《工程化学基础》课程教学大纲

《工程化学基础》课程教学大纲 授课专业:机械自动化 学时数: 36 学分:2 ?课程的性质和目的 《工程化学基础》是非化工类各专业培养现代工程技术和管理人才的必修基础课,是工科非化工类各专业(本科)化学类课程的终结课程,将为工科非化工类各专业的专业课程学习提供必要的化学理论知识基础。本课程从物质的化学组成、化学结构和化学反应出发,结合工程、环境污染、能源开发、信息传递、生命科学等当今五大领域的有关化学问题进行讨论,帮助学生建立物质变化的观点和能量变化的观点,提高学生的基本素质和创新能力。 ?课程教学内容 第一章绪论( 2学时) 要求一般理解与掌握的内容:系统、相、物质的量及反应进度的概念。 重点;相的概念。 难点:反应进度的概念和达式的导出。 第二章物质的化学组成和聚集状态( 6学时) 要求一般理解和掌握的内容有:具有复杂化学组成的物质、高分子化合物、配位化合物、生物大分子、晶体与非晶体、固体吸附剂、固体废弃物、石油、表面活性剂、大气相对湿度、酸雨、温室效应和臭氧层空洞、气溶胶、等离子体等概念。水的性质及其应用。稀溶液的依数性。理想气体状态方程式。 重点:稀溶液的依数性;理想气体状态方程式的应用条件和相关计算。 难点:稀溶液依数性的相关计算及应用。 第三章物质的结构和材料的性质(6学时) 要求一般理解和掌握的内容有:电子运动的特征。原子轨道和电子云。四个量子数。多电子原子的核外电子排布。金属元素和金属材料。能级跃迁和光谱。化学键。分子间力和氢键。分子能级跃迁和分子吸收光谱。高分子的结构和高分子材料。晶体缺陷。能带理论。陶瓷的结构和性能。复合材料。 重点:离子键理论和共价键理论;四个量子数表征的意义和可取数值。 难点:核外电子运动的特征;原子轨道和电子云的涵义。 第四章化学反应与能源( 8学时) 要求一般理解和掌握的内容有:热力学能、热效应和焓变、等容过程的热和等压过程的热、摩尔焓变、热力学能变和焓变的关系;化学反应的自发性、熵、吉布斯自由能、自由能判据;化学反应速率、影响化学反应速率的因素;化学反应的可逆性、化学平衡和平衡常数、化学平衡的移动;原电池、电极电势的产生、标准电极电势、能斯特方程、电极电势的应用;化学电源、新能源。 重点:化学反应焓变和自由能变的计算、反应自发性的自由能判据;影响化学反应速率的因素(用活化能与活化分子观点进行解释);化学平衡常数的意义和化学平衡移动;标准电极电势及其应用。 难点:熵、自由能的概念;电极电势产生的原因(双电层理论)。 第五章水溶液中的化学反应和水体保护(自学) 要求一般理解和掌握的内容有:酸碱理论、酸碱的电离常数、同离子效应和缓冲溶液、溶液 pH值及其计算。溶度积、溶度积和溶解度的关系、溶度积规则及其应用;配合物的稳定常数及其应用。水资源概况、水体质量、水体污染、水体污染的控制与治理。 重点:弱电解质的电离平衡与相关计算(弱酸、弱碱、水解盐、缓冲溶液的 pH 值计算;以溶度积规则判断沉淀的形成和溶解的相关计算。 难点:配合物的稳定常数及其应用的相关计算。 第六章金属腐蚀和材料保护(6学时) 要求一般理解和掌握的内容有:金属的化学腐蚀、金属的电化学腐蚀与极化作用、析氢腐蚀和吸氧腐蚀、金属的腐蚀速率、材料和介质的合理选择、电化学保护法、电化学腐蚀的利用;光合作用和氧源、氧自由基、高分子材料的老化;光稳定剂和抗氧剂、氧指数和阻燃剂、填充剂和偶联剂、化学镀和塑料电镀。 重点:金属腐蚀的主要机理及其防止方法 难点:电极的极化作用及其产生的影响。 ?课程教学的基本要求 本课程的教学环节包括课堂讲授、学生自学、习题、期末考查。通过上述的教学环节,要求学生了解和掌握物质结构决定性质的规律,树立能量变化观点,并能利用化学原理和相关知识解释和处理实际问题。考核方式为闭卷考试,平时成绩占 30%,考试成绩占70%。 ?建议教材和主要参考 [1] 《工程化学基础》陈林根编高等教育出版社出版 [2] 《普通化学》(第四版) 浙江大学普通化学教研组编高等教育出版社出版 [3] 《无机化学》(第四版) 大连理工大学无机化学教研室编高等教育出版社出版 内容简介 本书是为高等学校工程技术类专业(除化工、材料、生物医学类)化学基础课编写的教材。其特点是取材精练,突出化学在生产实践中的实际应用,反映学科发展趋势和最新成果。 全书共10章,包括化学反应基本规律,溶液中单相和麦相平衡,电化学基础,物质结构基础,化学与材料,非化工类生产中的化学知识,化学与环保,能源与化学,危险化学品的管理与消防,化学与日常生活。前4章内容属于化学原理部分,是本书的基础,后6章是在科学技术和社会生活中既重大又贴近生产、生活实际的,属于现代社会文明的几个相对独立的专题,既有专业性,又有科普性。 本书不仅可以作为本科生的基础课教材,也可供自学者、工程技术人员参考。