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《普通化学》课程教学大纲
学时:54 学分:3
适用对象:农科类、理工科类各专业
先修课程:中学化学
考核要求:闭卷考试
使用教材及主要参考书:
1、所用教材:
赵士铎主编, 普通化学(第3版),北京:中国农业大学出版社, 2007.8
2、主要参考书:
①傅献彩主编, 大学化学, 北京:高等教育出版社 1999.9
②叶锡模主编, 普通化学, 浙江:浙江大学出版社 1993.3
③杨苑臣
夏百根主编, 普通化学(第2版),北京:中国农业出版社, 2002.7
④朱裕贞等编,
现代基础化学, 北京:化学工业出版社 2001.6
一、课程的性质与任务
普通化学课程是高等农业各专业的基础课,亦是化学学科的导论和母体,它主要介绍化学学科的基础理论、基本知识以及基本实验技能。在此基础上,运用微观理论知识,去揭示物质的组成、结构及其性质与变化规律的关系;用宏观理论知识中的化学热力学与化学动力学知识,计算化学反应中的能量变化,继而判断化学反应的方向、限度、快慢及反应历程,搞清化学反应与外界条件的关系等,将这些知识在水溶液中的四大化学平衡及元素化学内容中予以应用和深化,从中初步了解到化学与生物学科融合的巨大潜力、是从分子水平认识生命过程机理所必要,是把生命科学引进实际领域的基础和桥梁。因此,学习普通化学是与人类生活有着极其密切关系的一门学科。
通过本课程的学习使学生学习和掌握普通化学的基本知识,培养学生严谨的科学态度、思维能力、创新能力、分析问题和解决问题的能力,为学习后继课程及今后从事科研和生产,奠定良好的化学基础。
二、教学目的与基本要求
普通化学主要包括溶液、化学热力学、化学动力学、四大平衡、原子结构、分子结构、元素性质等内容。通过普通化学的学习,使学生了解物质的存在状态及相互转化的关系;理解稀溶液的依数性、表面吸附、混合理想气体的分压定律、分体积定律;掌握化学热力学与化学动力学的基本内容、胶体溶液的性质、水溶液的四大平衡理论、原子结构、分子结构;熟练掌握溶液各种组成标度的计算、盖斯定律的计算、标准摩尔反应焓变的计算、电极电势的计算以及各种平衡常数的计算等。
在学习中,要注意基本概念和基本理论知识的理解和应用,特别是要把热力学的理论运用贯穿于四大平衡之中去。抓住知识点、掌握好学习方法、理论联系实际、培养自学能力。通过本课程的学习,使学生掌握相关的化学知识,提高化学综合能力。
三、学时分配
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章 节
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课 程 内 容
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学 时
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第一章
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物质的存在状态
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2
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第二章
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溶液和胶体
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5
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第三章
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化学反应速率
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4
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第四章
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化学反应过程的热效应
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4
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第五章
