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1、无机及分析化学课程教学大纲课程名称:无机及分析化学(Inorganic & Analytical Chemistry)课程编号:课程性质:独立设课课程属性:基础课教材名称:无机及分析化学(行业统编教材)课程总学时:117 学分:6.5 实验学时:42 实验学分:2 面向专业:广西大学行健学院生物工程一、课程简介:无机及分析化学是阐述化学基本知识、基本原理的一门基础性学科,是农科类、理科类、食品科学与工程类及生物类等各专业本科生的必修基础课程。本课程全面、系统地介绍化学的基础知识和基本理论,为学生进一步学习相关专业基础课和专业课打下基础,同时训练学生掌握分析测量的基本要求。本课程教学以提高人才素
2、质为核心,以培养学生创新能力为目的,密切联系现代科技前沿和农业科技实践,注重培养学生的科学思维方法和树立辩证唯物主义世界观,提高学生分析问题和解决问题的能力。二、课程基本要求:本课程的教学环节包括课堂讲授,学生自学,习题,答疑,质疑,期中测验和期末考试。通过本课程的学习,使学生了解化学科学的发展历程,了解化学与工农业及人类生活的关系,了解化学学科的前沿知识,了解某些重要生命元素的性质,了解某些现代测试手段;重点掌握平衡的原理、溶液中的各种化学平衡及其在分析化学中的应用,使学生建立准确的“量”的概念和掌握各种化学分析方法;掌握化学反应速率、物质结构、分散体系等方面的基本理论和基本知识;会运用基本
3、理论和基本知识解释化学现象,会运用基本分析方法和测试手段进行一般的化学分析,能够运用所学知识解决生产生活中的实际问题,能将化学知识与专业实际相结合。三、考试(考核)方式:通过出勤、预习、课堂提问、基本操作、学习态度、作业、实验报告等方面全面考核。期末进行闭卷考试。考试成绩占60,平时成绩占40。四、教学内容:绪论(1学时)本章教学目的要求:了解化学发展简介、化学的地位和作用、化学的发展趋势和前沿领域、无机及分析化学的内容、无机及分析化学的学习方法。第1章 分散体系(6学时)本章教学目的要求:1.掌握溶液中物质的量浓度、质量摩尔浓度、物质的量分数、质量分数的计算及相互间的换算。2.掌握难挥发非电
4、解质稀溶液的依数性及其应用。3.了解分散体系的类型,掌握胶体分散体系的基本特性。4.了解溶胶的性质,了解离子交换吸附的特点,掌握胶团结构概念和胶体带电的原因,了解胶团的扩散双电层结构,了解电动电势及其与溶胶稳定性的关系。5.了解溶胶动力学稳定性和热力学不稳定性的原因,了解电解质对溶胶的聚沉作用。本章重点、难点:重点:分散系的概念、稀溶液依数性及计算公式;胶团结构和影响溶胶稳定性和聚沉的因素。难点:引起稀溶液依数性的原因;胶团结构。第2章 化学热力学基础(3学时,简单介绍,学生自学)本章教学目的要求:1.了解热力学能、焓、熵、自由能等状态函数的物理意义2. 掌握热力学第一定律,第二定律的基础内容
5、3. 掌握化学反应热效应的各种计算方法4. 掌握过程的S、G的计算5. 掌握G与温度的关系式,及温度对反应自发性的影响本章重点和难点:重点:状态函数的性质;焓和焓变;自由能和自由能变;反应热和自由能变的含义及其计算;自发性判据。难点:焓、熵、自由能的概念;利用吉布斯自由能判断过程的自发性。第3章 化学反应速率和化学平衡(5学时)本章教学目的要求:1. 掌握标准平衡常数(K)的意义及书写2. 掌握有关化学平衡的计算3. 了解化学反应等温方程的意义。4. 掌握浓度、压力、温度对化学平衡移动的影响5. 掌握化学反应速率方程式,质量作用定律及其适用范围6. 了解反应速率理论7. 掌握温度与反应速率常数
