质；5 .热力学第一定律；6 .始与始变,嫡与嫡变,吉布斯函数变；7 .盖斯定律；8 .化学反响等温式；9 .浓度压力、温度等因素对化学平衡的影响；10 浓度、温度、催化剂等因素对化学反响速率的影响;11 .酸碱质子理论；12 .酸碱解离平衡常数；13 .缓冲溶液及有

4、关pH计算；14 .溶度积及溶度积规那么的应用；15 .难溶电解质稳定平衡常数；16 .四个量子数的意义、符号及电子组态表示的意义；17 .杂化轨道理论；18 .周期系元素原子的核外电子分布的一般规律；19 .分子间作用力；20 .氧化复原反响和原电池的关系；21 .电极电势的计算及其应用；22 .金属腐蚀原理与防护举措.七、教学难点：1 .反响进度及有关计算；2 .稀溶液的蒸汽压下降、凝固点下降、沸点上升;3 .盖斯定律的应用；4 .始与始变,嫡与嫡变,吉布斯函数变；5 .温度对化学平衡的影响；6 .催化剂等因素对化学反响速率的影响；7 .缓冲溶液及有关pH计算；8 .难溶电解质稳定平衡常数

5、.9 .原电池的结构和机理；10 .电极电势产生的原因.11 .波函数与原子轨道；12 .四个量子数的符号与意义；13 .共价键理论：分子轨道理论、价键理论、杂化轨道理论;八、教学方法：1 .采用启发式、归纳类比法、教学模型、电化教学等传统教学方法.2 .采用CAI课件、多媒体进行教学.3 .改革实验内容及方法,注重理论联系实际及培养学生分析问题、解决问题的水平,利用电视、计算机等辅助教学手段提升实验教学效果.4 .采用计算机命题与评分系统,实现教考别离.九、学时分配：详细安排见教学日历1 .讲课26学时2 .实验6学时3 .总学时32学时十、教学过程：1 .后次复习前次概念；2 .本次讲授内

6、容的引入；3 .新教学内容的讲授过程;4 .小结；5 .思考题；6 .作业.H一、实验内容表1实验内容及学时数分配实验内容学时混合碱液中组分含量测定双指示剂法2水质检验及水硬度测定2氧化复原和电化学2十二、教材及教学参考书1 .?工科根底化学?李秋荣等中国标准出版社2003年2 .?工科大学化学?曲保中等机械工业出版社1993年3 .?普通化学?第五版浙江大学普通化学教研室高等教育出版社2002年4 .?工程化学根底?陈林根高等教育出版社1999年5 .?现代根底化学?竹裕贞等化学工业出版社,1998年6?化学与社会?唐有祺等高等教育出版社,1998年7 .?展望21世纪化学?王佛松等化学工业

7、出版社,2000年8 .?三废治理与利用?三废治理与利用编委会等冶金工业出版社,2000年第一章物质的聚集状态一、教学目的及要求使学生们正确理解化学的根本概念,掌握气体、液体和固体根本性质,了解环境污染及防治.二、主要内容系统与环境、状态与状态函数、反响进度等化学概念；气体、液体和固体根本性质,环境污染及防治.三、学时安排：讲课4学时(详细安排见教学日历)四、教学重点：1 .系统与环境、反响进度、化学计量数；2 .理想气体状态方程式,分压定律,大气相对湿度,等离子体；3 .稀溶液的依数性；4 .晶体及其性质.五、教学难点：1 .反响进度及有关计算2 .大气相对湿度3 .稀溶液的蒸汽压下降、凝固

8、点下降、沸点上升六、教学过程：简介一授课一思考题一讨论总结一布置作业；七、思考题：1 .怎样理解物质的聚集状态？2 .根据系统和环境间有无物质交换和能量的传递,系统大致可划分为哪三类？3 .对某化学反响,选用反响方程式中的不同物质来表示反响进度是否相同？4 .理想气体状态方程式适用于真实气体的条件？5 .温度对大气相对湿度有何影响？6 .稀溶液的依数性的核心是什么？7 .说明在冬季向汽车水箱中参加乙二醇或甘油可用来预防水箱冻裂的原因？8 .晶体有哪几种根本类型？9 .冬季,为何可以用食盐来帮助融化人行道旁的冰雪？将NaCl、NH4NO3和(NH4)2SO4各0.1mol溶于1kg水中,问哪一种

