无机化学教学大纲

《无机化学》课程教学大纲适用专业：食品科学与工程专业本科学时：68学时学分：4学分课程代码：B01001201一、教学目的、任务与教学原则和方法无机化学是本科食品科学与工程、食品质量与安全、生物技术等专业的专业基础课程，通过本课程的学习，可以为本学科的后续课程学习和能力发展打下坚实的基础。要求学生通过理论学习和实验能够运用元素周期律、物质结构、化学热力学、基础电化学、反应速度等理论理解和掌握重要元素化合物的基本性质、反应、制备、结构和用途，培养学生对一般无机化学问题进行理论分析的能力，并注意训练和培养学生的科学思维能力、自学能力。在授课的过程中，坚持无机化学理论与食品学科知识相结合、理论教学与实验教学相结合的原则。同时要求学生关注无机化学在食品中应用的最新动态，引导学生用书本上的理论去解释食品生产和日常生活中的一些化学现象。二、本课程的基本内容（一）化学热力学基础【教学目的和要求】1、掌握焓变的概念和生成热、燃烧热、水合热等概念的意义。2、掌握盖斯定律，能运用盖斯定律进行计算。3、了解自由能变化公式（△G=△H＋T△S）的物理意义，能运用自由能变化判断化学反应的方向【教学内容】1、热力学的基本概念及术语2、热力学第一定律3、化学反应热效应4、化学反应的方向5、摩尔吉布斯自由能变的计算【教学重点与难点问题】重点：焓变的概念和生成热、燃烧热、水合热等概念的意义；盖斯定律，能运用盖斯定律进行计算。难点：自由能变化公式（△G=△H＋T△S）的物理意义。（二）化学反应的速率和限度【教学目的和要求】1、掌握化学反应速度的表示方法。2、掌握浓度、温度、催化剂等因素对反应速度影响的规律。3、掌握活化能、活化分子等概念，并能运用理论解释影响反应速度的因素。4、了解质量作用定律、基元反应和复杂反应、反应级数概念，一般了解几个常见化学反应的反应机理。5、掌握化学平衡的概念，理解平衡常数的物理意义，能应用平衡常数熟练地进行计算。6、掌握化学平衡移动的原理及应用。【教学内容】1、化学反应速率2、化学平衡3、化学平衡的移动4、化学反应速率和化学平衡原理的综合应用【教学重点与难点问题】重点：化学反应速度的表示方法；浓度、温度、催化剂等因素对反应速度影响的规律；难点：质量作用定律、基元反应和复杂反应、反应级数概念，一般了解几个常见化学反应的反应机理（三）酸碱解离平衡【教学目的和要求】1、能应用化学平衡及平衡移动原理，理解弱电解质（弱酸、弱碱、水）在水溶液中的电离平衡、盐的水解。2、能从结构观点理解强弱电解质。3、一般了解离子活度及活度系数等概念。4、掌握缓冲溶液、电离平衡的有关计算。5、了解酸碱质子理论、了解酸碱理论的发展。【教学内容】1、电解质溶液2、水的解离反应和溶液的酸碱性3、弱酸、弱碱的解离平衡4、缓冲溶液5、盐类的水解反应【教学重点与难点问题】重点：化学平衡及平衡移动原理，理解弱电解质（弱酸、弱碱、水）在水溶液中的电离平衡、盐的水解。难点：离子活度及活度系数等概念；缓冲溶液、电离平衡的有关计算。（四）难溶电解质的沉淀-溶解平衡【教学目的和要求】1、掌握难溶电解质沉淀溶解平衡。2、熟悉溶度积规则及其应用。3、掌握沉淀的生成、溶解转化条件及有关计算。【教学内容】1、难溶电解质的溶解度和溶度积2、沉淀的生成和溶解3、分步沉淀和沉淀的转化【教学重点与难点问题】重点：难溶电解质沉淀溶解平衡。难点：溶度积规则及其应用。（五）氧化还原反应【教学目的和要求】1、掌握氧化-还原反应、能够熟练地运用氧化数法和离子-电子法配平氧化-还原反应方程式。2、了解电能和化学能互变的规律，掌握有关电池和电解的一些重要概念（正极、负极、阴极、阳极、电极电势等等），熟悉原电池和电解池的作用机理及电解产物析出的一般规律。3、能运用电极电势判断氧化剂和还原剂的相对强弱及氧化-还原反应进行的方向，了解能斯特方程的意义，并进行简单计算。4、熟悉金属腐蚀原理，了解防锈的方法。