《无机与分析化学》—教学教案.doc

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《无机与分析化学》

教学教案

第1次课2学时

课目、课题

绪论

教学目的和要求

1．理解无机化学和分析化学的定义；

2．了解化学化学与人类文明、社会发展的关系；

3．了解无机及分析化学在各专业的应用。

重点

难点

教学重点：

分析方法的分类

教学难点：

分析方法的分类

教学进程（含章节教学内容、教学方法、辅助手段、师生互动、时间分配、板书设计）

绪论

第一节无机及分析化学的任务和应用

一．无机及分析化学的任务（10min）

无机化学及分析化学的定义：

1.无机化学：

是研究除碳氢化合物及其大多数衍生物以外的所有元素及其化合物的组成、性质、结构和反应的学科。

2.分析化学：

是研究物质化学组成及其分析方法的一门学科。

二、无机及分析化学的应用（20min）

1.在精细化学品中的应用

2.在药学中的应用

3.在食品中的应用

4.在农业科学中的应用

第二节分析方法的分类

一、结构分析、定性分析和定量分析（20min）

二、化学分析和仪器分析（10min）

1．化学分析

2．仪器分析

第三节无机及分析化学的学习方法

一．重视课堂，认真听讲（10min）

二．重视实验，事实求是（10min）

三．培养自学和独立解决问题的能力（10min）

作业

Pg3：

2.3.

主要

参考资料

《无机化学》侯新初主编

《无机及分析化学》司文会主编

课后自我总结分析

无机及分析化学是一门非常重要的学科,要学好该课程,需做到:

1．重视课堂，认真听讲;2．重视实验，事实求是;3．培养自学和独立解决问题的能力

《无机与分析化学》教案（课时备课）

第2次课2学时

课目、课题

第一章物质的结构第一节原子结构

一.原子核外电子的运动状态

二.原子轨道能级图

教学目的和要求

1．熟悉原子的组成、描述核外电子运动状态的四个量子数；

2．熟悉原子轨道能级图

重点

难点

教学重点：

四个量子数的关系

教学难点：

电子云、核外电子的运动状态

教学进程（含章节教学内容、教学方法、辅助手段、师生互动、时间分配、板书设计）

第一章物质的结构

第一节原子结构

一、原子核外电子的运动状态

原子是由原子核与核外电子组成的，核电荷数=质子数=核外电子数

（一）电子云的概念（5min）

（二）四个量子数：

核外电子运动状态常用四个量子数来描述：

主量子数（n）；副量子数（ι）；磁量子数（m）；自旋量子数（ms）。

1．主量子数（n）---表示电子所属电子层（20min）

取值：

1.2.3.4.5------n（正整数）

电子层:

K.L.M.N.O-----

2.角量子数

（1）---表示电子所属亚层（20min）

取值：

O.1.2.3.-----（n-1）

s.p.d.f------

3.磁量子数（m）---表示原子轨道在空间的伸展方向（20min）

取值：

O.±1.±2.±3---±l

4.自旋量子数（ms）（5min）

取值：

＋1/2、－1/2

n.l.m三者间的关系：

n≥l+1l≥︱m︱

【课堂练习】（5min）

下列组量子数中，哪些不合理？

（1）n=3l=1m=+1ms=+1∕2

（2）n=2l=2m=-1ms=-1∕2

（3）n=3l=1m=+1ms=-1∕2

（4）n=2l=0m=-1ms=-1∕2

【例1-1】

【例1-2】

二、原子轨道能级图（15min）

（一）屏蔽效应和钻穿效应

（二）原子轨道近似能级图

作业

主要

参考资料

《无机化学》侯新初主编

《无机及分析化学》司文会主编

课后自我总结分析

原子是由原子核与核外电子组成的，核电荷数=质子数=核外电子数

描述核外电子运动状态的四个量子数：

主量子数（n，描述核外电子运动离核远近的数值），副量子数（l，描述电子云形状的数值），磁量子数（m，描述电子云在空间的伸展方向的数值），自旋量子数（ms，描述电子自旋方向的数值）。

