《工程化學(xué)基礎(chǔ)》課程教學(xué)大綱

1、工程化學(xué)基礎(chǔ)教學(xué)大綱一、課程基本情況英文名稱：Engineering Chemistry Foundation課程編號：F111730110032總 學(xué) 時：32 講課學(xué)時：26 實踐學(xué)時：6總 學(xué) 分：2課程性質(zhì)：必修考核方式：考查適用對象：土木工程專業(yè)先修課程：無參考文獻：工程化學(xué)基礎(chǔ),陳林根,高等教育出版社,2018.8工程化學(xué)基礎(chǔ),童志平,高等教育出版社,2015.7大學(xué)化學(xué)實驗,王清華,化學(xué)工業(yè)出版社,2014.9二、課程目標本課程是土木工程類專業(yè)的必修課。涉及物質(zhì)的化學(xué)組成、化學(xué)結(jié)構(gòu)和化學(xué)反應(yīng)、酸堿理論、金屬腐蝕、材料保護等相關(guān)知識。通過本課程的學(xué)習(xí)，使學(xué)生達到如下課程目標：1.能

2、闡明物質(zhì)變化和能量變化的觀點，能理解化學(xué)反應(yīng)的本質(zhì)，能在工程實際中運用所學(xué)的化學(xué)基礎(chǔ)理論知識和技能。 支撐畢業(yè)要求1-12.能理解化學(xué)組成的復(fù)雜性，能闡明物質(zhì)的化學(xué)組成和聚集狀態(tài)，能結(jié)合實際情況運用化學(xué)的觀點去解決工程問題和分析工程問題。 支撐畢業(yè)要求2-13.能闡述酸堿理論的基本概念，掌握pH值的測定，能闡明水質(zhì)質(zhì)量狀況和水體污染的控制手段，能分析相關(guān)水質(zhì)指標。能應(yīng)用防止金屬腐蝕和高分子材料老化的防護方法。 支撐畢業(yè)要求4-1表1 本課程對畢業(yè)要求及其指標點的支撐課程目標課程目標支撐的畢業(yè)要求指標點支撐強度課程目標對應(yīng)的知識單元課程目標11-1：掌握土木工程專業(yè)所需要的數(shù)學(xué)和自然科學(xué)知識，能

3、夠?qū)?fù)雜土木工程問題用數(shù)學(xué)和自然科學(xué)知識加以描述或建模。強支撐知識單元三、四課程目標22-1：能夠應(yīng)用數(shù)學(xué)、自然科學(xué)的基本原理準確識別復(fù)雜土木工程問題，并能選擇合適的方法進行分析和求解。強支撐知識單元一、二課程目標34-1：掌握土木工程專業(yè)相關(guān)實驗的基本原理與方法，能夠調(diào)試操作實驗裝置設(shè)備，選擇安全科學(xué)的實驗方法。強支撐知識單元五、六實驗項目1、2、3三、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法和手段、學(xué)時分配知識單元一：緒論 支撐課程目標2（建議2學(xué)時）教與學(xué)要求：本知識單元要求學(xué)生能了解化學(xué)學(xué)科的地位和作用，明確學(xué)習(xí)“工程化學(xué)基礎(chǔ)”的要求。了解物質(zhì)層次及其運動理論；明確原子和分子等原子結(jié)合態(tài)單元是介觀粒子的概念

4、。理解系統(tǒng)和環(huán)境，聚集體和相等概念，明確敞開系統(tǒng)、封閉系統(tǒng)、孤立系統(tǒng)及相的劃分。明確化學(xué)反應(yīng)中的質(zhì)量守恒和能量變化，掌握化學(xué)計量數(shù)的概念。明確反應(yīng)進度的概念，掌握物質(zhì)的量的符號、單位。教與學(xué)方法：講授知識點1：科學(xué)與技術(shù)主要內(nèi)容：了解科學(xué)與技術(shù)的基本內(nèi)容。知識點2：化學(xué)與現(xiàn)代科技主要內(nèi)容：化學(xué)的研究內(nèi)容、發(fā)展歷程和趨勢；掌握一些基本概念，物質(zhì)的層次、系統(tǒng)和環(huán)境、聚集體和相、質(zhì)量守恒和能量變化、物質(zhì)的量、反應(yīng)進度等概念，了解反應(yīng)進度表達式的導(dǎo)出。知識單元二：物質(zhì)的化學(xué)組成和聚集狀態(tài) 支撐課程目標2（建議4學(xué)時）教與學(xué)要求：本知識單元要求學(xué)生能理解配位化合物、高分子化合物組成中的基本概念，能寫出一

