《工程化學(xué)》教案

總綱

一、課程性質(zhì)及教學(xué)目的：

《工程化學(xué)》是全校非化學(xué)化工專業(yè)理工科本科生校級(jí)必修課。是素質(zhì)教育的重要課程之一。

工程化學(xué)是從物質(zhì)的化學(xué)組成、化學(xué)結(jié)構(gòu)和化學(xué)反應(yīng)出發(fā),密切聯(lián)系現(xiàn)代工程技術(shù)中遇到的如材料

的選擇和壽命、環(huán)境的污染與保尹、能源的開辟與利用、信息傳遞、生命科學(xué)發(fā)展等有關(guān)化學(xué)問題，深

入淺出地介紹有現(xiàn)實(shí)應(yīng)用價(jià)值和有潛在應(yīng)用價(jià)值的基礎(chǔ)理論和基本知識(shí)，使學(xué)生在今后的實(shí)際工作中

能故意識(shí)的運(yùn)用化學(xué)觀點(diǎn)去思量、認(rèn)識(shí)和解決問題。

該課程的任務(wù)是激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)的興趣，將化學(xué)的思維方法和能力傳授給學(xué)生，通過介紹化

學(xué)理論在工程實(shí)際中的應(yīng)用，把化學(xué)對(duì)人類進(jìn)步的影響逐漸滲透到學(xué)生的腦海中，從而提高學(xué)生的

化學(xué)素質(zhì)。

二、課程內(nèi)容：

工程化學(xué)課程內(nèi)容包含緒論、物質(zhì)的化學(xué)組成和會(huì)萃狀態(tài)、化學(xué)反應(yīng)原理、水溶液中的化學(xué)反應(yīng)

和水體保護(hù)、電化學(xué)基礎(chǔ)、物質(zhì)結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)等六部份?？v觀工程化學(xué)所含內(nèi)容可知，該課程內(nèi)容較為

龐雜，具有三多的特點(diǎn)；即所謂內(nèi)容頭緒多、原理規(guī)律多［涉及原理、規(guī)律幾十個(gè)）、概念定義多，

由于該課程具有上述特點(diǎn)，加之微觀結(jié)構(gòu)看不見、摸不到。因此，教師感到難教，學(xué)生感到難學(xué)。

三、教學(xué)對(duì)象：非化學(xué)化工類理工科本科新生。

四、教學(xué)時(shí)間：第一學(xué)期或者第二學(xué)期

五、教學(xué)指導(dǎo)思想：

1.從工程實(shí)際和生活實(shí)際的角度出發(fā)講授《工程化學(xué)》，體現(xiàn)21世紀(jì)教學(xué)理念、教學(xué)改革精

神和世界工程教育思想。

2.嚴(yán)格按《工程化學(xué)》教學(xué)大綱及《工程化學(xué)實(shí)驗(yàn)大綱》進(jìn)行教學(xué)，注意課程內(nèi)容的準(zhǔn)確定

位和整體優(yōu)化，注重課程的趣味性和實(shí)用性。

3.開設(shè)的實(shí)驗(yàn)及課堂討論應(yīng)有利于激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣、有利于培養(yǎng)學(xué)生分析問題、解決問

