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《普通化学原理》课程教学大纲

《普通化学原理》课程教学大纲

一、说明

(一)课程基本信息

[课程代码]212018012

[课程性质]必修

[课程类别]学科基础课

[总 学 时]56学时。其中理论56学时。

[学分]3.5学分

[适用对象]食品科学与工程专业本科

[开课学期]第一学期

[先修课程与后续课程]

后续课程:《有机化学》、《物理化学》、《分析化学》、《生物化学》

(二)课程介绍

《普通化学原理》是一门专业基础课。主要内容包括七章,分别是:化学反应中的质量与能量关系;化学反应方向、速率与限度;酸碱反应与沉淀反应;氧化还原反应;原子结构与元素周期律;分子结构与性质;配位化合物。它提供有关化学反应的基本规律、物质结构的基本理论和周期系中各元素及其化合物的基本知识。通过学习和掌握这些基本规律和基本知识,培养学生具有对一般普通化学原理问题进行理论分析和解决的能力、初步利用参考资料的能力,使学生在科学思维能力上得到训练和培养;为学习后继课程奠定必要的基础。

(三)教学目的与要求

《普通化学原理》主要讲解化学反应的基本规律、物质结构的基本理论。本课程是大学一年级的第一门专业基础课,它承接中学化学的基础,因此在讲授本课程时应注意从学生实际水平出发,引导学生适应大学的学习。同时应注意与分析化学、物理化学、结构化学的联系和分工。

通过本课程的学习具体达到以下要求:

1.了解物质的聚集状态,掌握理想气体状态方程式,气体的分压定律和扩散定律;

2.了解热力学中的常见术语。掌握热力学第一定律,盖斯(Hess)定律,熟练掌握标准摩尔焓变、标准摩尔熵变和标准摩尔吉布斯自由能变的计算;会用自由能变判断化学反应自发性;

3.掌握化学反应速率和化学平衡;

4.掌握电解质溶液相关理论及计算;

5.掌握氧化还原反应,原电池,电极电势,电动势;

6.熟悉掌握原子结构和元素周期律,分子结构,配位化合物。

(四)主要教学方法、手段

教学方法:讲授教学法、讨论式教学法、习题讲解方法。

教学手段:本门课以课堂讲授为主,课堂教学采用多媒体教学和板书教学相结合的手段。

(五)学时分配表

章节

学时分配

讲课

习题课

实验课

上机课

讨论课

其他

合计

绪论

2






2

第一章

6






6

第二章

6






6

第三章

10






10

第四章

8






8

第五章

8






8

第六章

10






10

第七章

6






6

合计

56






56

二、具体教学内容

绪论

教学目的与要求

1、了解化学的分支学科、发展变迁及重要性。

2、了解普通化学原理研究的主要内容及学习方法。

教学内容

第一节 化学及分支学科

第二节 普通化学原理的发展

第三节 化学的重要性

第四节 如何学好普通化学原理

第一化学反应中的质量关系与能量关系

教学目的与要求

1、掌握理想气体状态方程的应用,分压、分压定律及有关计算。

2、了解化学计量数与反应进度。

3、熟悉热力学常用术语:体系和环境、状态和状态函数、过程和途径、功与热、内能,掌握热力学第一定律。

4、掌握恒容与恒压反应热、焓与焓变,了解热化学反应方程式。

5、理解标准摩尔生成焓、标准摩尔反应焓变、盖斯定律,掌握有关计算。

教学重点与难点

教学重点:理想气体状态方程;分压定律;焓与焓变;盖斯定律。

教学难点:恒容与恒压反应热;状态和状态函数。

教学内容

第一节 化学中的计量

第二节 化学反应中的质量关系

第三节 化学反应中的能量关系

第二章化学反应的方向、速率和限度

教学目的与要求

1、了解与反应自发性有关的因素,熟悉熵、标准熵、熵变、吉布斯自由能、自由能变、标准生成自由能、标准反应自由能变及有关计算,掌握自由能判据及应用。

2、了解化学反应速度的表示方法、影响反应速率的因素,掌握速度方程、速率常数、质量作用定律、基元反应、复杂反应、反应级数、活化能和活化分子等概念,熟悉碰撞理论、过渡态理论的要点,并会运用其解释浓度、温度、催化剂对化学反应速率的影响。