5、些常見配合物和高分子化學(xué)式，了解晶體、非晶體的概念，了解固體廢棄物的產(chǎn)生、危害和資源化途徑，掌握水的重要物理性質(zhì)，氫鍵的產(chǎn)生及對水性質(zhì)的影響，了解液晶材料的應(yīng)用，了解酸雨成因、溫室氣體、臭氧層空洞，理解氣溶膠的概念，了解氣溶膠造成的危害。教與學(xué)方法：講授知識點1：物質(zhì)的化學(xué)組成主要內(nèi)容：自由基和波譜技術(shù)、生物大分子、高分子化合物、團簇、非整比化合物、金屬有機化合物、配位化合物。知識點2：固體主要內(nèi)容：晶體、非晶體、固體吸附劑和固體廢棄物。知識點3：液體和液晶主要內(nèi)容：水的性質(zhì)和應(yīng)用，溶液的蒸汽壓、凝固點、沸點和滲透壓，液體燃料，表面活性物質(zhì)，液晶。知識點4：氣體和等離子體主要內(nèi)容：理想氣體和實

6、際氣體、大氣相對濕度、全球性大氣變化、氣溶膠、等離子體。知識單元三：物質(zhì)的結(jié)構(gòu)和材料的性質(zhì) 支撐課程目標1（建議6學(xué)時）教與學(xué)要求：本知識單元要求學(xué)生能明確核外電子運動的基本特征，了解波函數(shù)的表達意義，理解原子軌道、電子云的含義，掌握四個量子數(shù)符號和表述的方法，了解原子光譜分析法的原理和應(yīng)用，掌握核外電子排布原則及方法，了解合金的基本結(jié)構(gòu)類型，了解生命體內(nèi)元素在周期表中的分布情況，了解晶體缺陷概念，掌握能帶理論。教與學(xué)方法：講授知識點1：原子核外電子運動狀態(tài)主要內(nèi)容：波粒二象性是核外電子運動的基本特征，電子運動狀態(tài)描述的三種方法，電子的自旋，能級躍遷和原子光譜分析。知識點2：元素周期律金屬材料

7、主要內(nèi)容：多電子原子的電子排布、元素周期律、金屬鍵和金屬材料、人體中各種元素的分布情況、藥物化學(xué)。知識點3：化學(xué)鍵分子間力高分子材料主要內(nèi)容：化學(xué)鍵、范德華力、次價力和氫鍵、高分子材料、分子能級躍遷和分子吸收光譜。知識點4：晶體缺陷陶瓷和復(fù)合材料主要內(nèi)容：固體能帶理論、晶體的缺陷和晶體材料、陶瓷材料、復(fù)合材料、X射線衍射與電子顯微分析。知識單元四：化學(xué)反應(yīng)與能源 支撐課程目標1（建議6學(xué)時）教與學(xué)要求：本知識單元要求學(xué)生能理解反應(yīng)物和生成物的物質(zhì)的量、聚集壓力、濃度、溫度等決定了化學(xué)反應(yīng)系統(tǒng)的狀態(tài)，每一個確定的狀態(tài)有確定的能量。掌握焓、內(nèi)能、熱量各符號的意義，以及各符號之間的聯(lián)系和相互轉(zhuǎn)化關(guān)系

8、。了解微觀物質(zhì)的運動與宏觀物質(zhì)運動的區(qū)別，理解熵變和吉布斯自由能的含義，學(xué)會判斷反應(yīng)自發(fā)性的依據(jù)。聯(lián)系實際理解氧化還原反應(yīng)和原電池的關(guān)系，了解電極電勢的產(chǎn)生，了解能源的開發(fā)現(xiàn)狀。教與學(xué)方法：講授知識點1：化學(xué)熱力學(xué)與能量轉(zhuǎn)化主要內(nèi)容：認識和探究過程、熱力學(xué)能及其變化、等容過程中的熱量測定、化學(xué)反應(yīng)中的熱力學(xué)能變化和焓變、標準摩爾生成焓和標準摩爾焓變。知識點2：化學(xué)反應(yīng)的方向和限度主要內(nèi)容：自發(fā)反應(yīng)的能量變化、熵變、吉布斯函數(shù)變。知識點3：化學(xué)平衡和反應(yīng)速率主要內(nèi)容：化學(xué)平衡和標準平衡常數(shù)、標準平衡常數(shù)與標準摩爾吉布斯函數(shù)變的關(guān)系、影響化學(xué)平衡移動和平衡常數(shù)的因素、化學(xué)反應(yīng)速率和催化劑。知識點4