題及知識(shí)創(chuàng)新的能力。

六、教學(xué)重點(diǎn)：

1.系條與環(huán)境、反應(yīng)進(jìn)度、化學(xué)計(jì)量數(shù)；

2.氣體分壓定律，大氣相對(duì)濕度，等離子體；

3.稀溶液的依數(shù)性；

3.晶體及其性質(zhì)；

4.熱力學(xué)第一定律；

5.焰與焰變，燧與端變，吉布斯函數(shù)變；

6.蓋斯定律；

7.化學(xué)反應(yīng)等溫式；

8.濃度（壓力）、溫度等因素對(duì)化學(xué)平衡的影響；

9.濃度、溫度、催化劑等因素對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響；

10.酸堿質(zhì)子理論；

11.酸堿解離平衡常數(shù)；

12.緩沖溶液及有關(guān)pH計(jì)算；

13.溶度積及溶度積規(guī)則的應(yīng)用；

14.難溶電解質(zhì)穩(wěn)定平衡常數(shù)；；

15.四個(gè)量子數(shù)的意義、符號(hào)及電子組態(tài)表示的意義；

16.雜化軌道理論；

17.周期系元素原子的核外電子分布的普通規(guī)律；

18.份子間作用力。

19.氧化還原反應(yīng)和原電池的關(guān)系

20.電極電勢(shì)的計(jì)算及其應(yīng)用；

21.電池電動(dòng)勢(shì)測(cè)定的應(yīng)用；

七、教學(xué)難點(diǎn)：

1.反應(yīng)進(jìn)度及有關(guān)計(jì)算；

2.稀溶液的蒸汽壓下降、凝固點(diǎn)下降、沸點(diǎn)上升；

3.蓋斯定律的應(yīng)用；

4.焰與焰變，端與婚變，吉布斯函數(shù)變；

5.溫度對(duì)化學(xué)平衡的影響；

6.催化劑等因素對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響；

7.緩沖溶液及有關(guān)pH計(jì)算；

&難溶電解質(zhì)穩(wěn)定平衡常數(shù)。

9.原電池的結(jié)構(gòu)和機(jī)理；

10.電極電勢(shì)產(chǎn)生的原因。

11.波函數(shù)與原子軌道；

12.四個(gè)量子數(shù)的符號(hào)與意義；

13.共價(jià)鍵理論：份子軌道理論、價(jià)鍵理論、雜化軌道理論；

八、教學(xué)方法：

1.采用啟示式、歸納類比法、教學(xué)模型、電化教學(xué)等傳統(tǒng)教學(xué)方法。

2.采用CAI課件、多媒體進(jìn)行教學(xué)。

3.改革實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及方法，注重理論聯(lián)系實(shí)際及培養(yǎng)學(xué)生分析問題、解決問題的能力，利用電

視、計(jì)算機(jī)等輔助教學(xué)手段提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果。

4采用計(jì)算機(jī)命題與評(píng)分系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)教考分離。

九、學(xué)時(shí)分配：（詳細(xì)安排見教學(xué)日歷）

1.講課27學(xué)時(shí)

2.實(shí)驗(yàn)9學(xué)時(shí)

總學(xué)時(shí)36學(xué)時(shí)

十、教學(xué)過程（見講義）：主要包括：

1.后次復(fù)習(xí)前次概念；

2.本次講授內(nèi)容的引入；

3.新教學(xué)內(nèi)容的講授過程；

4.小結(jié)；

5.思量題；

6.作業(yè)。

1^一、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容

表1實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及學(xué)時(shí)數(shù)分配

實(shí)驗(yàn)內(nèi)容學(xué)時(shí)

看實(shí)驗(yàn)操作錄象1

堿液中NaOH及Na2CO3含量的測(cè)定2

水質(zhì)檢驗(yàn)2

氧化還原與電化學(xué)2

固體氯化錢生成熱的測(cè)定2

十二、教材及教學(xué)參考書

1.《工科基礎(chǔ)化學(xué)》李秋榮等中國標(biāo)準(zhǔn)出版社2003年

2.《普通化學(xué)》（第五版）浙江大學(xué)普通化學(xué)教研室高等教育出版社2002年

3.《工科大學(xué)化學(xué)》曲保中等機(jī)械工業(yè)出版社1993年

4.《普通化學(xué)》何培之等科學(xué)出版社2001

5.《工程化學(xué)基礎(chǔ)》陳林根高等教育出版社1999年

8.《物理化學(xué)》（第四版）傅獻(xiàn)彩等高等教育出版社，1990年

7.《大學(xué)化學(xué)原理與應(yīng)用》樊行雪等化學(xué)工業(yè)出版社，2000年

8.《現(xiàn)代基礎(chǔ)化學(xué)》竹裕貞等化學(xué)工業(yè)出版社，1998年

9.《現(xiàn)代化學(xué)基礎(chǔ)》沈光球等清華大學(xué)出版社，1999年

10.《化學(xué)與社會(huì)》唐有祺等高等教育出版社，1998年

11.《展望21世紀(jì)化學(xué)》王佛松等化學(xué)工業(yè)出版社，2000年

12.《三廢管理與利用》三廢管理與利用編委會(huì)等冶金工'也出版社，2000年

13.《基礎(chǔ)材料與新材料》陳貽瑞等天津大學(xué)出版社，1993年

14.《新能源材料》雷永泉等天津大學(xué)出版社，2000年

15.《化學(xué)電源》呂鳴降等天津大學(xué)出版社，1996年

16.《無機(jī)化學(xué)》大連理工大學(xué)高等教育出版社1992年

第一章物質(zhì)的會(huì)萃狀態(tài)

一、教學(xué)目的及要求

使學(xué)生們正確理解化學(xué)的基本概念，掌握氣體、液體和固體基本性質(zhì)，了解環(huán)境污染及防治。

二、主要內(nèi)容

系統(tǒng)與環(huán)境、狀態(tài)與狀態(tài)函數(shù)、反應(yīng)進(jìn)度等化學(xué)概念；氣體、液體和固體基本性質(zhì)，環(huán)境污染

