《工程化學(xué)》教學(xué)大綱

1、工程化學(xué)課程教學(xué)大綱（總學(xué)時(shí)數(shù)：40，學(xué)分?jǐn)?shù)：2.5）一、課程的性質(zhì)、目的和任務(wù)本課程是新能源科學(xué)與工程專(zhuān)業(yè)的一門(mén)專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課。該課程從物質(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)境的污染與保護(hù)、能源的開(kāi)發(fā)與利用、信息傳遞、生命科學(xué)發(fā)展等有關(guān)化學(xué)問(wèn)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)際工作中能有意識(shí)地運(yùn)用化學(xué)觀點(diǎn)去思考、認(rèn)識(shí)和解決問(wèn)題。二、課程基本內(nèi)容和要求（一）物質(zhì)的聚集狀態(tài)1. 理解系統(tǒng)、環(huán)境概念；掌握“物質(zhì)的量”的符號(hào)、單位及有關(guān)計(jì)算。2. 理解反應(yīng)進(jìn)度的概念，掌握化學(xué)計(jì)量數(shù)正、負(fù)值的確定。3.

2、 理解各類(lèi)晶體名稱(chēng)、晶格結(jié)點(diǎn)上粒子及其作用力、熔點(diǎn)、硬度、延展性、導(dǎo)電性；掌握溶液的蒸汽壓下降、凝固點(diǎn)下降、沸點(diǎn)上升和產(chǎn)生滲透壓的原因。4. 了解等離子態(tài)的形成和組成；了解溫室氣體和溫室效應(yīng)；重點(diǎn)：分子、原子、元素、系統(tǒng)、環(huán)境、相、氣體、等離子體等基本概念；稀溶液的通性，晶體類(lèi)型等。難點(diǎn)：稀溶液的通性，過(guò)渡型晶體。（二）化學(xué)反應(yīng)原理1. 明確焓變和內(nèi)能的變化是不同過(guò)程中系統(tǒng)變化時(shí)總能量的改變，理解Qp，Qv，rH，fH m(H2O)，rHm等各符號(hào)的名稱(chēng)、意義。2. 了解G在化學(xué)反應(yīng)中的意義，理解其作為反應(yīng)自發(fā)性判據(jù)，理解rHm(T)rHm(298.15), rSm(T)rSm(298.15)

3、；掌握rGm(T), rG(298.15), rGm的計(jì)算方法 。3. 了解熱力學(xué)函數(shù)變和平衡常數(shù)的關(guān)系，掌握壓力、濃度、溫度對(duì)平衡移動(dòng)影響。4. 了解元反應(yīng)、反應(yīng)級(jí)數(shù)，理解反應(yīng)速率、活化分子、活化能、過(guò)渡狀態(tài)與催化劑等概念及其應(yīng)用。重點(diǎn)：熱力學(xué)第一定律；反應(yīng)熱效應(yīng)測(cè)量和計(jì)算，反應(yīng)方向及自發(fā)；熵變；Gibbs自由能； 化學(xué)平衡；溫度、濃度及催化劑對(duì)平衡的影響；反應(yīng)速率。難點(diǎn)：焓、熵以及吉布斯自由能的理解和計(jì)算；反應(yīng)方向及吉布斯自由能判據(jù)；化學(xué)平衡。（三）水溶液中的離子平衡1. 理解共軛酸堿的概念。2. 掌握單一酸堿和緩沖溶液pH值的計(jì)算。3. 掌握溶度積規(guī)則在沉淀的生成和溶解方面的應(yīng)用。4.

4、了解配位化合物組成中的基本概念和命名原則。5. 掌握配位平衡的一些簡(jiǎn)單計(jì)算。重點(diǎn)：酸堿理論；水溶液中的單相離子平衡；溶度積規(guī)則及應(yīng)用；配位化合物離子平衡；配位化合物。難點(diǎn)：酸堿質(zhì)子理論，弱酸堿及緩沖溶液PH值的計(jì)算，溶度積規(guī)則及應(yīng)用；配位化合物，多齒配體以及配位數(shù)。（四）電化學(xué)基礎(chǔ)1. 掌握氧化還原反應(yīng)和原電池的關(guān)系。2. 理解G與原電池電動(dòng)勢(shì)的關(guān)系。3. 掌握標(biāo)準(zhǔn)吉布斯函數(shù)變，標(biāo)準(zhǔn)電動(dòng)勢(shì)和平衡常數(shù)的換算。4. 了解原電池的組成及表示。重點(diǎn)：原電池、電極電勢(shì)、電動(dòng)勢(shì)與吉布斯函數(shù)變；電池反應(yīng)方向、氧化劑還原劑相對(duì)強(qiáng)弱、金屬腐蝕與防護(hù)。難點(diǎn)：電極電勢(shì)；電動(dòng)勢(shì)與吉布斯函數(shù)變；電極電勢(shì)的能斯特方程及其