【教学内容】1、氧化还原反应的基本概念2、电极电势3、电极电势的应用4、元素电极电势图及其应用【教学重点与难点问题】重点：氧化-还原反应、能够熟练地运用氧化数法和离子-电子法配平氧化-还原反应方程式；电能和化学能互变的规律，电池和电解的一些重要概念（正极、负极、阴极、阳极、电极电势等等）难点：电极电势判断氧化剂和还原剂的相对强弱及氧化-还原反应进行的方向。（六）原子结构和元素周期系【教学目的和要求】1、了解核外电子运动的特殊性、波函数（原子轨道）和电子云的角度分布图与几率的径向分布图。2、掌握电子云、能级、能级组、电子层的概念以及四个量子数含义。3、掌握近似能级图，并能按照核外电子排布原理，写出一般元素的原子核外电子排布方式。4、理解原子结构和元素周期律间的一般关系。掌握原子半径、电离势、电子亲和势、电负性及其在周期系中的变化规律。【教学内容】1、玻尔的原子模型2、量子力学的原子模型3、多电子原子结构和元素周期系4、元素性质的周期性【教学重点与难点问题】重点：电子云、能级、能级组、电子层的概念以及四个量子数含义。难点：原子半径、电离势、电子亲和势、电负性及其在周期系中的变化规律。（七）化学键和分子结构【教学目的和要求】1、掌握离子键理论和共价键理论的基本内容。2、掌握分子间作用力和氢键的概念、特征，理解价键力、分子间力和氢键的区别。3、理解物质性质和分子结构间的关系。4、培养运用价键理论分析和解决物质的结构和性质的能力。【教学内容】1、离子键2、现代价键理论3、杂化轨道理论4、价层电子对互斥理论5、分子轨道理论6、分子间作用力和氢键【教学重点与难点问题】重点：离子键理论和共价键理论的基本内容；分子间作用力和氢键的概念、特征，理解价键力、分子间力和氢键的区别。难点：价键理论分析和解决物质的结构和性质。（八）晶体结构【教学目的和要求】1、掌握晶体的特征、了解几种简单的晶格和离子晶体结构模型。2、熟悉握晶格能的意义及其应用。3、熟悉各种晶格类型的特征及其与性质的关系。4、了解离子极化理论及对化学键型及化合物性质的影响。【教学内容】1、晶体与非晶体2、离子晶体3、原子晶体、分子晶体4、金属晶体5、混合晶体6、离子极化【教学重点与难点问题】重点：晶体的特征、几种简单的晶格和离子晶体结构模型。难点：离子极化理论及对化学键型及化合物性质的影响。（九）配位化合物【教学目的和要求】1、掌握与配位化合物组成有关的概念。2、掌握配位化合物价键理论和晶体场理论的主要论点，并能用此解释一些实例。3、熟悉配位化合物在水中的配位平衡、平衡移动及其应用。4、熟悉物质形成络合物前后的性质变化。5、了解螯合物的特性。【教学内容】1、配位化合物的基本概念2、配位化合物的空间结构和异构现象3、配位化合物的化学键理论4、配合物在水溶液中的稳定性【教学重点与难点问题】重点：配位化合物组成有关的概念；配位化合物在水中的配位平衡、平衡移动及其应用。难点：螯合物的特性。（十）元素概论以及氢和稀有气体【教学目的和要求】1、了解元素的发现过程、分类及其在自然界的存在。2、掌握氢和氢化物的物理与化学性质。3、熟悉典型稀有气体单质、化合物的性质及用途。4、能熟练地运用VSEPR理论来判断稀有气体化合物的结构。【教学内容】1、元素的发现、分类及其在自然界的存在2、氢3、稀有气体【教学重点与难点问题】重点：氢和氢化物的物理与化学性质难点：无（十一）碱金属和碱土金属【教学目的和要求】1、掌握碱金属和碱土金属单质的性质，了解其结构、存在、制备及用途与性质的关系。2、掌握碱金属和碱土金属氧化物的类型及重要氧化物的性质和用途。3、了解碱金属和碱土金属的氢氧化物碱性和溶解性的变化规律。4、掌握碱金属和碱土金属重要盐类的性质和用途，了解盐类热稳定性、溶解性的变化规律。【教学内容】1、碱金属和碱土金属元素概述2、碱金属和碱土金属元素单质的性质3、碱金属和碱土金属元素的化合物【教学重点与难点问题】重点：碱金属和碱土金属单质的性质；碱金属和碱土金属氧化物的类型及重要氧化物的性质和用途。