整理2化工专业《无机化学》教学大纲郭娇.docx
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整理2化工专业《无机化学》教学大纲郭娇
《无机化学》教学大纲
课程编码：
0413100103
课程名称：
无机化学
学时/学分：
48/3
先修课程：
适用专业：
化学工程与工艺、制药工程
开课教研室：
无机化学教研室
一、课程性质与任务
1．课程性质：
本课程是化学工程与工艺和制药工程专业的专业基础课，是化学工程与工艺和制药工程专业的必修课。
2．课程任务：
通过本课程的学习，理解和掌握化学热力学、化学动力学、化学平衡、氧化还原反应、配位化学、元素周期律、近代物质结构理论等基础理论知识；并在化学原理的指导下，理解化学变化中物质的组成、结构和性质的关系，初步从宏观和微观不同的角度理解化学变化的基本特征。
本课程要求学生在学习过程中学会归纳总结，使知识系统化，培养自学能力，并应用所学过的理论知识分析问题、解决问题，提高创新思维能力。
二、课程教学基本要求
通过本课程的教学，使学生对无机化学的基本概念和基本理论有较为系统、深入的理解，能基本掌握化学平衡、酸碱平衡、沉淀溶解平衡和氧化还原反应的计算和原子结构、分子结构、固体结构和配合物结构的基础理论，并为后续课程的学习及从事化工、制药技术工作打下比较巩固的基础。
成绩考核形式：
期末成绩（闭卷考试）（70%）＋平时成绩（作业、期中考试等）（30%）。
成绩评定采用百分制，60分为及格。
三、课程教学内容
第一章绪论
1.教学基本要求
了解化学研究的对象；掌握无机化学的研究对象、发展和前景；了解无机化学课程的任务。
2.要求学生掌握的基本概念、理论、原理
通过本章教学，使学生掌握无机化学的研究对象、发展和前景。
3.教学重点和难点
教学重点是无机化学的研究对象和发展。
教学难点是无机化学课程的任务。
4.教学内容
（1）化学研究的对象
主要知识点：
化学研究的对象；化学学科的辉煌前景。
（2）无机化学的研究对象、发展和前景
主要知识点：
无机化学的历史；无机化学的研究对象；无机化学的发展和前景。
（3）无机化学课程的任务
主要知识点：
无机化学课程的任务。
第二章气体
1.教学基本要求
理解理想气体的概念，掌握理想气体状态方程式及其应用；掌握混合气体中组分气体分压的概念和分压定律；了解真实气体的概念。
2.要求学生掌握的基本概念、理论、原理
通过本章教学，使学生掌握理想气体状态方程式及其应用和混合气体中组分气体分压的概念和分压定律。
3.教学重点和难点
教学重点是理想气体状态方程式及其应用。
教学难点是混合气体中组分气体分压的概念和分压定律。
4.教学内容
（1）理想气体状态方程
主要知识点：
理想气体状态方程；理想气体状态方程的应用。
（2）气体混合物
主要知识点：
分压定律；分体积定律。
（3）真实气体
主要知识点：
真实气体的理想气体状态方程修正。
第三章热化学
1.教学基本要求
了解系统、环境、相、功、热、热力学能和焓等概念，理解热力学第一定律；理解标准摩尔生成焓（ΔfHmθ），掌握热化学方程式，化学反应的标准摩尔焓变（ΔrHmθ）和Hess定律及有关计算。
2.要求学生掌握的基本概念、理论、原理
通过本章教学，使学生掌握热化学方程式，化学反应的标准摩尔焓变（ΔrHmθ）和Hess定律及有关计算。
3.教学重点和难点
教学重点是理想气体状态方程式及其应用。
教学难点是混合气体中组分气体分压的概念和分压定律。
4.教学内容
（1）热力学的术语和基本概念
主要知识点：
系统和环境；状态和状态函数；过程和途径；相；化学反应计量式和反应进度。
（2）热力学第一定律
主要知识点：