9、：氧化還原反應(yīng)和能源的開發(fā)和利用主要內(nèi)容：氧化還原反應(yīng)和原電池的能量變化，電極電勢的產(chǎn)生、計算和應(yīng)用，化學(xué)電源，能源的開發(fā)與利用。知識單元五：水溶液中的化學(xué)反應(yīng)和水體保護 支撐課程目標3（建議4學(xué)時）教與學(xué)要求：本知識單元要求學(xué)生能了解電離理論、質(zhì)子理論和電子理論對酸堿的定義，理解共軛酸堿對、質(zhì)子受體、質(zhì)子給體等概念。掌握酸堿解離平衡常數(shù)和pH值的有關(guān)計算，酸堿強弱的比較。掌握緩沖溶液pH值計算、配置的原則及其應(yīng)用。理解沉淀溶解平衡及概念、配位解離平衡概念。了解膠體概念和有關(guān)應(yīng)用，了解非水溶液中的反應(yīng)。了解水資源的重要性，理解水體污染的控制和治理方法。教與學(xué)方法：講授知識點1：弱酸弱堿溶液主要

10、內(nèi)容：酸堿理論，弱酸、弱堿的解離平衡及解離常數(shù)，同離子效應(yīng)和緩沖溶液，pH的測定。知識點2：水溶液中的沉淀溶解反應(yīng)和配位反應(yīng)主要內(nèi)容：沉淀溶解平衡、沉淀溶解反應(yīng)應(yīng)用舉例、配位解離平衡、配位反應(yīng)應(yīng)用舉例。知識點3：相平衡和非水溶液中的化學(xué)反應(yīng)主要內(nèi)容：水溶液的氣-液平衡、溶液中的氣-液和液-液平衡、膠體、非水溶液中的反應(yīng)。知識點4：水質(zhì)與水體保護主要內(nèi)容：水資源概況、水質(zhì)質(zhì)量、水體污染及自凈、水體污染的控制和治理。知識單元六：化學(xué)反應(yīng)與材料保護 支撐課程目標3（建議4學(xué)時）教與學(xué)要求：本知識單元要求學(xué)生能掌握電化學(xué)腐蝕的機理析氫和吸氧，掌握腐蝕電池的兩極名稱、電極反應(yīng)和實際析出電勢表達式，理解差

11、異充氣腐蝕產(chǎn)生的原因，了解影響金屬腐蝕速率的因素。了解正確選用金屬材料及代用材料的思路，理解根據(jù)具體情況選材的重要性。結(jié)合實例理解陽極保護法、外加電流法的應(yīng)用。掌握氧自由基的種類，了解高分子材料的使用和保護。教與學(xué)方法：講授知識點1：金屬腐蝕的發(fā)生主要內(nèi)容：化學(xué)腐蝕、電化學(xué)腐蝕、生物腐蝕、金屬的腐蝕速率。知識點2：金屬腐蝕的防護與利用主要內(nèi)容：耐腐蝕金屬材料的選擇、涂層保護法、電化學(xué)保護法、金屬腐蝕的利用。知識點3：生命體及高分子材料的老化主要內(nèi)容：光合作用和氧源、氧自由基、高分子材料的氧化。知識點4：高分子材料的保護主要內(nèi)容：光穩(wěn)定劑和抗氧劑、氧指數(shù)和阻燃劑、填充劑和偶聯(lián)劑、化學(xué)鍍和塑料電鍍

12、。四、實踐教學(xué)環(huán)節(jié)序號實驗項目名稱實驗?zāi)康闹饕獌?nèi)容支撐課程目標實驗學(xué)時實驗類型開出要求1分析天平的稱量練習(xí)和玻璃器皿的洗滌與存放掌握分析天平的結(jié)構(gòu)、使用規(guī)則和稱量方法；掌握玻璃器皿洗滌方法。主要介紹分析天平的使用規(guī)則和稱量方法；掌握玻璃器皿洗滌方法。課程目標32綜合性必做2酸標準溶液的配制和標定掌握容量分析儀器的用法和滴定操作技術(shù)；掌握酸標準溶液的配制和標定方法。主要介紹容量分析儀器的用法和滴定操作技術(shù)；掌握酸標準溶液的配制和標定方法。課程目標32驗證性必做3pH值的測定理解pH計測定溶液pH值的原理；掌握pH計測定溶液pH值的方法。主要介紹pH計測定溶液pH值的方法。課程目標32驗證性必做五、成績構(gòu)成和評價方法1.成績構(gòu)成總分100分，其中操行成績占10分、實驗成績占15分、期末成績占75分，60分為及格線。（1）操行成績。主要考核遵守紀律、課堂表現(xiàn)等方面，6分及格線，不及格者