金属腐蚀与防护课程教学大纲西安工业大学北方信息工程学院Word格式文档下载.docx
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《普通化学》是我校金属材料工程专业本科生的一门必修专业基础课，对于培养具有综合性素质、创新意识、全面发展的人才，是不可缺少的。
本课程的教学任务是使学生通过学习溶液中的化学平衡、物质结构理论、化学反应的基本规律与工程实际密切有关的重要元素和化合物、新技术、新材料等基本知识的学习以及化学实验，使学生了解近代化学的基本理论，具有必要的基本知识和一定的基本技能，为以后的学习和工作提供必要的化学基础，能在工程技术中以化学的观点观察物质变化的现象，对一些涉及化学有关的工程技术的实际问题，有初步分析的能力。
培养学生正确的学习和研究方法，逐步树立辩证唯物主义世界观。
二、课程教学内容的基本要求、重点和难点
绪论
基本要求了解本课程的研究内容和地位；
了解化学发展历史和趋势；
理解学习本课程的重要性；
掌握本课程的基本学习方法。
教学重点本课程的研究内容和地位。
教学难点本课程的基本学习方法。
教学内容
1化学研究的对象
2化学的分支学科及作用
3化学对国民经济的支撑作用
4普通化学课程的教学目标与教学内容
第一单元热化学与能量
基本要求了解用弹式热量计测量等容热效应（Qv）的原理，熟悉Qp的实验计算法；
了解状态函数的意义，了解化学反应中的焓变的关系；
了解Qv与化学反应的内能的关系；
初步掌握化学反应的标准摩尔焓变（△rHmθ）的近似计算；
了解能源中的燃料燃烧反应的热效应。
教学重点热力学的基本概念（系统、状态与状态函数、可逆过程、化学计量数与反应进度
反应热）；
化学反应的标准摩尔焓变的计算；
反应热的实验测定方法。
教学难点一些热力学的基本概念的理解；
运用热力学状态函数进行有关计算
教学内容
1热化学
（1）几个基本概念
（2）热效应及其测量
2反应热与焓
（1）热力学第一定律
（2）反应热与焓
（3）反应的标准摩尔焓变
3能源的合理利用
（1）煤炭与洁净煤技术
（2）石油与天然气
（3）氢能与太阳能
第二单元化学反应的基本原理与大气污染
基本要求了解化学反应应中的熵变及吉布斯函数变在一般条件下的意义；
初步掌握化学反应的标准摩尔吉布斯函数变（△rGmθ）的近似计算；
能应用△rGm判断反应进行的方向，同时用△rGm大致判断反应进行的方向；
理解标准平衡常数（Kθ）的意义及其与△rGmθ的关系，并初步掌握有关计算；
理解浓度，压力和温度对化学元素反应的影响；
了解浓度，温度与反应速率的定量关系，了解基元反应和反应级数概念；
能用阿仑尼乌斯公式进行初步计算；
能用活化能和活化分子的概念说明浓度，催化剂对化学元素反应速率的影响；
了解环境化学元素中大气主要污染物，温室效应、臭氧层空洞、酸雨及光化学烟雾等综合性大气污染现象及其控制。
了解清洁生产和绿色化学的概念。
教学重点熵和化学反应的标准摩尔吉布斯函数变的计算；
标准平衡常数的意义和有关平衡组成的计算；
质量作用定律、化学反应速率方程式和阿累尼乌斯经验式及它们的一些应用。
教学难点用活化能、活化分子等概念解释浓度、温度、催化剂对反应速率的影响。
1化学反应的方向和吉布斯函数
（1）熵与吉布斯函数
（2）反应自发性的判断
2化学反应的限度和化学平衡
（1）反应限度和平衡常数
（2）化学平衡的有关计算
3化学反应速率
（1）化学反应速率和速率方程
（2）温度对反应速率的影响
（3）反应的活化能和催化剂
（4）链反应和光化反应
4环境化学和绿色化学
（1）大气污染与环境化学
（2）清洁生产和绿色化学
第三单元水溶液化学
基本要求了解溶液的通性（蒸气压下降，沸点上升，凝固点下降及渗透压）；
明确酸碱的近代概念、酸碱解离平衡和缓冲溶液的概念，能进行同离子效应及溶液pH的基本计算；
了解配离子（络离子）的解离平衡移动；
初步掌握溶度积和溶液解的基本计算；
了解溶度积规则及其应用；
了解胶体的聚沉、保护及表面活性剂的结构和应用；
了解环境化学中水的主要污染物及其某些处理方法的原理。
教学重点溶液通性的应用；
溶液中有关C（H+）、C（OH-）及pH的计算；
配合物的命名；
沉淀—溶解平衡及有关计算；
溶度积规则的应用；
共同离子效应、缓冲溶液及溶度积等基本概念。
教学难点多元酸解离平衡；
配离子的解离平衡；
缓冲作用原理；
1溶液的通性
（1）非电解质稀溶液的通性
（2）电解质溶液的通性
（3）表面活性剂溶液和膜化学
2酸碱解离平衡
（1）酸碱的概念
（2）酸和碱的解离平衡
（3）缓冲溶液和PH控制
第四单元电化学与金属腐蚀
基本要求了解原电池的组成及其化学反应的热力学原理；
了解电极电势的概念，能用能斯特方程式进行有关计算；
能应用电极电势的数据判断氧化剂和还原剂的相对强弱及氧化还原反应自发进行的方向和程度；
了解化学电源、电解的基本原理，以及电解在工业生产中的某些应用；
了解电化学腐蚀的基本原理及基本的防护方法。
教学重点电极电势的概念；