N、l、m三者关系：

n≥l＋1

l≥∣m∣

《无机与分析化学》教案（课时备课）

第3次课2学时

课目、课题

第一章物质的结构第一节原子结构

教学目的和要求

1．掌握原子核外电子的排布

2．掌握元素周期律和元素周期表

3．熟悉元素周期表，能根据元素的原子序数判断该元素在元素周期表的位置

重点

难点

教学重点：

核外电子的排布、元素周期表

教学难点：

核外电子的排布

教学进程（含章节教学内容、教学方法、辅助手段、师生互动、时间分配、板书设计）

三、原子核外电子排布：

“两原理”.“一规则”

1、能量最低原理——电子进人轨道时从最低能级依次向高能级填充。

（20min）

【实例】

电子排布式：

1s22s2

轨道式：

2、泡利不相溶原理——在同一个电子中不可能有四个量子数完全相同的电子。

（20min）

【实例】H2

3、洪特规则——电子进人等价轨道时，尽可能占据多的轨道且自旋平行。

（（15min）

【实例】

电子排布式：

1s22s2

轨道式：

最稳定状态:

半充满：

p3.d5.f7

全充满：

p6.d10.f14

全空：

p0.d0.f0

四、元素周期律和元素周期表

（一）周期（15min）

（1）元素所在的周期数＝最高能级数＝主量子数（n）

（2）每一周期元素的数目＝相应能级中所有轨道所能容纳的电子数

（二）族（10min）

主族：

族数＝最外层电子数（nsnp）＝最高化合价

副族：

族数＝（n-1）d＋ns，价电子数8～10个归ⅧB族，超过10个则把十位去掉，个位数目为副族数。

价电子：

主族—最外层电子

副族—除最外层电子，还可以是次外层电子，甚至是更进一层的电子。

（三）区（10min）

区价电子构型族

sns1-2ⅠA-ⅡA

pns2np1-6ⅢA-ⅦA和O族

d（n-1）d1-9ns1-2ⅢB-ⅦB和Ⅷ族

ds（n-1）d10ns1-2ⅠB-ⅡB

f（n-2）f1-14（n-1）d0-2ns2La系Ac系

【堂上练习】

分别写出、的电子排布式并指出它们在元素周期表中的位置（周期、族；区）？

【例1-3】

作业

主要

参考资料

《无机化学》侯新初主编

《无机及分析化学》司文会主编

课后自我总结分析

原子核外电子排布规律：

保利不相容原理、能量最低原理、洪特规则及其特例

元素周期表的结构：

七个周期（元素所处的周期序数=元素原子的电子层数）、

十六个族（七个主族和一个零族；七个副族和一个第八族）、四个区（s、p、d、f区）

《无机与分析化学》教案（课时备课）

第4次课2学时

课目、课题

第一章物质的结构第二节分子结构

教学目的和要求

1．理解现代公价键理论的要点

2．了解化学键的类型

3．了解离子键的形成及其特点共价键的形成以及共价键理论

4．理解共价键的形成以及共价键理论

5．掌握分子间作用力与分子极性的关系

重点

难点

教学重点：

共价键的形成、杂化轨道理论、分子间作用力的判断

教学难点：

杂化轨道理论

教学进程（含章节教学内容、教学方法、辅助手段、师生互动、时间分配、板书设计）

第二节分子结构

一、化学键

（一）离子键（5min）

（二）共价键（30min）

1.现代共价键理论

（1）现代共价键理论的要点

①自旋方向相反的两个成单电子可以形成共价键。

一个电子有几个成单的电子，便可和自旋方向相反的电子配对形键。

②成键电子的原子轨道重叠越多，形成的共价键越牢固。

（2）共价键的特征

①方向性

②饱和性

（3）共价键的类型

①σ键—-“头碰头”重合

②Л键—-“肩并肩”重合

【动画】σ键的形成；Л键的形成

2.杂化轨道理论（0.5学时）

（1）杂化轨道理论要点

【动画】SP3杂化、SP2杂化、SP杂化

NH3分子的空间构型

H2O分子的空间构型

【教具】SP3杂化、SP2杂化、SP杂化模型

甲烷的分子模型

（2）杂化类型与分子的空间构型

杂化类型分子空间构型实例

SP直线型BeCl2

SP3平面三角型BCl3

SP3正四面体型CH4

SP3不等性三角锥型NH3

V字型H2O

【注意】原子间的替换

【堂上提问】CCl4、SO2分子是什么空间构型？

二、分子间作用力和氢键

（一）分子的极性（10min）

非极性键→非极性分子

（二）分子间作用力（20min）

1.取向力

2.诱导力

3.色散力

【规律】

极－极性分子间：

存在取向力、诱导力、色散力。

极－非极性分子间：

存在诱导力、色散力。

非－非极性分子间：

只存在色散力。

（三）氢键（25min）

1.氢键形成的条件；

（a）成键的一方必须有H;