5、應(yīng)用。（五）物質(zhì)結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)1. 理解電子運(yùn)動(dòng)的特征；了解波函數(shù)表達(dá)的意義和四個(gè)量子數(shù)的符號(hào)及意義，掌握電子組態(tài)表示的意義。2. 掌握核外電子排布原則及方法，掌握未成對(duì)電子數(shù)的確定方法；理解核外電子排布和元素周期律間的關(guān)系。3. 理解原子通過(guò)化學(xué)鍵結(jié)合成分子，理解化學(xué)鍵的本質(zhì)、電負(fù)性概念。4. 理解分子軌道、成鍵軌道、反鍵軌道、鍵、鍵，以及等性雜化、不等性雜化、孤對(duì)電子等概念，理解色散力是分子間力的主要來(lái)源。重點(diǎn)：電子云、波函數(shù)及電子運(yùn)動(dòng)特性；多電子原子結(jié)構(gòu)、元素周期系；化學(xué)鍵及類(lèi)型；分子極性及分子間作用力。難點(diǎn)：描述電子運(yùn)動(dòng)特性的四個(gè)量子數(shù)；核外電子排布式；雜化軌道理論及雜化類(lèi)型。（六）能源工程

6、、機(jī)械和建筑中的化學(xué)1. 理解能量及能量轉(zhuǎn)化，化石能源，氫能的開(kāi)發(fā)和利用。2. 了解可再生能源的開(kāi)發(fā)。3. 掌握工程材料的分類(lèi)，了解工程材料的腐蝕及防護(hù)。重點(diǎn)：氫能的開(kāi)發(fā)和利用，工程材料的分類(lèi)，腐蝕和防護(hù)。難點(diǎn)：化石能源的加工。（七）信息工程、環(huán)境工程中的化學(xué)1. 了解信息轉(zhuǎn)換材料及存儲(chǔ)材料。2. 了解大氣，水體及土壤的污染及其防治重點(diǎn)：氫能的開(kāi)發(fā)和利用，工程材料的分類(lèi)，腐蝕和防護(hù)。難點(diǎn)：信息存儲(chǔ)及轉(zhuǎn)換的原理。三、學(xué)時(shí)分配表序號(hào)內(nèi) 容講授課內(nèi)實(shí)踐小計(jì)1物質(zhì)的聚集狀態(tài)662化學(xué)反應(yīng)原理883水溶液中的離子平衡884電化學(xué)基礎(chǔ)885物質(zhì)結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)66 6能源工程、機(jī)械和建筑中的化學(xué)22 7信息及環(huán)境

7、工程中的化學(xué)22合 計(jì)4040四、課程考核考核要點(diǎn)包括分子、原子、元素、系統(tǒng)、環(huán)境、相、氣體、等離子體等基本概念，稀溶液的通性，化學(xué)平衡；溫度、濃度及催化劑對(duì)平衡的影響；反應(yīng)速率，熱力學(xué)第一定律；反應(yīng)熱效應(yīng)測(cè)量和計(jì)算；共軛酸堿的概念，單一酸堿和緩沖溶液pH值的計(jì)算，溶度積規(guī)則在沉淀的生成和溶解方面的應(yīng)用；G與原電池電動(dòng)勢(shì)的關(guān)系，標(biāo)準(zhǔn)吉布斯函數(shù)變，標(biāo)準(zhǔn)電動(dòng)勢(shì)和平衡常數(shù)的換算，原電池的組成及表示；電子運(yùn)動(dòng)的特征，四個(gè)量子數(shù)的符號(hào)及意義，；核外電子排布原則及方法，未成對(duì)電子數(shù)的確定方法，化學(xué)在能源，建筑，信息及環(huán)境中的應(yīng)用等。課程考核方式為閉卷考試?？荚嚦煽?jī)由卷面成績(jī)和平時(shí)成績(jī)組成。其中卷面成績(jī)占70%，平時(shí)成績(jī)占30%，平時(shí)成績(jī)由平時(shí)作業(yè)和平時(shí)表現(xiàn)組成。五、有關(guān)說(shuō)明（一）先修課程高等數(shù)學(xué)，大學(xué)物理等，最好具有一般的化學(xué)的知識(shí)。（二）教學(xué)建議在講授時(shí)，注意結(jié)合案例；認(rèn)真指導(dǎo)學(xué)生做好作業(yè)。讓部分學(xué)生參與到新能源材料的制備環(huán)節(jié)，加深對(duì)該課程相