能斯特方程式及计算电极电势和原电池电动势；
利用电极电势判断氧化还原反应的方向和度。
教学难点能斯特方程式及有关计算。
1原电池
（1）原电池中的化学反应
（2）原电池的热力学
2电极电势
（1）标准电极电势
（2）电极电势的能斯特方程
3电动势与电极电势在化学上的应用
（1）氧化剂和还原剂相对强弱的比较
（2）氧化还原反应方向的判断
（3）氧化还原反应进行的程度
4化学电源
（1）一次电池
（2）二次电池
（3）连续电池
5电解
（1）分解电压和超电势
（2）电解池中两极的电解产物
（3）电解的应用
6金属的腐蚀及防止
（1）腐蚀的分类
（2）腐蚀电池的非平衡电势和腐蚀速率
（3）金属腐蚀的防止
第五单元物质结构基础
基本要求联系原子核外电子运动的特征（量子化，波泣二象性，统计性），了解波函数，四个量子数和电子云的基本概念，了解s，p，d波函数和电子云的角度分布示意图；
掌握周期系元素的原子的核外电子分布的一般规律及其与长周期表的关系，明确原子（及离子）的外层电子分布和元素按s、p、d、f分区的情况；
联系原子结构和周期表，了解元素某些性质递变的情况；
了解共价键的价键理论的基本要点以及键长，键角和键能的概念，了解分子电偶极矩的概念及其应用于区分极性分子与非极性分子，能联系杂化轨道理论（s-p型）说明一些分子的空间构型；
在明确化学键，分子间力（以及氢键）的本质及特性的基础上，了解晶体结构及其对物质结构的影响。
教学重点四个量子数的取值及意义.核外电子排布的书写；
分子空间构型的推断；
分子间力和氢键对物质性质的影响。
教学难点四个量子数的合理取值；
核外电子排布式的书写；
杂化轨道理论。
1原子结构的近代概念
（1）波函数
（2）电子云
2多电子原子的电子分布方式和周期系
（1）多电子原子轨道的能及
（2）核外电子分布原理和核外电子分布方式
（3）原子的结构与性质的周期性规律
3化学键与分子间相互作用力
（1）化学键
（2）分子的极性和分子的空间构型
（3）分子间相互作用力
（4）超分子化学
4晶体结构
（1）晶体的基本类型
（2）过渡性晶体
（3）晶体的缺陷与非整比化合物
（4）非线性光学晶体
第六单元元素化学与无机材料
基本要求了解单质的物理性质、无机化合物的物理性质；
理解单质的化学性质、无机化合物的化学性质；
掌握单质、无机化合物的物理性质和化学性质的递变规律；
熟练掌握无机材料的应用知识。
教学重点单质、无机化合物的物理性质和化学性质的递变规律。
教学难点单质、无机化合物的物理性质和化学性质的递变规律。
1单质的物理性质
（1）熔点、沸点和硬度
（2）导电性和能带理论
2单质的化学性质
（1）金属单质的还原型
（2）非金属单质的氧化还原型
3无机化合物的物理性质
（1）卤化物的熔点、沸点和离子极化理论
（2）氧化物的熔点、沸点和硬度
4无机化合物的化学性质
（1）氧化还原性
（2）酸碱性
5配位化合物
（1）配位化合物的组成和结构
（2）配位化合物的命名
（3）配合物及配位化学的应用
6无机材料
（1）金属和合金材料
（2）无机非金属材料
（3）纳米材料和碳纳米管
三、课程学时分配
教学单元
内容
总
学
时
学时安排
讲授
实验
上机
课程
设计
其它
2
1
热化学与能源
6
4
化学反应的基本原理、大气污染
10
3
水化学、水污染
电化学、金属腐蚀
8
5
物结构基础
元素化学与无机材料
总计
48
四、实践性教学环节项目的教学要求及教学时间安排
1实验要求:
（1）认真预习，明确实验的目的、任务、原理、操作的主要步骤和注意事项，完成预习报告。
（2）严格遵守操作程序，细心观察，积极思考，及时整理、计算和分析实验结果和数据。
（3）自觉遵守实验室规则，保持实验室整洁安静，仪器安置有序，注意节约和安全，预防发生意外事故。
（4）实验完毕后，洗涤、清理仪器，切断（或关闭）电源、水阀和气路。
2实验教学项目及学时分配
序号
实验（上机）项目名称
实验类型
学时
硫酸亚铁铵的制备
基础性
气体常数的测定
综合性
化学反应速率和化学平衡
沉淀反应
验证性
五、本课程与其它课程的联系
《普通化学》是材料成型与控制和金属材料工程专业的必修基础课。
在此课程前学生应具备初步的基础化学理论和相关知识，并为材料成型与控制专业的工程材料课程和金属材料工程专业的《物理化学》、《材料性能学》、《金属材料学》、《材料腐蚀与防护》等后续课程奠定基础。
六、本课程的特点及教法、学法建议
《普通化学》课程是高等学校非化工类各专业的第一门必修基础课，是为实现教学内容整合和结构优化而设置的一门新课程，是课程体系改革的产物，集化学热力学、化学动力学、结构化学和量子化学的基本原理。
课程内容较多，对学生来说要学的东西很多，压力较大。
为了帮助学生在学习过程中加深理解和掌握好课程内容，需要教师在授课时严格要求学生，让学生做到：
①在学完相应的章节后进行课后复习和
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