热和功；热力学能；热力学第一定律。
（3）化学反应的反应热
主要知识点：
定容反应热；定压反应热；ΔrUmθ和ΔrHmθ；热化学方程式；标准摩尔生成焓；标准摩尔燃烧焓。
（4）Hess定律
主要知识点：
Hess定律。
（5）反应热的计算
主要知识点：
由标准摩尔生成焓计算ΔrHmθ；由标准摩尔燃烧焓计算ΔrHmθ。
第四章化学动力学基础
1.教学基本要求
了解化学反应速率、（基）元反应、复合反应、反应速率方程式、速率系数、反应级数等概念；掌握活化分子、活化能的概念，并能用其说明浓度、温度和催化剂对反应速率的影响。
2.要求学生掌握的基本概念、理论、原理
通过本章教学，使学生掌握活化分子、活化能的概念，并能用其说明浓度、温度和催化剂对反应速率的影响。
3.教学重点和难点
教学重点是反应机理的概念，有效碰撞理论，过渡状态理论，活化能、活化分子的概念及其意义，浓度、温度、催化剂对化学反应速率的影响及浓度、温度对化学反应速率影响的定量关系：
质量作用定律，化学反应的温度因子，Arrhenius方程及其应用。
教学难点是有效碰撞理论，过渡状态理论，活化能、活化分子的概念，质量作用定律，Arrhenius方程。
4.教学内容
（1）化学反应速率的概念
主要知识点：
平均速率和顺时速率；定容反应速率。
（2）浓度对反应速率的影响--速率方程
主要知识点：
化学反应速率方程；由实验确定反应速率方程的简单方法－初始速率法；浓度与时间的定量关系。
（3）温度对反应速率的影响-Arrhenius方程
主要知识点：
Arrhenius方程；Arrhenius方程的应用。
（4）反应速率理论和反应机理简介
主要知识点：
碰撞理论；活化络合物理论；活化能与反应速率；反应机理与元反应。
（5）催化剂与催化作用
主要知识点：
催化剂和催化作用的基本特征；均相催化与多相催化；酶催化。
第五章化学平衡熵和Gibbs函数
1.教学基本要求
掌握化学平衡的概念、标准平衡常数、平衡组成的简单计算和多重平衡规则；理解反应商判据和LeChaterlier原理，掌握浓度、压力、温度对化学平衡移动的影响及有关的简单计算；了解标准摩尔熵Smθ的概念和ΔrSmθ的简单计算；了解标准摩尔生成Gibbs函数的概念、ΔrGmθ的简单计算、ΔrGmθ与ΔrHmθ和ΔrSmθ的关系、ΔrGmθ与Kθ的关系，初步会用ΔrGm和ΔrGmθ判断反应进行的方向和程度。
2.要求学生掌握的基本概念、理论、原理
通过本章教学，使学生掌握化学平衡的概念、标准平衡常数、平衡组成的简单计算和多重平衡规则和浓度、压力、温度对化学平衡移动的影响及有关的简单计算。
3.教学重点和难点
教学重点是化学反应的平衡规律，化学反应能否自发进行，反应的方向和限度。
教学难点是研究各种因素，如浓度、温度、压力等对化学反应平衡移动的影响，揭示化学平衡本质和特征。
4.教学内容
（1）标准平衡常数
主要知识点：
化学平衡的基本特征；标准平衡常数表达式；标准平衡常数的实验测定。
（2）标准平衡常数的应用
主要知识点：
判断反应程度；预测反应方向；计算平衡组成。
（3）化学平衡的移动
主要知识点：
浓度对化学平衡的影响；压力对化学平衡的影响；温度对化学平衡的影响。
（4）自反变化和熵
主要知识点：
自发变化；焓和自发变化；混乱度、熵和微观状态数；热力学第三定律和标准熵；化学反应熵变和热力学第二定律。
（5）Gibbs函数
主要知识点：
Gibbs函数[变]判据；标准摩尔生成Gibbs函数；Gibbs函数与化学平衡；van’tHoff方程。
第六章酸碱平衡
1.教学基本要求
了解三种酸碱理论的概念及其成功之处和不足之处；掌握水的解离平衡和溶液pH的计算；掌握弱酸、弱碱的解离平衡计算；掌握同离子效应和缓冲溶液的概念，能熟练的计算缓冲溶液的pH值；了解配合物的命名、配位反应和配位平衡。