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吉布斯自由能和化学平衡
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6
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第六章
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酸碱平衡
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6
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第七章
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沉淀溶解平衡
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4
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第八章
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氧化还原反应
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6
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第九章
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原子结构与元素周期系
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6
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第十章
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化学键和分子结构
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6
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第十一章
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配位化合物
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5
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四、教学中应注意的问题
利用多媒体辅助授课。
五、教学内容
第一章 物质的存在状态
1、基本内容:
第一节 物质和物质的存在状态
第二节 气体
一.气体的基本特征
二.理想气体模型
三.理想气体状态方程
四.混合理想气体的分压定律和分体积定律
第三节 液体
一.液体的基本特征,
二.气—液平衡
1.液体的蒸汽压
2.沸点
第四节 固体
一. 固体的一般性质
二.固体的蒸气压
三.熔点
*第五节 等离子体
*第六节 物质聚集状态的相互转化
2、教学基本要求:
通过本章内容的学习,使学生了解并掌握物质有4种不同的存在状态,在一定的条件下相互转化的关系。重点掌握理想气体状态方程、混合理想气体的分压定律、分体积定律及气—液平衡、蒸气压、沸点、熔点等概念。
3、教学重点难点:
理想气体状态方程;混合理想气体的分压定律、分体积定律。
第二章 溶液和胶体
1、基本内容:
第一节 溶液的组成标度
一.物质的量浓度
二.质量摩尔浓度
三.物质的量分数
四.质量分数
第二节 稀溶液的依数性
一.溶液的蒸气压下降
二.溶液的沸点升高和凝固点下降
三.溶液的渗透压
第三节 胶体溶液
一.分散系
二.表面吸附
三.胶团结构及溶胶稳定性
四.溶胶的一般性质
五.溶胶的稳定性和聚沉
第四节 乳浊液与乳化作用
2、教学基本要求:
掌握各种溶液组成标度的表示方法及计算;稀溶液的依数性;胶体溶液的一般特性、固体在溶液中的吸附现象;掌握拉乌尔定律及其应用;溶胶的胶团结构、溶胶的稳定性与聚沉;了解表面活性剂和乳浊液的基本性质。
3、教学重点难点:
各种溶液组成标度的表示方法及相互换算;稀溶液的依数性溶胶的胶团结构、溶胶的稳定性与聚沉;了解表面活性剂和乳浊液的基本性质。
第三章 化学反应速率
1、基本内容:
第一节 化学反应进度与化学反应速率
一.化学反应进度的概念
二.化学反应速率的表示方法
三.反应机理