9、冰点下降最多？八、作业：1.20c时某处空气中水白实际蒸气压为1.001kPa,求此时的相对湿度是多少？假设温度降低到10C,此时的相对湿度又是多少？2 .比拟并简述原因：(1) 0.1molkg-1,0.2molkg-1,0.5molkg-1蔗糖溶液的凝固点上下.(2) 0.1molC6H12.6,0.1molNaCl,0.1molNa2SO4溶于1kg水中构成溶液的凝周点上下(3) 0.1molkg-1,0.2molkg-1,0.5molkg-1的Na2SO4溶液的渗透压上下.3 .比拟并简单说明理由：(1) BaCl2,CCl4,AlCl3,FeCl2的熔点上下；(2) SiO2,CO2

10、,BaO的硬度大小；(3) CaF2,CaO,CaCl2,MgO的熔点上下；(4) SiC,SiF4,SiCl4,SiBr4的熔点上下.(5) NaF,NaCl,NaBr,NaI的熔点上下.(6) HF,HCl,HBr,HI的沸点上下九、教学参考书：1 .?无机化学?大连理工大学高等教育出版社1992年2 .?三废治理与利用?三废治理与利用编委会冶金工业出版社第二章化学反响原理一、教学目的及要求：通过本章的学习,使学生了解化学反响中能量的变化,掌握化学反响方向与限度的判断依据,化学反响速率及其影响因素.二、主要内容：热力学第一定律,反响热效应的测量与计算；自发过程及反响自发性判断依据吉布斯函数

11、变；化学平衡及影响平衡移动的因素；化学反响速率及其影响因素.三、学时安排：讲课6学时详细安排见教学日历四、教学重点：1 .热力学第一定律,盖斯定律2 .始变,嫡变,吉布斯函数变,热力学等温式3 .浓度压力、温度等因素对化学平衡的影响4 .浓度、温度、催化剂等因素对化学反响速率的影响五、教学难点：1 .盖斯定律的应用；2 .始与始变,嫡与嫡变,吉布斯函数变；3 .温度对化学平衡的影响；4 .催化剂等因素对化学反响速率的影响；六、教学过程复习一授课一思考题一讨论总结一布置作业七、思考题：1 .热力学第一定律的数学表达试？2 .在热力学中对功和热是如何规定的？3 .精确测量恒容热效应的装置名称是什么

12、？4 .在化学热力学中,物质的标准摩尔生成始是如何规定的？最稳定单质的标准摩尔生成始是多少？5 .热力学中,物质的标准摩尔嫡是如何规定的？纯洁完整晶态物质的嫡在何种下为零6 .在化学热力学中,物质的标准摩尔生成吉布斯函数是如何规定的？最稳定单质的标准摩尔生成吉布斯函数是多少？7 .反响自发性判断依据是什么？8 .对于某基元反响,质量作用定律如何写？9 .温度对化学平衡、化学反响速率如何影响的？八、作业1 .请答复下述情况时反响：aA+bB=yY+zZ的进行方向：._AAA(1) QvK(2)QK(3)Q=K2 .以下组合中的哪一个在任何温度下反响均是自发的？说明理由.(1) AH0,iS0(2

13、) AH0,iS0(3) AH0,iS0(4) AH0(5) AH=0,AS=03 .由AHm,和AS舄98计算反响CaCO3(s)=CaO(s)+CO2(g)的转向温度.4 .以下反响的标准平衡常数：(1) SnO2(s)+2H2(g)=Sn(s)+2H2O(g)Kf(2) CO(g)+H2O(g尸CO2(g)+H2(g)K求反响：SnO2(s)+2CO(g)=Sn(s)+2CO2(g)K7=?5 .反响A(g)+B(s)-2C(g),AhNvO,当到达化学平衡时,如果改变下表中表明的条件,试将其他各项发生的变化情况填入表中:改变条件增加A的分压增加压力降低温度平衡常数平衡移动的方向6.据实

14、验,在一定温度范围内,可按NO和Cl2的以下反响方程式来表达该反响的速率方程式(符合质量作用定律),2NO(g)+Cl(g)-2NOCl(g)(1)写出该反响的反响速率表达式.(2)该反响的总级数是多少？(3)其他条件不变,如果将容器的体积增加到原来的(4)如果容器体积不变而将NO的浓度增加到原来的九、教学经委书：1 .?大学化学原理及应用?樊行雪等2 .?物理化学?傅献彩等3 .?工程化学根底?陈林根2倍,反响速率如何变化？3倍,反响速率又将如何变化？化学工业出版社2000年高等教育出版社1990年高等教育出版社1999年第三章水溶液中的离子平衡一、教学目的及要求：通过本章学习使学生掌握水溶