2.要求学生掌握的基本概念、理论、原理
通过本章教学，使学生掌握水的解离平衡和溶液pH的计算，弱酸、弱碱的解离平衡的计算，同离子效应和缓冲溶液的概念，能熟练的计算缓冲溶液的pH值。
3.教学重点和难点
教学重点是酸碱质子理论的基本概念和酸碱质子理论的实质。
教学难点是缓冲溶液pH的计算。
4.教学内容
（1）酸碱质子理论概述
主要知识点：
历史回顾；酸碱质子理论的基本概念；酸和碱的相对强弱。
（2）水的解离平衡和溶液的pH
主要知识点：
水的解离平衡；溶液的pH。
（3）弱酸、弱碱的解离平衡
主要知识点：
一元弱酸、弱碱的解离平衡；多元弱酸的解离平衡；盐溶液的酸碱平衡。
（4）缓冲溶液
主要知识点：
同离子效应；缓冲溶液；缓冲溶液pH的计算；缓冲范围和缓冲能力。
（5）酸碱指示剂
主要知识点：
酸碱指示剂的基本概念；酸碱指示剂的变色范围。
（6）酸碱电子理论
主要知识点：
酸碱电子理论的基本概念。
（7）配位化合物
主要知识点：
配合物的组成；配合物的化学式和命名；配合物的分类。
（8）配位反应与配位平衡
主要知识点：
配合物的解离常数和稳定常数；配体取代反应和电子转移反应；配合物的稳定性。
第七章沉淀溶解平衡
1.教学基本要求
理解难溶电解质的沉淀－溶解平衡，掌握标准溶度积常数及其与溶解度之间的关系和有关计算；掌握溶度积规则，能用溶度积规则判断沉淀的生成和溶解；理解pH值对难溶金属氢氧化物和金属硫化物沉淀－溶解平衡的影响及有关计算；理解沉淀的配位溶解及其简单计算；了解分步沉淀和两种沉淀间的转化及有关计算。
2.要求学生掌握的基本概念、理论、原理
通过本章教学，使学生掌握标准溶度积常数及其与溶解度之间的关系和有关计算，溶度积规则，能用溶度积规则判断沉淀的生成和溶解。
3.教学重点和难点
教学重点是沉淀－溶解平衡的关系及用溶度积规则判断沉淀生成与溶解。
教学难点是计算说明难溶电解质在特定条件下的溶解度，判断沉淀生成、溶解的可能性。
4.教学内容
（1）溶解度和溶度积
主要知识点：
溶解度；溶度积；溶度积和溶解度间的关系。
（2）沉淀的生成和溶解
主要知识点：
溶度积规则；同离子效应与盐效应；pH对沉淀溶解平衡的影响；配合物的生成对溶解度的影响－沉淀的配位溶解。
（3）两种沉淀之间的平衡
主要知识点：
分布沉淀；沉淀的转化。
第八章氧化还原反应电化学基础
1.教学基本要求
理解氧化还原反应的基本概念，能熟练地配平氧化反应方程式；了解原电池的基本概念和电池电动势的概念；掌握电极电势的概念及其影响因素、Nernst方程式及其有关的简单计算、电极电势的应用；掌握元素电势图及其应用。
2.要求学生掌握的基本概念、理论、原理
通过本章教学，使学生掌握电极电势的概念及其影响因素、Nernst方程式及其有关的简单计算、电极电势的应用，元素电势图及其应用。
3.教学重点和难点
教学重点是讨论氧化还原反应涉及的一些基本概念和氧化还原反应方程式的配平，通过原电池和电极电势，讨论电极电势概念在氧化还原反应中的应用以及影响电极电势的因素。
教学难点是用原电池的概念处理物质氧化还原反应的有关问题，计算说明非标准状态时物质氧化还原的变化。
4.教学内容
（1）氧化还原反应的基本概念
主要知识点：
氧化还原反应的基本概念；氧化值；氧化还原反应方程式的配平。
（2）电化学电池
主要知识点：
原电池的构造；电解池与Faraday定律；原电池电动势的测定；原电池的最大功与Gibbs函数。
（3）电极电势
主要知识点：
标准氢电极和甘汞电极；标准电极电势；Nerst方程；E-pH图。
（4）电极电势的应用
主要知识点：