及防治。

三、學(xué)時(shí)安排：

講課5學(xué)時(shí)（詳細(xì)安排見教學(xué)日歷）

四、教學(xué)重點(diǎn)：

1.系冢盲環(huán)境、反應(yīng)進(jìn)度、化學(xué)計(jì)量數(shù)；

2.理想氣體狀態(tài)方程式，分壓定律，大氣相對(duì)濕度，等離子體；

3.稀溶液的依數(shù)性；

4.晶體及其性質(zhì)。

五、教學(xué)難點(diǎn)：

1.熱力學(xué)第一定律，蓋斯定律

2.焰變，牖變，吉布斯函數(shù)變，熱力學(xué)等溫式

3.濃度(壓力)、溫度等因素對(duì)化學(xué)平衡的影響

4.濃度、溫度、催化劑等因素對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響

五、教學(xué)難點(diǎn)：

1.蓋斯定律的應(yīng)用；

2.焰與焰變，端與焙變，吉布斯函數(shù)變；

3.溫度對(duì)化學(xué)平衡的影響；

4.催化劑等因素對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響；

六、教學(xué)過程(見講稿)

七、實(shí)驗(yàn)教學(xué)2學(xué)時(shí)

固體氯化鐵生成熱的測(cè)定

八、雙量題：

1.熱力學(xué)第一定律的數(shù)學(xué)表達(dá)試？

2.在熱力學(xué)中對(duì)功和熱是圳何規(guī)定的？

3.精確測(cè)量恒容熱效應(yīng)的裝置名稱是什么？

4.在化學(xué)熱力學(xué)中，物質(zhì)的標(biāo)準(zhǔn)摩爾生成焰是如何規(guī)定的？最穩(wěn)定單質(zhì)的標(biāo)準(zhǔn)摩爾生成熔是

多少？

5.熱力學(xué)中，物質(zhì)的標(biāo)準(zhǔn)摩爾焰是如何規(guī)定的？純凈完整晶態(tài)物質(zhì)的熠在何種下為零

6.在化學(xué)熱力學(xué)中，物質(zhì)的標(biāo)準(zhǔn)摩爾生成吉布斯函數(shù)是如何規(guī)定的？最穩(wěn)定單質(zhì)的標(biāo)準(zhǔn)摩爾

生成吉布斯函數(shù)是多少？

7.反應(yīng)自發(fā)性判斷依據(jù)是什么？

8.對(duì)于某基元反應(yīng)，質(zhì)量作用定律如何寫？

9.溫度對(duì)化學(xué)平衡、化學(xué)反應(yīng)速率如何影響的？

九、作業(yè)

1.請(qǐng)回答下述情況時(shí)反應(yīng)：aA+bB=yY+zZ的進(jìn)行方向：

(1)Q<Ke(2)Q>Ke(3)Q=K6

2.卜.列組合中的哪一個(gè)在任何溫度卜反應(yīng)均是自發(fā)的？說明理由。

⑴△H>0,AS>0

⑵AH>0,AS<o

⑶AH<0,AS<o

(4)△H<0,AS>o

⑸AH=0,AS=o

3.由A“°和AS。計(jì)算反應(yīng)CaCC\(s)=CaO(s)+CO/g)的轉(zhuǎn)向溫度。

rm.298rm.298J2

4.已知下列反應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)：

(1)SnO2(s)+2H2(g)=Sn(s)+2H2O(g)K;

⑵CO(g)+H2O(g)=CO2(g)+H2(g)K-)

求反應(yīng)：SnO2(s)+2CO(g)=Sn(s)+2CO2(g)K9=?

5.反應(yīng)A(g)+B(s)—12C(g),AH9<0,當(dāng)達(dá)到化學(xué)平衡時(shí)，如果改變下表中表明的條件，試將其他各

rm

項(xiàng)發(fā)牛.的變化情況填入表中:

改變條件增加A的分壓增加壓力降低溫度

平衡常數(shù)

H衡挪移的方向

6.據(jù)實(shí)驗(yàn)，在一定溫度范圍內(nèi)，可按NO和Cl?的下列反應(yīng)方程式來表達(dá)該反應(yīng)的速率方程式(符合質(zhì)量

作用定律)，2NO(g)+CI(g)-2NOCI(g)

(1)寫出該反應(yīng)的反應(yīng)速率表達(dá)式。

(2)該反應(yīng)的總級(jí)數(shù)是多少？

(3)其他條件不變，如果將容器的體積增加到原來的2倍，反應(yīng)速率如何變化？

(4)如果容器體枳不變而將NO的濃度增加到原來的3倍，反應(yīng)速率又將如何變化？

九、教學(xué)參考書：

1.《大學(xué)化學(xué)原理及應(yīng)用》樊行雪方國女化學(xué)工業(yè)出版社2000年

2.《物理化學(xué)》