（b）成键的另一方的原子电负性大而半径小，而且具有孤对电子。

2.氢键对物质性质的影响:

（a）分子间氢键—溶沸点升高

（b）分子内氢键—溶沸点降低

【例】

例：

指出下列各组物质的分子间存在何种作用力？

（a）CCl4和CH4

（b）Br2和H2O

（c）H2O和C2H5OH

作业

P20一.二.三

主要

参考资料

《无机化学》侯新初主编

《无机及分析化学》司文会主编

课后自我总结分析

化学键包括有离子键、共价键和金属键。

现代价键理论的基本要点：

有自旋方向相反的成单电子的两个原子才可形成共价键；共价键具有饱和性和方向性。

杂化轨道理论的基本要点：

只有同一原子能量相近的轨道，才能杂化成杂化轨道；轨道的杂化分等性杂化和不等性杂化；杂化轨道的成键能力更强，电子云更集中，轨道分布更分散，能量更低；杂化轨道仍属于原子轨道。

分子的极性：

双原子分子的极性与化学键的极性一致，多原子分子是否有极性与分子的空间构型有关

分子间力：

分为取向力、诱导力和色散力三种。

极性分子间存在取向力、诱导力和色散力；极性与非极性分子间存在诱导力和色散力；非极性分子之间存在色散力。

氢键：

是指在分子中与电负性大的原子X以共价键相连的H原子，和另一分子中一个电负性大的Y原子之间，形成的一种特殊的分子间力。

化学反应速率是以单位时间内某反应物浓度的减少或某生成物浓度的增加来表示，影响因素有：

浓度、压强、温度和催化剂。

《无机与分析化学》教案（课时备课）

第5次课2学时

课目、课题

第二章化学反应速率与化学平衡第一节化学反应速率第二节化学平衡

教学目的和要求

1．了解化学反应速率的概念和表示方法

2．理解化学反应的活化能与反应热

3．掌握影响化学反应速率的因素

4．理解化学平衡的意义

重点

难点

教学重点：

化学反应速率的定义以及影响化学反应速率的因素

教学难点：

化学反应的活化能与反应热.