判断氧化剂、还原剂的相对强弱；判断氧化还原反应进行的方向；确定氧化还原反应进行的限度；元素电势图。
第九章原子结构
1.教学基本要求
了解氢原子光谱、Bohr原子结构理论、电子的波粒二象性、量子化和能级等概念；了解原子轨道、概率密度、概率、电子云等概念；理解四个量子数的名称、符号、取值和意义；理解s、p、d原子轨道与电子云的形状和空间伸展方向；掌握多电子原子轨道近似能级图和核外电子排布的规律；能熟练写出常见元素原子的核外电子排布，并能确定它们在周期表中的位置；掌握周期表中元素的分区、结构特征、理解原子半径、电离能、电子亲和能和电负性的变化规律。
2.要求学生掌握的基本概念、理论、原理
通过本章教学，使学生掌握多电子原子轨道近似能级图和核外电子排布的规律，周期表中元素的分区、结构特征，并理解原子半径、电离能、电子亲和能和电负性的变化规律。
3.教学重点和难点
教学重点是四个量子数的名称、符号、取值和意义，常见元素原子的核外电子排布。
教学难点是原子轨道的概念，Pauling近似能级图。
4.教学内容
（1）原子结构的Bohr理论
主要知识点：
历史的回顾；氢原子光谱；Bohr原子结构理论。
（2）微观粒子运动的基本特性
主要知识点：
微观粒子的波粒二象性；不确定原理与微观粒子运动的统计规律。
（3）氢原子结构的量子力学描述
主要知识点：
Schrödinger方程和波函数；量子数；概率密度与电子云；原子轨道与电子云的空间图像。
（4）多电子原子结构
主要知识点：
多电子原子轨道能级；核外电子的排布。
（5）元素周期表
主要知识点：
元素的周期；元素的族；元素的分区。
（6）元素性质的周期性
主要知识点：
原子半径；电离能；电子亲和能；电负性。
第十章分子结构
1.教学基本要求
理解化学键的分类、共价键价键理论的基本要点、共价键的特征和类型；了解键能、键长、键角等概念；掌握杂化轨道理论的概念和类型，能用杂化轨道理论解释简单分子和离子的几何构型；了解价层电子对互斥理论的要点和用该理论推测简单分子或离子的几何构型的方法；了解分子轨道的概念、第二周期同核双原子分子的能级图和电子在分子轨道中的分步，并推测其磁性和稳定性（键级）。
2.要求学生掌握的基本概念、理论、原理
通过本章教学，使学生掌握杂化轨道理论的概念和类型，能用杂化轨道理论解释简单分子和离子的几何构型。
3.教学重点和难点
教学重点是共价键价键理论的基本要点，共价键的特征和类型，杂化轨道理论，键的极性和分子的极性。
教学难点是运用杂化轨道理论解释分子的几何构型，运用价层电子对互斥理论推测简单分子的几何构型。
4.教学内容
（1）Lewis理论
主要知识点：
电子配对理论；八隅体规则。
（2）价键理论
主要知识点：
共价键的形成和本质；价键理论的基本要点与共价键的特点。
（3）杂化轨道理论
主要知识点：
杂化轨道的概念；杂化轨道的类型。
（4）价层电子对互斥理论
主要知识点：
价层电子对互斥理论的基本要点；分子几何构型的预测；判断分子（离子）几何构型的实例。
（5）分子轨道理论
主要知识点：
分子轨道理论的要点；分子轨道能级图及其应用；关于原子轨道和分子轨道的对称性。
（6）键参数
主要知识点：
键级；键能；键长；键角；键矩与部分电荷。
第十一章固体结构
1.教学基本要求
掌握晶体的类型，特征和组成晶体的微粒间的作用力；理解AB型离子晶体的三种典型结构特征；了解晶格能的概念及离子电荷、半径对晶格能的影响；了解晶格能对离子型化合物熔点、硬度的影响；了解晶格能的热化学计算方法；了解极化力、极化率、极化作用等概念，并能运用离子极化讨论其对物质性质的影响；理解分子间力的产生及其对物性的影响；理解氢键的形成条件，特点及其对物性的影响。
2.要求学生掌握的基本概念、理论、原理