15、液中酸碱平衡、沉淀溶解平衡、配位平衡.二、主要内容：1 .酸碱理论；2 .缓冲溶液及其应用；3 .沉淀溶解平衡,溶度积规那么；4,配位平衡及配位化合物与难溶电解质问的转化.三、学时安排：讲课4学时详细安排见教学日历习题2学时实验4学时四、教学重点：酸碱质子理论,酸碱解离平衡常数,缓冲溶液及有关pH计算；难溶电解质沉淀一溶解平衡常数溶度积及溶度积规那么的应用；配位化合物及配位平衡五、教学难点：4 .缓冲溶液及有关pH计算；5 .难溶电解质沉淀一溶解平衡.六、教学过程：复习一授课一思考题一讨论总结一布置作业七、实验教学：4学时混合碱液中组分含量测定双指示剂法：2学时水质检验及水硬度测定：2学时八、

16、思考题：1 .举例说明共腕酸碱对.2 .为什么说酸碱的强弱是相对的？3 .在什么条件下缓冲溶液的缓冲性能最大？4 .对于不同类型难溶电解质表示溶液水平的特征常数是溶度积还是溶解度？5 .判断沉淀生成或溶解的依据是什么？6 .举例说明配合物的组成.AgNO3能将PtCl46NH3溶液中所有的氯沉淀为AgCl,但在PtCl4-3NH3溶液中仅能沉淀出1/4的氯.试判断两种配合物的结构.7 .沉淀物之间的转化,反响通常向着溶解度大还是溶解度小的方向转化？8 .对于配合物之间的转化,反响通常向着稳定常数大还是小的方向转化？九、作业：1 .计算混合溶液的pH值：(1) 30ml2.0molL-NH3溶液

17、与等体积、等浓度的HCl溶液混合(2) 30ml2.0molL-NH3溶液与10ml、等浓度的HCl溶液混合(3) 50ml0.3molL1NaOH溶液与100ml0.45mol-L1HAc溶液混合2,配制PH=10的缓冲溶液250ml,现有100ml15mol-L1NH3H2O,问需参加NH4Cl(s)多少克？(M(NH4cl)=53.5g-mol1)3,计算并比拟AgCl在纯水、0.1molL-1NaCl、1.0mol-L-1NaCl、1.0mol-L-1CaCl2、1.0mol-L-1NH3-H2O中的溶解度4,假设反响前溶液C离子的总浓度为0.020mol-LAg+离子的总浓度为0.0

18、1molT,问溶液中NH3的最初总浓度至少为多少才能预防AgCl沉淀析出.(K稳Ag(NH3)2-)=1.1X107,KSP(AgCl)=1.8X10-10)5.命名卜列配合物,并指出中央离子、(1)Co(NH3)4(H2O)Cl(OH)2(3)Pt(NH3)4(NO)2ClCO3(5) Cu(NH3)2(CH3COO)Cl十、教学经名书：1 .?工科大学化学?曲保中等2 .?现代根底化学?朱裕贞等3 .?普通化学?浙大普化教研室4 .?展望21世纪化学?王佛松主编配体、配位原子及中央离子的配位数.(2)Na3AlF6(4)K3Co(NO2)6(6)H2Zn(OH)2cl2高等教育出版社199

19、5年北京化工出版社1998年高等教育出版社1995年化学工业出版社2000年第四章电化学根底一、教学目的及其要求：通过本章学习,使学生了解电极电势产生的原因、各类电池的组成原理、电解的根本原理及某些应用、金属腐蚀原理及防护方法；掌握电极电势和电池电动势的计算方法、电池电动势测定的应用.二、主要内容1原电池的结构和机理；2电极电势产生的原因；3电极电势的计算及其应用；4电池的电动势测定的应用；5金属腐蚀原理及防护方法三、学时安排：讲课4学时习题2学时实验2学时四、教学重点：1 .氧化复原反响和原电池的关系2 .电极电势的计算及其应用；3 .电池电动势测定的应用；五、教学难点：1 .原电池的结构和

20、机理；2 .电极电势产生的原因.六、教学过程：复习一授课一思考题一讨论总结一布置作业七、实验教学2学时氧化复原与电化学八、思考题：1 .氧化复原反响的标准摩尔吉布斯函数变ArGm、标准电动势Ee与平衡常数Ke之间有什么关系？它们会不会随温度变化？2 .根据以下反响组成原电池,并写出电池符号表示式.(1) Ag+Cu(sAg(s)+Cu2+(2) Pb(s)+2H+2ClPbCl2(s)+H2(g)3 .电极电势是怎样产生的？电极电势是怎样测定的？又如何计算？4 .使用能斯特方程式时应注意那些问题？5 .根据电对Cu2+/Cu、Fe3+/Fe、Fe2+/Fe的电极反响的标准电势值,指出以下各组物