教学进程（含章节教学内容、教学方法、辅助手段、师生互动、时间分配、板书设计）

第二章化学反应速率与化学平衡

第一节化学反应速率

一、化学反应速率的概念及其表示方法（10min）

aA+bB=dD+eE

表示式：

二、化学反应速率理论（25min）

（一）有效碰撞理论

（二）过渡态理论

三、影响化学反应速率的因素

（一）浓度（20min）

【结论】反应物浓度增大，反应速率加快。

1.基元反应和非基元反应

2.质量作用定律

aA+bB=dD+eE

基元反应：

（二）温度（20min）

【结论】温度升高，反应速率加快。

主要原因：

增加了活化分子的百分数。

【课堂提问】食物放在冰箱里为什么能保存较长的时间？

（三）催化剂（5min）

【结论】加催化剂能加快反应速率。

说明：

1.催化剂的作用—降低反应的活化能而改变反应速率。

2.催化剂只能加快反应速率，缩短反应到达平衡的时间，但不能改变转

化率。

3.对同一反应，催化剂同等程度地影响了正、负反应的速率，所以催化

剂不能影响化学平衡移动。

第二节化学平衡

一、可逆反应与化学平衡（10min）

1.可逆反应概念

【可逆反应】在同一条件下，既能向一个方向进行，又能向相反方向进行的化学反应。

2.化学平衡

特征：

（1）动态平衡。

（2）正逆反应速率相等。

（3）平衡时各组分浓度保持恒定。

（4）化学平衡是有条件的。

外界条件改变，原平衡就被破坏。

作业

主要

参考资料

《无机化学》侯新初主编

《药用基础化学》胡运昌主编

课后自我总结分析

可逆反应处于化学平衡状态时，正反应速率等于逆反应速率，各反应物和生成物浓度保持恒定。

化学平衡是有条件的、暂时的、相对的平衡，会随着条件的改变而移动。

《无机与分析化学》教案（课时备课）

第6次课2学时

课目、课题

第二章化学反应速率与化学平衡第二节化学平衡

教学目的和要求

1．掌握化学平衡常数表示

2．理解化学平衡的相关计算

重点

难点

教学重点：

化学平衡的相关计算

教学难点：

化学平衡的相关计算

教学进程（含章节教学内容、教学方法、辅助手段、师生互动、时间分配、板书设计）

二、化学平衡常数（K）

（一）化学平衡常数的表达式（化学平衡定律）（20min）

物理意义：

在一定温度下，可逆反应达到平衡时，生成物浓度幂的乘积与反应物浓度幂的乘积之比是一个常数。

对于气相反应，则有：

【实例】

平衡常数表达式：

（二）化学平衡常数的意义（10min）

1.平衡常K与物质的本性有关，与温度有关，与浓度无关。

2.固体与纯液态的物质的浓度是一个常数，不用写进平衡常数表达式中。

三、化学平衡的有关计算

（一）有关平衡常数的计算

1．利用平衡体系中各物质的浓度，求平衡常数及初始浓度（20min）

【例2-2】

2．利用平衡常数，求体系中各物质的浓度及反应物的转化率（20min）

【例2-3】

（二）有关可逆反应方向的判断（20min）

【反应商】任意状态下，生成物浓度幂的乘积与反应物浓度幂的乘积之比。

【说明】

C——任意状态下浓度

[]——平衡时浓度

Q＝K反应处于平衡状态

Q

Q>K反应逆向进行

作业

主要

参考资料

《无机化学》侯新初主编

《药用基础化学》胡运昌主编

课后自我总结分析

在一定温度下，可逆反应达到平衡时，生成物浓度系数幂的乘积与反应物浓度系数幂的乘积之比是一个常数，叫化学平衡常数（Kc）。

化学平衡常数只与温度有关，与浓度无关。

三种类型的有关化学平衡的计算：

已知平衡浓度计算平衡常数；

已知平衡浓度计算反应物初始浓度；

已知平衡常数、反应物初始浓度，计算各物质的平衡浓度及某反应物的平衡转化率。

Q＝Kc体系处于平衡状态

Q＜Kc反应正向进行

Q＞Kc反应逆向进行

如果改变影响平衡的任一条件（如浓度、压强或温度），平衡就向着减弱这种改变的方向移动。

《无机与分析化学》教案（课时备课）

第7次课2学时

课目、课题

第二章化学反应速率与化学平衡第三节化学平衡的移动

第三章分散系与溶液第一节分散系第二节溶液浓度的表示方法

教学目的和要求

1．掌握浓度、压强、稳定对化学平衡移动的影响，以及催化剂与化学平衡的关系。

2．了解分散系的概念和分类

3．掌握溶液组成的表示方法及溶液的配制

重点

难点

教学重点：

化学平衡的移动、影响化学平衡移动的因素溶液浓度的表示方法（特别是物质的量浓度、质量摩尔浓度）及有关的换算；

教学难点：

化学平衡的移动、质量摩尔浓度

教学进程（含章节教学内容、教学方法、辅助手段、师生互动、时间分配、板书设计）

第三节化学平衡的移动

【概念】由于外界条件的改变，使可逆反应从原来的平衡状态转变到新的平衡状态的过程叫做化学平衡移动。

（5min）

外界条件：

浓度、压强、温度

一、浓度对化学平衡的影响（10min）

【结论】在其它条件不变时，增大反应物的浓度或减少产物的浓度，化学平衡向正反应方向移动。

反之向逆反应方向移动。

【例4】

二、压力对化学平衡的影响（10min）

首要条件：

有气体参加的反应。

1.反应前后气体分子数相等（△n=O）------压强对平衡没有影响。

2.反应前后气体分子数相等（△n≠O）

【结论】在气体条件不变时，压强增大，化学平衡向气体分子数少的一方移动；压强减少，化学平衡向气体分子数多的一方移动。

三、温度对化学平衡的影响（15min）

温度对化学平衡的影响与前两种情况有本质的不同

【结论】升高温度，化学平衡向吸热反应方向移动；降低温度，化学平衡向放热方向移动。

【原因】升高温度时，正向反应的速率和逆向反应的速率都会增大，但是增大的倍数不同，吸热反应速率增大的倍数要大于放热反应速率增大的倍数；降低温度时，正逆反应速率都减小，但吸热反应速率减小的倍数更大，这是因为吸热反应的活化能总是大于放热反应的活化能，而温度的变化对活化能较大的吸热反应的反应速率影响较大。

