《工程化学》教案

《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、化学结构和化学反应出发,密切联系现代工程技术中遇到的如材料

的选择和寿命、环境的污染与保尹、能源的开辟与利用、信息传递、生命科学发展等有关化学问题，深

入浅出地介绍有现实应用价值和有潜在应用价值的基础理论和基本知识，使学生在今后的实际工作中

能故意识的运用化学观点去思量、认识和解决问题。

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能力传授给学生，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，从而提高学生的

化学素质。

二、课程内容：

工程化学课程内容包含绪论、物质的化学组成和会萃状态、化学反应原理、水溶液中的化学反应

和水体保护、电化学基础、物质结构基础等六部份。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：第一学期或者第二学期

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》，体现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

题及知识创新的能力。

六、教学重点：

1.系条与环境、反应进度、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；

3.晶体及其性质；

4.热力学第一定律；

5.焰与焰变，燧与端变，吉布斯函数变；

6.盖斯定律；

7.化学反应等温式；

8.浓度（压力）、温度等因素对化学平衡的影响；

9.浓度、温度、催化剂等因素对化学反应速率的影响；

10.酸碱质子理论；

11.酸碱解离平衡常数；

12.缓冲溶液及有关pH计算；

13.溶度积及溶度积规则的应用；

14.难溶电解质稳定平衡常数；；

15.四个量子数的意义、符号及电子组态表示的意义；

16.杂化轨道理论；

17.周期系元素原子的核外电子分布的普通规律；

18.份子间作用力。

19.氧化还原反应和原电池的关系

20.电极电势的计算及其应用；

21.电池电动势测定的应用；

七、教学难点：

1.反应进度及有关计算；

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.焰与焰变，端与婚变，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应速率的影响；

7.缓冲溶液及有关pH计算；

&难溶电解质稳定平衡常数。

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：份子轨道理论、价键理论、杂化轨道理论；

八、教学方法：

1.采用启示式、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、解决问题的能力，利用电

视、计算机等辅助教学手段提高实验教学效果。

4采用计算机命题与评分系统，实现教考分离。

九、学时分配：（详细安排见教学日历）

1.讲课27学时

2.实验9学时

总学时36学时

十、教学过程（见讲义）：主要包括：

1.后次复习前次概念；

2.本次讲授内容的引入；

3.新教学内容的讲授过程；

4.小结；

5.思量题；

6.作业。

1^一、实验内容

表1实验内容及学时数分配

实验内容学时

看实验操作录象1

碱液中NaOH及Na2CO3含量的测定2

水质检验2

氧化还原与电化学2

固体氯化钱生成热的测定2

十二、教材及教学参考书

1.《工科基础化学》李秋荣等中国标准出版社2003年

2.《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

3.《工科大学化学》曲保中等机械工业出版社1993年

4.《普通化学》何培之等科学出版社2001

5.《工程化学基础》陈林根高等教育出版社1999年

8.《物理化学》（第四版）傅献彩等高等教育出版社，1990年

7.《大学化学原理与应用》樊行雪等化学工业出版社，2000年

8.《现代基础化学》竹裕贞等化学工业出版社，1998年

9.《现代化学基础》沈光球等清华大学出版社，1999年

10.《化学与社会》唐有祺等高等教育出版社，1998年

11.《展望21世纪化学》王佛松等化学工业出版社，2000年

12.《三废管理与利用》三废管理与利用编委会等冶金工'也出版社，2000年

13.《基础材料与新材料》陈贻瑞等天津大学出版社，1993年

14.《新能源材料》雷永泉等天津大学出版社，2000年

15.《化学电源》吕鸣降等天津大学出版社，1996年

16.《无机化学》大连理工大学高等教育出版社1992年

第一章物质的会萃状态

一、教学目的及要求

使学生们正确理解化学的基本概念，掌握气体、液体和固体基本性质，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、反应进度等化学概念；气体、液体和固体基本性质，环境污染

及防治。

三、学时安排：

讲课5学时（详细安排见教学日历）

四、教学重点：

1.系冢盲环境、反应进度、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.热力学第一定律，盖斯定律

2.焰变，牖变，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应速率的影响

五、教学难点：

1.盖斯定律的应用；

2.焰与焰变，端与焙变，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应速率的影响；

六、教学过程(见讲稿)

七、实验教学2学时

固体氯化铁生成热的测定

八、双量题：

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圳何规定的？

3.精确测量恒容热效应的装置名称是什么？

4.在化学热力学中，物质的标准摩尔生成焰是如何规定的？最稳定单质的标准摩尔生成熔是

多少？

5.热力学中，物质的标准摩尔焰是如何规定的？纯净完整晶态物质的熠在何种下为零

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.反应自发性判断依据是什么？

8.对于某基元反应，质量作用定律如何写？

9.温度对化学平衡、化学反应速率如何影响的？

九、作业

1.请回答下述情况时反应：aA+bB=yY+zZ的进行方向：

(1)Q<Ke(2)Q>Ke(3)Q=K6

2.卜.列组合中的哪一个在任何温度卜反应均是自发的？说明理由。

⑴△H>0,AS>0

⑵AH>0,AS<o

⑶AH<0,AS<o

(4)△H<0,AS>o

⑸AH=0,AS=o

3.由A“°和AS。计算反应CaCC\(s)=CaO(s)+CO/g)的转向温度。

rm.298rm.298J2

4.已知下列反应的标准平衡常数：

(1)SnO2(s)+2H2(g)=Sn(s)+2H2O(g)K;

⑵CO(g)+H2O(g)=CO2(g)+H2(g)K-)

求反应：SnO2(s)+2CO(g)=Sn(s)+2CO2(g)K9=?

5.反应A(g)+B(s)—12C(g),AH9<0,当达到化学平衡时，如果改变下表中表明的条件，试将其他各

rm

项发牛.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

H衡挪移的方向

6.据实验，在一定温度范围内，可按NO和Cl?的下列反应方程式来表达该反应的速率方程式(符合质量

作用定律)，2NO(g)+CI(g)-2NOCI(g)

(1)写出该反应的反应速率表达式。

(2)该反应的总级数是多少？

(3)其他条件不变，如果将容器的体积增加到原来的2倍，反应速率如何变化？

(4)如果容器体枳不变而将NO的浓度增加到原来的3倍，反应速率又将如何变化？

九、教学参考书：

1.《大学化学原理及应用》樊行雪方国女化学工业出版社2000年

2.《物理化学》