6、的关系式,掌握活化能的概念本章重点和难点:重点:反应速率的表示方法;质量作用定律;阿累尼乌斯公式;标准平衡常数;化学平衡的计算。难点:质量作用定律和阿累尼乌斯公式的应用;化学反应等温方程的应用。第4章 物质结构(6学时,)本章教学目的要求:1. 了解核外电子运动的特性波粒二象性、量子化、波函数与原子轨道,几率与几率密度及其表示法,原子轨道和电子云角度分布图2. 掌握四个量子数的物理意义,相互关系及合理组合3. 掌握单电子原子、多电子原子能级,了解钻穿效应、屏蔽效应对能级高低的影响;掌握核外电子排布的原理,能熟练写出一般元素原子核外电子排布式4. 了解原子结构与同期系的关系及元素基本性质(原子半
7、径、电离能、电子亲合能、电负性)的变化规律5. 了解离子键理论要点,决定离子化合物性质的因素与离子晶体的晶格能6. 了解共价键理论(VB法)和杂化轨道理论要点及共价健特征7. 了解偶极矩、分子的极化和分子间力、氢键及对物质物理性质的影响,了解各类晶体的特点本章重点和难点:重点:四个量子数;核外电子的排布;元素性质变化的周期性;价键理论;杂化轨道理论及其应用;分子间作用力和氢键。难点:核外电子运动状态的描述;电子排布的特例;杂化轨道理论和分子空间构型。第5章 化学分析(6学时)本章教学目的要求:1. 了解分析化学的目的、任务、作用,分析方法的分类,定量分析的一般程序2. 掌握误差的分类、来源、减
8、免方法,准确度、精密度的概念及其表示方法3. 了解提高分析准确度的方法,可疑值的取舍方式4. 掌握有效数学的概念及运算规则5. 掌握滴定分析中的基本概念,标准溶液、化学计量点、指示剂、滴定终点、滴定误差6. 掌握滴定分析法的分类、滴定方式、滴定分析对滴定反应的要求7. 掌握标准溶液浓度表示方法,标准溶液的配制及标定方法8. 掌握滴定分析计算方法本章重点和难点:重点:误差的基本概念、计算及减免方法;有效数字在分析实践中的运用;标准溶液的表示方法及配制、标定方法;滴定分析计算。难点:分析数据的处理和有效数字的计算;滴定度的计算。第6章 酸碱平衡和酸碱滴定法(12学时)本章教学目的要求:1. 了解强
9、电解质溶液的特点,活度、活度系数及离子强度的概念2. 掌握弱酸、弱碱的电离平衡,影响电离平衡常数和电离度的因素,稀释定律;运用最简式计算弱酸、弱碱水溶液的pH值及有关离子平衡浓度3. 了解同离子效应,盐效应4. 掌握酸碱质子理论:质子酸碱定义,共轭酸碱对,酸碱反应的实质,共轭酸碱Ka和与Kb的关系5. 了解酸度对弱酸(碱)存在形态分布状况的影响6. 掌握酸碱指示剂的变色原理、指示剂的变色点、变色范围7. 掌握强碱(酸)滴定一元酸(碱)的原理,滴定曲线的概念,影响滴定突跃的因素,化学计量点pH值及突跃范围的计算,指示剂的选择,掌握直接准确滴定一元酸(碱)的判居其应用8. 掌握多元酸(碱)分步滴定
10、的判据及滴定终点的pH计算,指示剂的选择,了解混合酸(碱)准确滴定的判据9. 掌握酸碱滴定法的应用,了解CO2对酸碱滴定的影响,掌握酸碱标准溶液的配制及标定,掌握混合碱的分析方法及铵盐中含氮量的测定方法本章重点和难点:重点:电离平衡原理;酸碱质子理论;质子条件;各类溶液体系pH值的计算;酸碱指示剂的变色原理和选择;一元强酸碱的滴定和多元酸(碱)分步滴定。难点:质子条件;各类溶液体系pH值的计算;多元酸碱及混合碱的滴定。第7章 沉淀溶解平衡和沉淀分析法(4学时)本章教学目的要求:1. 掌握难溶强电解质的溶度积原理2. 掌握溶度积Ksp和溶解度S的定量关系3. 了解同离子效应和介质酸度对沉淀溶解平