四、催化剂与化学平衡（5min）

【结论】催化剂不会影响化学平衡移动。

【原因】催化剂在影响正反应速率的同时，也同等程度的影响逆反应的速率。

第三章分散系与溶液

第一节分散系

一、分散系的概念（5min）

二、分散系的分类（5min）

第二节溶液浓度的表示方法

一、物质的量浓度（5min）

【概念】单位体积（升）溶液所含溶质的量（摩尔）来表示的浓度。

【例3-1】

二、质量摩尔浓度（15min）

【概念】用每千克溶剂所含溶质的量（摩尔）来表示的浓度。

【例3-2】

三、摩尔分数（5min）

【概念】某物质的物质的量占整个物系总的物质的量的分数称为该物质的摩尔分数，符号为。

四、质量分数（5min）

【概念】溶质的质量与溶液的质量之比称为质量分数。

五、质量浓度（5min）

【概念】用溶质B的质量（）与溶液的体积（）之比表示。

【例3-3】

作业

Pg32：

四.1.3.

主要

参考资料

《无机化学》侯新初主编

《药用基础化学》胡运昌主编

课后自我总结分析

常用的溶液组成的表示方法有6种：

物质的量浓度、质量浓度、质量摩尔浓度、质量分数、体积分数和摩尔分数。

溶液的稀释与混合要掌握一个原则：

稀释或混合前后，溶液中溶质总的量不变，要注意前后单位一致。

《无机与分析化学》教案（课时备课）

第8次课2学时

课目、课题

第三章分散系与溶液第三节稀溶液的依数性

教学目的和要求

1．理解稀溶液的依数性

2．掌握四个依数性的计算公式

重点

难点

教学重点：

稀溶液的依数性以及有关的计算

教学难点：

稀溶液的蒸气压下降、凝固点降低、沸点升高产生原因

教学进程（含章节教学内容、教学方法、辅助手段、师生互动、时间分配、板书设计）

第三节稀溶液的依数性

溶液：

1由溶质的本性决定（如颜色、导电性）

2.由溶质的粒子数（浓度）决定，与本性无关（例如蒸气压、沸点、凝固点、渗透压等）

因为这类性质的变化依赖于溶液的粒子数而且又只适用于稀溶液，所以将这类性质称为稀溶液的依数性。

稀溶液的依数性：

蒸气压的下降

凝固点的下降

沸点的上升

渗透现象

【适用条件】难挥发、非电解质、稀溶液。

一、溶液的蒸气压下降（20min）

（一）溶剂的蒸气压

（二）溶液的蒸气压下降

1.下降原因：

溶质分子占据一部分液面，单位面积水分子数减少。

2.拉乌尔定律：

在一定温度下，难挥发非电解质稀溶液的蒸气压（P）等于纯溶剂的蒸气压（P0）乘于溶剂的摩尔分数（X0）。

P=P0XA

或：

在一定温度下，难挥发非电解质稀溶液的蒸气压下降与溶液的质量摩尔浓度成正比，而与溶质的本性无关。

（推导过程不要求）

ΔP=KbB

二、溶液的沸点升高（20min）

（一）液体的沸点

（二）溶液的沸点升高（图1－2）

ΔTb=KbbB

三、溶液的凝固点下降（20min）

（一）纯液体的凝固点

【概念】是指在一定外压下，该物质的液相蒸气压与固相蒸气压相等时的温度，即其液相和固相能平衡共存时的温度。

（二）溶液的凝固点降低

ΔTf＝KfbB＝Kf××1000

MB＝×1000

【应用】测分子量

【例3-5】

【例3-6】

四、渗透压（30min）

（一）渗透现象与渗透压

1.渗透现象（演示实验）

【概念】

（1）半透膜：

只允许溶剂分子通过而不允许溶质分子通过的物质（薄膜）。

（2）渗透现象：

溶剂分子通过半透膜向另