难点：碱金属和碱土金属的氢氧化物碱性和溶解性的变化规律。（十二）卤素和氧族元素【教学目的和要求】1、掌握卤素单质、氢化物、含氧酸及其盐的结构、性质、制备和用途。2、熟悉元素电势图并用以判断卤素及其化合物的氧化还原性以及它们之间地相互转化关系。3、熟悉氧化物的分类，掌握氧、臭氧、过氧化氢的结构、性质和用途。4、掌握硫的成键特征及多种氧化态所形成的重要物种的结构、性质、制备和用途，以及它们之间地相互转化关系。【教学内容】1、1p区元素的性质特点2、卤素3、氧族元素【教学重点与难点问题】重点：卤素单质、氢化物、含氧酸及其盐的结构、性质、制备和用途。难点：元素电势图并用以判断卤素及其化合物的氧化还原性以及它们之间地相互转化关系。（十三）氮族、碳族和硼族元素【教学目的和要求】1、掌握氮和磷的单质及其氢化物、卤化物、氧化物含氧酸及其盐的结构、性质、制备和应用。2、了解砷的重要化合物的性质和用途。3、掌握碳、硅、硼的单质、氢化物、卤化物和含氧化合物的制备和性质。4、通过硼及其化合物的结构与性质，了解硼的缺电子特性。5、了解硅酸及硅酸盐的结构与特性。6、认识碳、硅、硼之间的相似性与差异。【教学内容】1、氮族元素2、碳族元素3、硼和铝【教学重点与难点问题】重点：氮和磷的单质及其氢化物、卤化物、氧化物含氧酸及其盐的结构、性质、制备和应用。难点：无。（十四）d区元素及其重要化合物【教学目的和要求】1、熟悉过渡元素的价电子构型特点及其与元素通性的关系。2、熟悉第四周期d区金属元素氧化态、最高氧化态氧化物及其水合氧化物的酸碱性、氧化还原稳定性、水合离子以及含氧酸根颜色等变化规律。3、掌握Cr、Mn、Fe、Co单质及化合物的性质和用途。4、了解其他过渡元素金属的基本特征及其周期性规律。5、了解铂系元素及其化合物的性质和用途以及铂系金属周期性规律。【教学内容】1、过渡元素概述2、钛族和钒族3、铬族元素4、锰5、铁系和铂系元素【教学重点与难点问题】重点：过渡元素的价电子构型特点及其与元素通性的关系。难点：无。（十五）ds区元素及其重要化合物【教学目的和要求】1、掌握铜族和锌族单质的性质和用途。2、掌握铜、锌、汞的氧化物、氢氧化物、重要盐类以及配合物的生成与性质。【教学内容】铜族元素锌族元素【教学重点与难点问题】重点：铜族和锌族单质的性质和用途。难点：无。（十六）f区元素和核化学【教学目的和要求】1、熟悉镧系和锕系元素的价电子构型与元素性质的关系。2、熟悉镧系收缩的实质及其对镧系化合物性质的影响。3、了解镧系和锕系以及d过渡元素在性质上的异同。4、一般了解核化学知识。【教学内容】1、镧系和锕系元素概述2、稀土元素3、核化学【教学重点与难点问题】重点：镧系和锕系元素的价电子构型与元素性质的关系。难点：了解核化学知识三、教学时数分配课程内容理论讲授实验课习题课小计（一）化学热力学基础55（二）化学反应的速率和限度4711（三）酸碱解离平衡527（四）难溶电解质的沉淀-溶解平衡22（五）氧化还原反应55（六）原子结构和元素周期系44（七）化学键和分子结构44（八）晶体结构22（九）配位化合物325（十）元素概论以及氢和稀有气体33（十一）碱金属和碱土金属336（十二）卤素和氧族元素336（十三）氮族、碳族和硼族元素33（十四）d区元素及其重要化合物22（十五）ds区元素及其重要化合物235（十六）f区元素和核化学22合计522072四、考核要求1、考核方式：考试成绩评定：平时20％实验22%卷面58%五、其它说明2、先修课程：需高中阶段化学知识3、教材：司学芝等编著．无机化学．北京：化学工业出版社．2009年8月4、本课程安排实验20学时，具体见实验教学大纲。起草人：专业负责人：系（部）主任：《无机化学》课程教学大纲适用专业：食品科学与工程专业本科学时：68学时学分：4学分课程代码：B10221001一、课程性质与教学要求性质：无机化学为专业基础课程，通过本课程的学习，可以为本学科的后续课程学习和发展能力打下坚实的基础。任务：要求学生通过理论