3、理解化学平衡的概念和特点,掌握平衡常数的几种表示方法,熟练掌握化学平衡的有关计算,熟悉多重平衡规则并会运用。

4、掌握浓度、压力、温度对化学平衡的影响。

教学重点与难点

教学重点:反应自发性因素;化学反应速度;化学平衡。

教学难点:熵变、吉布斯自由能、活化能。

教学内容

第一节 化学反应的方向和吉布斯自由能变

第二节 化学反应速率

第三节 化学反应限度

第四节 化学平衡的移动

第三章酸碱反应与沉淀反应

学目的与要求

1、熟悉酸碱电离理论,掌握酸碱质子理论。

2、了解水的电离、离子积常数,溶液的pH值,酸碱指示剂。

3、了解弱电解质的电离平衡,掌握电离常数的概念、表示、影响因素及意义,熟悉电离常数与电离度的关系及平衡组成的计算,了解影响电离平衡的因素,理解同离子效应的概念。

4、掌握一元弱酸碱、盐溶液、缓冲溶液酸碱度的计算。

5、掌握一元强酸弱碱盐、一元强碱弱酸盐、一元弱酸弱碱盐、多元弱酸强碱盐的水解平衡及水解常数,了解影响水解平衡的因素。

6、了解缓冲溶液的缓冲机理、常见缓冲溶液的类型、缓冲能力与缓冲范围、缓冲溶液的选择及缓冲溶液的有关计算。

7、掌握溶度积的概念,理解溶度积与溶解度的关系,熟悉溶度积规则,并能熟练运用其判断沉淀的生成、溶解、转化及分步沉淀。

教学重点与难点

教学重点:电离平衡,缓冲溶液,溶度积规则。

教学难点:弱酸弱碱盐酸碱度计算、水解平衡和水解常数,判断沉淀的生成、溶解、转化及分步沉淀。

教学内容

第一节 水的解离反应与溶液的酸碱性

第二节 弱电解质的解离反应

第三节 盐类的水解反应

第四节 沉淀-溶解反应

第四章氧化还原反应

学目的与要求

1、理解氧化还原反应的基本概念:氧化与还原、氧化剂与还原剂、氧化产物与还原产物、氧化数,掌握氧化还原反应方程式的配平方法(重点是离子-电子法)。

2、掌握原电池的构成、电极反应(半反应)、电极类型、电池反应、电池符号的写法,能根据给定反应设计原电池。

3、了解电极电势的产生、概念及影响因素,熟悉标准电极电势、标准氢电极,熟练掌握标准电极电势的应用(确定原电池的正负极并求电动势、判断氧化剂或还原剂的相对强弱、判断氧化还原反应的方向、选择氧化剂或还原剂、判断氧化还原反应的次序、判断氧化还原反应进行的程度等)。

4、熟练掌握能斯特方程及应用(电极电势的影响因素)。

教学重点与难点

教学重点:原电池、电极电势。

教学难点:能斯特方程。

教学内容

第一节 氧化还原方程式的配平

第二节 电极电势

第三节 氧化还原反应的方向与限度

第四节 电势图及其应用

第五章原子结构与元素周期性

学目的与要求

1、了解氢原子光谱、Bohr理论、微观粒子的运动特点,理解电子的波粒二象性、量子化和能级等概念。

2、理解波函数与原子轨道、电子云与概率密度的概念,熟悉四个量子数的意义、表示及取值,熟练掌握s、p、d原子轨道与电子云的形状和空间伸展方向。

3、掌握多电子原子轨道近似能级图(pauling图)和基态原子核外电子排布应遵循的三原则,能熟练书写常见元素原子的核外电子排布式、轨道表示式及价电子构型,理解能级组、能级交错、能级分裂、简并轨道等概念。