第二节 浓度对化学反应速率的影响
一.质量作用定律和速率方程
二.反应级数
第三节 温度对化学反应速率的影响
一.范特霍夫规则
二.阿仑尼乌斯公式
第四节 化学反应速率理论简介
一.化学反应速率的碰撞理论
二.化学反应速率的过渡状态理论
第六节 催化剂和催化作用
一.催化作用的特征
二.催化反应的类型
2、教学基本要求:
了解化学反应进度、化学反应速率的概念及表示方法,掌握反应机理、基元反应、定速步骤、反应级数等概念、掌握质量作用定律、温度和催化剂对化学反应速率的影响,了解化学反应速率的碰撞理论和过渡状态理论。
3、教学重点难点:
化学反应速率的概念及表示方法;反应机理、基元反应、定速步骤、反应级数等概念;质量作用定律、温度对化学反应速率的影响;化学反应速率的碰撞理论和过渡状态理论。
第四章 化学反应过程的热效应
1、基本内容:
第一节 热力学基本概念
一.体系和环境
二.状态和状态函数
1.状态和状态函数的概念
2.状态函数的特征
3.状态函数的分类
三.过程和途径
1.过程和途径的概念
2.过程的分类
四.热和功
第二节 热力学能和热力学第一定律
一.热力学能
二.热力学第一定律
第三节 化学反应热效应
一.焓
二.化学反应热效应
三.热化学方程式
第四节 化学反应热效应的计算
一.标准状态
二.盖斯定律
三.标准摩尔生成焓
四.标准摩尔燃烧焓
2、教学基本要求:
了解体系和环境、状态和状态函数、功和热、热力学能等基本概念;掌握热力学第一定律的概念及数学表达式、掌握盖斯定律的应用,以及用标准摩尔生成焓和标准摩尔燃烧焓计算化学反应的焓变。
3、教学重点难点:
体系和环境、状态和状态函数、功和热、热力学能等基本概念;热力学第一定律的表达形式;盖斯定律的应用;标准摩尔生成焓和标准摩尔燃烧焓计算化学反应的焓变。
第五章 吉布斯自由能和化学平衡
1、基本内容:
第一节 化学反应的自发性和熵
一.化学反应的自发性
二.混乱度和熵
1.熵的初步概念
2.标准摩尔熵
3.体系熵变的因素
4.化学反应标准熵变的计算
5.熵判据
第二节 吉布斯自由能
一.吉布斯自由能
1.吉布斯自由能
2.自由能的判据
二.化学反应的标准摩尔吉布斯自由能变的计算
三.吉布斯-亥姆霍兹方程的应用
四.转换温度
第三节 化学平衡
一.可逆反应与化学平衡
二.化学平衡常数
三.化学反应的等温方程式
四.标准平衡常数的计算
五.化学平衡的移动
1.浓度对化学平衡移动的影响
2.压力对化学平衡移动的影响
3.温度对化学平衡移动的影响
2、教学基本要求:
了解自发过程及其特征、了解熵函数的物理意义及影响熵变的因素、掌握化学反应熵变的计算、掌握孤立体系的熵增大原理;掌握吉布斯自由能的概念、熟练掌握利用吉布斯自由能的判据在定温、定压,且不作非体积功条件下,判断化学反应的自发方向;应用吉布斯自由能变和化学平衡常数,判断反应进行的限度,熟练掌握应用标准摩尔生成吉布斯自由能计算反应标准摩尔吉布斯自由能变;重点掌握吉布斯-亥姆霍兹方程式的应用、转化温度的计算、在非标准状态下,化学等温方程式的计算以及浓度、压力、温度对化学平衡移动的影响。
3、教学重点难点:
熵函数的物理意义及影响熵变的因素、化学反应熵变的计算、孤立体系的熵增大原理;吉布斯自由能的概念、利用吉布斯自由能的判据在定温、定压,且不作非体积功条件下化学反应的自发方向;应用吉布斯自由能变和化学平衡常数,判断反应进行的限度;应用标准摩尔生成吉布斯自由能计算反应标准摩尔吉布斯自由能变;吉布斯-亥姆霍兹方程式的应用、转化温度的计算;在非标准状态下,化学等温方程式的计算以及浓度、压力、温度对化学平衡移动的影响。
第六章 酸碱平衡
1、基本内容:
第一节 酸碱理论
第二节 水的离解平衡和溶液的pH
一.水的离解平衡
二.水溶液的酸碱性及pH
三.水溶液中共轭酸碱对 与 的关系
第三节 水溶液中酸碱质子传递反应
一.弱酸的离解平衡
1.一元弱酸的离解平衡
2.多元弱酸的离解平衡
二.弱碱的离解平衡
1.一元弱碱的离解平衡
2.离子碱的离解平衡
三.离子酸、离子碱的共存离解平衡
第四节 缓冲溶液
一.缓冲作用原理
二.缓冲溶液的pH
1.缓冲公式
2.缓冲容量
三.缓冲溶液的选择和配制
*第五节 强电解质
2、教学基本要求:
掌握质子酸碱、酸碱共轭关系、两性物质、酸碱反应、酸碱的离解常数等概念、熟练掌握水的离解平衡、同离子效应和质子酸碱的计算;重点掌握水溶液中弱酸、弱碱的离解平衡规律和缓冲溶液的缓冲作用原理、缓冲溶液的配制及各类型缓冲溶液pH的计算。
3、教学重点难点:
质子酸碱、酸碱共轭关系、两性物质、酸碱反应、酸碱的离解常数等概念;水溶液中弱酸、弱碱的离解平衡规律和相关质子酸碱的计算;缓冲溶液的缓冲作用原理、缓冲溶液的配制及各类型缓冲溶液pH的计算。