21、质中,哪些可以共存,哪些不能共存,并说明理由.(1)Cu2+、Fe2+(2)Fe3+、Fe(3)Cu2+、Fe(4)Fe3+、Cu(5)Cu、Fe2+6 .判断氧化复原反响进行程度的原那么是什么？与E有关,还是只与Ee有关？7 .通常大气腐蚀主要是析氢腐蚀还是吸氧腐蚀？写出腐蚀电池的电极反响.8 .预防金属腐蚀的方法主要有那些？各根据什么原理？九、作业：1 .将以下各氧化复原反响组成原电池,分别用图式表示各原电池.(1) Zn+Fe2+=Zn2+Fe(2) 2I-+2Fe3+=I2+2Fe2+(3) Ni+Sn4+=Ni2+Sn2+(4) 5Fe2+8H+MnO4-=Mn2+5Fe3+4H2O

22、2 .由标准钻电极(Co2+/Co)与标准氯电极组成原电池,测得其电动势为1.64V,此时钻电极为负极.E(Cl2/Cl-)=1.36V,问：(1)标准钻电极的电极电势为多少(不查表)？(2)此电池反响的方向如何？(3)当氯气的压力增大或减小时,原电池的电动势将发生怎样的变化？(4)当Co2+的浓度降低到0.010molL-1时,原电池的电动势将如何变化？数值是多少？(5)假设在氯电极的电解质溶液中参加一些AgNO3溶液,电池的电动势将如何变化？(6)从Ee和ArGm,分别计算反响的平衡常数.3 .以下反响均按正反响方向进行2FeCl3+SnCl22FeCb+SnCl42KMnO4+10FeS

23、Q+8H2SO4(稀)2MnSO4+5F&(SO4)3+K2SO4+8H2O指出上述反响中存在的氧化复原电对,并比拟它们的电极电势的相对大小.4 .电对的标准电极电势为：H3AsO4+2H+2e匕H3AsO3+H2O；E9(H3AsO4/H3AsO3)=0.581VI2+2e-u2I-;E9(I2/I-)=0.535V(1)计算标准状态下,由以上两个电对组成原电池的电动势；(2)计算电池反响的标准平衡常数Ke；(3)计算反响的标准吉布斯函数变&G,并指出反响能否自发进行.(4)假设溶液的pH=7,该反响向什么方向进行,通过计算说明.十、教学参考书：1 .?工科根底化学?李秋荣等中国标准出版社2

24、003年2 .?物理化学?(第四版)傅献彩等高等教育出版社1990年第五章物质结构根底一、教学目的及要求使学生们了解原子核外电子运动的特征(量子化、波粒二象性、统计性)、四个量子数的符号及意义；掌握电子组态表示的意义；掌握周期系元素的原子的核外电子分布的一般规律；掌握共价键理论和分子间作用力.二、主要内容电子在核外的运动状态和核外电子分布的一般规律；元素周期系与原子结构的关系；化学键和分子间相互作用力.三、学时安排：讲课4学时四、教学重点：1 .四个量子数的意义、符号及电子组态表示的意义；2 .杂化轨道理论；3 .周期系元素原子的核外电子分布的一般规律；4 .分子间作用力.五、教学难点：1 .

25、波函数与原子轨道；2 .四个量子数的符号与意义；3 .共价键理论：分子轨道理论、价键理论、杂化轨道理论；六、教学过程：复习一授课一思考题一讨论总结一布置作业七、思考题：1 .以下电子运动状态是否存在？为何？(1) n=1,l=1,m=0(2)n=2,l=0,m=+1(3)n=3,l=3,m=+3(4) n=4,l=3,m=-22 .以下说法是否正确(1) s轨道绕核旋转,其轨道为一圆圈,而p电子是走00字形；(2) m=0的轨道,都是s轨道；(3) n=2,l只能取1,m只能取1.3 .试排列出以下各套量子数的电子状态的能量上下的顺序：(D3,2,2,1(2)2,1,1,-122,、1,、1(

26、3)2,0,0,万(4)3,1,-1,-(5)3,0,0,1(6)1,0,0,1224 .试写出以下各化合物分子的空间构型,成键时中央原子的杂化轨道类型.(1)SiH4(2)H2S(3)BC13(4)BeCl2(5)PH35 .符合以下电子结构的元素,分别是哪一区的哪些(或哪一种)元素？(1)外层具有两个s电子和两个p电子的元素.(2)外层具有6个3d电子和2个4s电子的元素.6 .以下各物质的分子之间分别存在何种类型作用力？(不能仅用分子间力表示)(1) H2(2)CCl4(3)CH3COOH(4)HCHO八、作业：1 .选择题(将所有正确答案的标号填入空格内)(1)某元素+2价离子电子分布式为1s