4、掌握周期表中周期、族、区的划分与原子电子层结构的关系,掌握元素的原子结构、元素在周期表中的位置、元素性质三者之间的相互推断,熟悉周期表有关元素性质(原子半径、电离能、电子亲和能、电负性、金属性和非金属性)的变化规律。

教学重点与难点

教学重点:原子轨道,电子云,四个量子数,pauling图,元素周期表。

教学难点:s、p、d原子轨道。

教学内容

第一节 氢原子光谱与Bhor理论

第二节 微观粒子运动特征及薛定谔方程

第三节 原子核外电子的排布

第四节 周期表元素性质周期性变化规律

第六章分子的结构与性质

学目的与要求

1、熟悉化学键参数:键能、键长、键角等,了解离子键的形成、特点、离子的特征。

2、掌握价键理论的基本要点,理解共价键的形成、共价键的饱和性和方向性、σ键和π键。

3、掌握杂化轨道理论的要点,理解sp、sp2、sp3等性杂化和sp3不等性杂化,熟悉杂化类型与分子空间类型的关系,能用杂化轨道理论解释简单分子的几何构型。

4、了解分子轨道理论的要点,理解原子轨道线性组合形成分子轨道的三原则,熟悉成键轨道、反键轨道、键级的概念,掌握第二周期同核双原子分子的分子轨道能级图、分子轨道中电子的排布,并能用以说明第二周期同核双原子分子的结构和磁性。

5、掌握键的极性与非极性、分子的极性与非极性的概念及判断,了解偶极矩及分子的磁性。

6、了解分子间作用力的类型、特点及影响因素,掌握氢键的概念、形成、特点、强弱及氢键对物质性质的影响。

教学重点与难点

教学重点:价键理论,杂化轨道理论,分子轨道理论。

教学难点:杂化轨道理论,分子轨道理论。

教学内容

第一节 键参数

第二节 价键理论

第三节 分子的几何构型

第四节 分子轨道理论

第五节 分子间力与氢键

第七章配位化合物

学目的与要求

1、熟悉配合物的组成,熟练掌握配合物的命名,了解配合物的分类。

2、掌握配合物价键理论的基本要点,熟悉配合物的几何构型与中心离子杂化类型的关系,了解高自旋和低自旋配合物、内轨与外轨配合物的概念及判断。

3、了解稳定常数、逐级稳定常数的概念,熟练掌握配位平衡有关计算。

4、了解配合物的应用。

教学重点与难点

教学重点:配合物的组成,配合物的命名,配合物价键理论。

教学难点:配合物价键理论。

教学内容

第一节 配合物的基本概念

第二节 配合物的化学键理论

第三节 配合物在水溶液中的稳定性

第四节 配合物的类型及制备方法

第五节 配合物的应用与发展前景

辅助教学环节

要求学生课前预习,课后复习,并在每一章结束后布置思考题和作业题上交。

三、附录

(一)考核方式及要求

1、理论考核方式:期末考试(闭卷)

2、成绩评定:

期末考试(闭卷)占总成绩的70%,平时成绩占30%。

(二)建议使用的教材及教学参考资料

建议使用的教材:

1、《普通化学原理简明教程》,烟台大学普通化学原理教研室编高等教育出版社2014.8

教学参考资料:

1、《无机化学》(第四版)天津大学无机化学教研室编高等教育出版社2010.3

2、《无机化学》习题解析杨宏孝主编高等教育出版社2003.5

3、《无机化学》(第五版)大连理工大学无机化学教研室编高等教育出版社2006.3

4、《普通化学原理》(第二版) 华彤文等编北京大学出版社2001

教学大纲编写信息

[制定单位]食品与生物工程系

[制定人]姜齐永

[审核人]张 珠

[修订时间] 2014/7/22

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