通过本章教学，使学生掌握晶体的类型，特征和组成晶体的微粒间的作用力。
3.教学重点和难点
教学重点是晶体的类型，特征和组成晶体的微粒间的作用力，AB型离子晶体的三种典型结构特征，分子间力的产生及其对物性的影响，氢键的形成条件，特点及其对物性的影响。
教学难点是晶格能的热化学计算方法，极化力、极化率、极化作用等概念，并能运用离子极化讨论其对物质性质的影响。
4.教学内容
（1）晶体结构和类型
主要知识点：
晶体结构的特征与晶格理论；晶体缺陷；非晶体准晶体；晶体类型。
（2）金属晶体
主要知识点：
金属晶体的结构；金属键理论。
（3）离子晶体
主要知识点：
离子晶体的结构；晶格能；离子极化。
（4）分子晶体
主要知识点：
分子的偶极矩和极化率；分子间的吸引作用；氢键。
（5）层状晶体
主要知识点：
层状晶体。
第十二章配合物结构
1.教学基本要求
掌握配合物价键理论的基本要点，并用价键理论说明配合物的空间构型；了解配合物的磁性、空间构型、内轨型、外轨型配合物等基本概念。
2.要求学生掌握的基本概念、理论、原理
通过本章教学，使学生掌握配合物价键理论的基本要点，并用价键理论说明配合物的空间构型。
（3）专项规划环境影响报告书的内容。
除包括上述内容外，还应当包括环境影响评价结论。
主要包括规划草案的环境合理性和可行性，预防或者减轻不良环境影响的对策和措施的合理性与有效性，以及规划草案的调整建议。
3.教学重点和难点
（五）建设项目环境影响评价文件的审批教学重点是用价键理论说明配合物的空间构型。
教学难点是用价键理论说明配合物的空间构型。
4.教学内容
（1）配合物的空间构型、异构现象和磁性
3.建设项目环境影响评价文件的审查要求主要知识点：
配合物的空间构型；配合物的异构现象；配合物的磁性。
（2）配合物的化学键理论
另外，故障树分析（FTA）和日本劳动省六阶段安全评价方法可用于定性、定量评价。
主要知识点：
价键理论；晶体场理论；分子轨道理论。
4、学时分配表
发现规划存在重大环境问题的，审查时应当提出不予通过环境影响报告书的意见；章序
本章中环境影响评价制度，2010年的真题中全部集中在环境影响评价这一节。
环境保护的对象，环境影响评价制度，环境影响评价文件的组成、文件的报批等是历年考试的热点。
内容
（1）环境的使用价值。
环境的使用价值（UV）又称有用性价值，是指环境资源被生产者或消费者使用时，满足人们某种需要或偏好所表现出的价值，又分为直接使用价值、间接使用价值和选择价值。
学时
备注
一
绪论
（四）规划环境影响评价的审查2
定性评价方法有：
安全检查表、预先危险分析、故障类型和影响分析、作业条件危险性评价法、危险和可操作性研究等。
二
（1）规划环境影响评价的分析、预测和评估内容。
气体
2
三
热化学
4
四
化学动力学基础
4
五
化学平衡熵和Gibbs函数
6
六
酸碱平衡
6
七
沉淀溶解平衡
4
八
氧化还原反应电化学基础
6
九
原子结构
4
十
分子结构
4
十一
固体结构
4
十二
配合物结构
2
合计
48
5、教材及参考书
教材：
《无机化学》主编：
大连理工大学无机化学教研室
出版社：
高等教育出版社出版时间：
2006年
参考书：
1.《无机化学》主编：
吉林大学武汉大学南开大学等
出版社：
高等教育出版社出版时间：
2009年
2.《中级无机化学》主编：
朱文祥出版社：
北京师范大学出版社出版时间：
2004年
3.《近代化学导论》主编：
申泮文出版社：
高等教育出版社出版时间：
2008年
执笔：
郭娇
审定：
苗超林徐绍红
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