第七章 沉淀溶解平衡
1、基本内容:
第一节 难溶电解质的沉淀溶解平衡与溶度积
第二节 溶度积和溶解度
第三节 溶度积规则
第四节 溶度积规则的应用
一.沉淀的生成
1.加入沉淀剂
2.欲使沉淀趋于完成,一般采用的方法
二.沉淀的溶解
1.生成弱电解质使沉淀溶解
2.生成配位化合物使沉淀溶解
3.利用氧化还原反应使沉淀溶解
三.分步沉淀
四.沉淀的转化
2、教学基本要求:
掌握溶度积、溶解度的概念及相互换算;掌握溶度积规则,依据此规则控制离子的浓度、使沉淀生成、溶解、转化或分步沉淀。重点掌握利用溶度积规则判断常见金属氢氧化物、硫化物的沉淀条件、金属离子分离条件及分步沉淀原理的简单应用。
3、教学重点难点:
溶度积、溶解度的概念及相互换算;溶度积规则;利用溶度积规则判断沉淀条件、金属离子分离条件。
第八章 氧化还原反应
1、基本内容:
第一节 氧化还原反应
一.氧化数
二.氧化还原反应、氧化剂、还原剂
第二节 氧化还原反应方程式的配平
第三节 原电池和电极电势
一.原电池
二.电极与电极电势
1.电极
2.电极电势
3.标准电极电势
4.电池符号
三.影响电极电势的因素
1.能斯特方程式
2.浓度对电极电势的影响
3.沉淀的生成对电极电势的影响
4.配合物的生成对电极电势的影响
第四节 电极电势的应用
一.判断氧化还原反应的方向
二.判断氧化还原反应进行的次序
三.选择氧化剂和还原剂
四.元素的电势图及其应用
第五节 氧化还原反应进行的程度
一.电池电动势和氧化还原反应吉布斯自由能变的关系
二.氧化还原反应进行的程度
2、教学基本要求:
掌握氧化还原反应、原电池、电极电势等基本概念,熟练地用离子—电子法配平氧化还原反应方程式;理解电极电势的意义,并能根据电极电势的数据判断氧化还原反应的方向、次序、选择氧化剂和还原剂;熟练掌握原电池电动势与反应的摩尔吉布斯自由能(变)的关系,并以此判断氧化还原反应的方向、程度,计算标准平衡常数;熟练掌握元素的标准电势图及其应用;重点掌握能斯特方程式及电极电势的应用。
3、教学重点难点:
氧化还原反应、原电池、电极电势等基本概念、用离子—电子法配平氧化还原反应方程式;电极电势的意义,能根据电极电势的数据判断氧化还原反应的方向、次序、选择氧化剂和还原剂;原电池电动势与反应的摩尔吉布斯自由能(变)的关系,并以此判断氧化还原反应的方向、程度,计算标准平衡常数;元素的标准电势图及其应用。
第九章 原子结构与元素周期系
1、基本内容:
第一节 实物粒子的运动特征
一.氢原子光谱
二.玻尔原子模型
三.电子的波粒二象性
四.波粒二象性的统计解释
第二节 波函数和单电子原子结构
一.波函数和量子数
二.四个量子数
三.原子轨道的角度分布图
四.电子云和径向分布图
第三节 多电子原子结构
一.屏蔽效应对轨道能级的影响
二.基态多电子原子的电子排布
1.保里不相容原理
2.能量最低原理
3.洪特规则
第四节 元素周期表与元素性质周期律
一.周期表的结构
1.周期
2.族和区
二.元素重要性质的周期性变化
1.原子半径
2.电离能
3.电子亲和能
4.电负性
2、教学基本要求:
了解微观粒子运动的波粒二象性,描述微观粒子运动的波函数、几率密度、电子云等概念,粗知波函数量子数的物理意义,掌握四个量子数的取值规则;了解原子轨道的图形、电子云图、径向分布图的意义;掌握用四个量子数来描述原子中核外电子运动的状态、多电子原子中核外电子的排布;电离能、电子亲和能、电负性等概念与元素性质变化的规律以及原子核外电子排布规律与元素性质周期性递变的关系。
3、教学重点难点:
微观粒子运动的波粒二象性,描述微观粒子运动的波函数、几率密度、电子云等概念,四个量子数的取值规则以及用四个量子数来描述原子中核外电子运动的状态、多电子原子中核外电子的排布;电离能、电子亲和能、电负性等概念与元素性质变化的规律以及原子核外电子排布规律与元素性质周期性递变的关系。
第十章 化学键和分子结构
1、基本内容:
第一节 离子键
一.离子键理论的主要论点
二.晶格能
三.离子键的特征
四.离子的特征
第二节 共价键
一.价键理论
1.氢分子的形成和共价键的本质
2.价键理论的要点
3.共价键的类型
4.键参数
二.杂化轨道理论
1.杂化轨道理论的基本要点
2.杂化轨道的类型
*3.价层电子对互斥理论
*第三节 分子轨道理论
第四节 分子的极性和离子极化
一.分子的极性
二.分子的极化
三.离子极化
四.离子的极化力
五.离子的变形性
六.离子极化和无机化合物性质的关系
第五节 分子间力和氢键
一.分子间力
1.取向力
2.诱导力
3.色散力
二.氢键
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