11、衡的影响4. 掌握溶度积规则,沉淀生成和溶解的方法及应用,了解分步沉淀和沉淀转化5. 了解沉淀滴定法的原理和应用本章重点和难点:重点:溶度积常数的意义;溶度积规则。难点:溶度积规则的应用;多重平衡;重量分析法和沉淀滴定法。第8章 配位平衡与配位滴定法(11学时)本章教学目的要求:1. 掌握配位化合物的组成及命名,了解决定配位数的因素2. 了解配位化合物键价理论要点,了解内轨型及外轨型配合物,了解配合物的磁性3. 掌握配位平衡及有关计算;掌握沉淀反应对配位平衡的影响并作有关计算,掌握酸碱反应对配位平衡的影响;了解多重平衡常数及其应用4. 掌握螯合物的结构特点及稳定性,了解螯合剂的应用5. 了解配
12、位化合物的应用及生物无机化学6. 掌握影响EDTA配合物稳定性的外部因素,重点掌握酸效应和酸效应系数7. 掌握EDTA滴定法的基本原理,重点掌握单一金属离子准确滴定的界限及配位滴定中酸度的控制8. 了解金属离子指标剂,了解提高配位滴定选择性的方法与途径本章重点和难点:重点:配合物的命名和基本特点;配位平衡及其计算,酸效应、酸效应系数和酸效应曲线;条件稳定常数;EDTA滴定法的基本原理。难点:配合物的命名;价键理论中内、外轨及高、低自旋等概念;配位平衡中的有关计算;酸效应曲线及其应用;配位滴定曲线。第9章 氧化还原平衡与氧化还原滴定法(12学时)本章教学目的要求:1. 掌握氧化数的概念及氧化数规
13、则2. 掌握原电池的组成,电极反应,电池符号;掌握电极电势的概念及影响因素,掌握标准电极电势的概念3. 熟练掌握Nernst方程,掌握浓度、压力、酸度、沉淀反应、配位反应对电极电势的影响,并能熟练的运用Nernst方程式进行计算4.掌握标准电动势与氧化还原反应标准平衡常数K 的关系5. 掌握电极电势的应用:表示水溶液中物质氧化、还原有力的强弱;判断氧化还原反应的方向;判断氧化还原反应进行的程度;测定水溶液中离子的浓度(活度)6. 掌握元素电势图及其应用7. 了解氧化还原滴定法的基本特点,了解条件电极电势的概念,了解条件平衡常数的概念,掌握氧化还原滴定对条件电极电势差值的要求8. 了解氧化还原滴
14、定曲线的计算方法,了解氧化还原滴定法所用的指示剂9. 掌握高锰酸钾溶液的配制与标定,了解高锰酸钾法、碘量法和重铬酸钾法的应用10. 掌握氧化还原平衡和氧化还原滴定法的计算本章重点和难点:重点:氧化数的概念和原电池;Nernst方程的应用;电极电势及其应用;高锰酸钾法、碘量法和重铬酸钾法。难点:Nernst方程的应用;电势图及其应用;氧化还原滴定曲线;碘量法。第10章 电势分析法(4学时)本章教学目的要求:1. 掌握电势分析法的原理和应用2. 了解参比电极和指示电极的结构和工作原理3. 掌握电势法测定的pH和氟离子浓度的原理和数据处理方法4. 了解电势滴定法的原理和应用本章重点和难点:重点:电势
15、分析法的原理和应用;pH值的测定。难点:参比电极和指示电极的结构和工作原理;电势滴定法。第11章 吸光光度法(5学时)本章教学目的要求:1. 了解吸光光度法的基本概念及其方法特点,掌握吸收曲线的概念,了解其应用2. 掌握光的吸收定律,掌握吸光系数和摩尔吸光系数,了解比尔定律的偏离情况,掌握朗伯比尔定律的应用原理3. 掌握显色反应的概念,了解显色条件的选择原理4. 了解吸光光度法应用本章重点和难点:重点:朗伯比尔定律;吸光系数;单一组分的分析。难点:吸光光度分析的测量条件控制和测量误差;多组分分析及示差法。第12章 现代仪器分析简介(自学)第13章 元素选述(自学)五、主要参考书目:1,董元彦主编.无机及分析化学(第三版). 北京:科学出版社,2010年第三版 2,董元彦主编. 无机及分析化学学习指导. 北京:科学出版社,2011年第二版3,谢天俊主编,简明定量分析化学,华南理工大学出版社,2003年2月4,龚福忠主编.大学基础化学实验.武汉:华中科技大学出版社 2008年第一版六、