《大学化学》课程教学大纲

一、课程基本信息

课程中文名称:大学化学

课程英文名称：Universal Chemistry

课程编号：10042001

课程性质：学科基础课

课程学时和学分：总学时：40  总学分：2.5 理论学时：32  实验学时：8

适用专业：土木工程系本科专业、能源与机械工程系本科专业

先修课程：高中化学知识，高等数学

开课系部、教研室：材料科学与工程系、基础化学教研室

二、课程的地位与作用

本课程是土木工程系和能源与机械工程系本科专业的学科基础课。课程简明地阐述化学的基本原理和知识，密切联系工业和现代科技发展的实际，体现化学与工程技术间的桥梁作用。本课程是培养合格的、全面发展的现代工程技术人员知识结构和能力的重要组成部分，为大学生综合素质教育的培养奠定了基础。

三、课程教学总的目的和要求

本课程教学目的是通过对化学热力学、化学反应的基本规律、物质结构基础等基本理论的学习和与工程实际密切有关的重要元素和化合物、新技术、新材料等知识的介绍以及化学实验操作，使学生了解近代化学的基本理论，具有必要的基本知识和一定的基本技能，为以后的学习和工作提供必要的化学基础，能在工程技术中以化学的观点观察物质变化的现象，对一些涉及化学的工程技术的实际问题，有初步分析和解决问题的能力。

四、各章主要教学内容

1.理论部分

第1章  热化学与能源（4学时）

本章应了解化学的基本概况，理解热力学基本概念，理解热力学第一定律，理解等压热效应与反应焓变的关系、等容热效应与热力学能变的关系，初步掌握标准摩尔反应焓变的近似计算。

重点：基本概念，标准摩尔生成焓和标准摩尔焓变

难点：标准摩尔生成焓和标准摩尔焓变

第2章  化学反应的基本原理与大气污染（6学时）

本章应初步掌握化学反应的和的近似计算，能用或判断化学反应进行的方向，掌握标准平衡常数K^y的意义及其与的关系，并初步掌握有关计算，理解浓度、压力和温度对化学平衡的影响，理解浓度、温度、催化剂对化学反应速率的影响，了解浓度、温度与化学反应速率的定量关系，了解元反应和反应级数的概念。

重点：反应自发性的判断，吉布斯自由能变的计算及应用，标准平衡常数 K^y的表达式及意义，转化率的概念，多重平衡规则，影响化学平衡的因素

难点：焓变和熵变，吉布斯自由能变的计算及应用，阿累尼乌斯公式

第3章  水化学与水污染（6学时）

本章应掌握溶度积和溶解度的基本计算，理解溶度积规则及其应用，明确酸碱的近代概念、酸碱的解离平衡和缓冲溶液的概念，能进行同离子效应及溶液pH值的有关计算，了解溶液的通性。

重点：酸碱离子平衡及pH值计算，溶度积和多相离子平衡，

难点：溶液的通性，缓冲溶液和pH的控制，溶度积和多相离子平衡，溶度积规则及其应用

第4章  电化学与金属腐蚀（8学时）

本章应掌握能斯特方程计算电极电势和原电池电动势，能用电极电势判断氧化还原反应进行的方向和程度，理解原电池的组成、半反应式以及电极电势的概念，了解电化学腐蚀及其防止的原理。

重点：能斯特方程式及其相关计算，电极电势的概念及其应用

难点：能斯特方程式及其相关计算，电极电势的概念及其应用

第5章  物质结构基础（6学时）

本章应掌握原子核外电子分布的一般规律及其与元素周期表的关系，能联系杂化轨道理论说明一些典型分子的空间构型，理解元素的某些性质的一般递变情况，了解原子核外电子运动的特征，了解s、p、d波函数和电子云的空间分布情况，了解化学键的本质及共价键键长、键角等概念。

重点：量子数，原子核外电子分布的一般规律及其与元素周期表的关系，杂化轨道理论

难点：原子核外电子分布的一般规律及其与元素周期表的关系，杂化轨道理论

第6章  配位化合物（2学时）

本章应理解配合物的组成、结构和命名，了解配合物价健理论的基本要点；了解配离子的解离平衡。

重点：配合物的组成、结构和命名

2.实验部分

实验部分包括三个实验，分别是溶液中的离子平衡、氧化还原反应、碘酸铜溶度积常数的测定，共计8学时。每个实验总分100分，按实验预习、实验操作、完成情况和实验报告综合评定，取三次实验的平均成绩作为实验成绩。

（1）溶液中的离子平衡 （3学时）

 通过本实验，加深学生理解单、多相电离平衡及其移动，盐类水解平衡及其移动等基本原理和规律；掌握在试管中加热液体，滴加溶液进行反应，固体去用和用试纸验试溶液性质等基本操作。

（2）氧化还原反应（2学时）  

通过本实验，明确电对的本性、氧化态或还原态物质浓度的变化和介质的酸碱性对电极电势和氧化还原反应的影响；掌握离心分离、沉淀洗涤和用试纸检验气体等操作。

（3）碘酸铜溶度积常数的测定 （3学时）  

通过本实验，加深学生理解多相离子平衡及其移动，通过定量分析验证溶度积规则;掌握移液管的使用、过滤等基本操作的训练,学会使用分光光度计。

五、课程考核和成绩评定方式

课程考核采用闭卷考试和平时成绩相结合的方式，闭卷考试成绩占70％，平时成绩占30％（作业12％，考勤6％，实验12％）。

六、教材及参考文献

1、教材：

王明华等，普通化学（第五版），北京，高等教育出版社，2002年

2、实验指导书或教材

付希贤，大学化学实验，天津，天津大学出版社，2003年

山东大学等合编，基础化学实验（I），北京，化学工业出版社，2004年，

3、主要参考教材和参考文献

[1] 汪小兰等，基础化学，北京，高等教育出版社，1995年

[2] 王东冬等，工科大学化学，北京，中国建材工业出版社，2005年

[3] 杨宏孝等，无机化学 (第三版)，北京，高等教育出版社，2002年

执笔人：魏国侠                                 审核：

 

   

《有机化学B 》课程教学大纲

一、课程基本信息

课程中文名称: 有机化学 B

课程英文名称：Organic Chemistry B

课程编号：10042362

课程性质：学科基础课

课程学时和学分：总学时：48  总学分：3   理论学时：40   实验学时：8

适用专业： 环境工程专业、给水排水工程专业、环境科学专业

先修课程： 无机化学B

开课系部、教研室：材料科学与工程系、基础化学教研室

二、课程的地位与作用

本课程为环境工程、给水排水工程专业本科生的学科基础课，是作为水分析化学、水质工程学、污染生态学、水污染控制工程A、环境工程实验技术、环境化学、清洁生产与循环经济的先导课程，使学生基本掌握以上课程中所需要的有机化学和有机化合物基本知识。

三、课程教学总的目的和要求

本课程的教学目的是使学生对有机化学和有机化合物的基本知识有所了解，要求掌握有机化合物的分类、命名，理解有机化合物的化学性质、物理性质，了解化学键及其属性、化合物的分类、不同类的通式、命名、结构、构象、化学性质、物理性质及应用等方面的内容，了解有机反应及反应机理。能应用有机化学的基本理论方法解决环境检测及环境保护中的问题。

四、各章主要教学内容

第1章 绪论（1学时） 

本章应了解共价键的属性及断裂和反应类型，掌握有机化合物分类及特点。

第2章 饱和烃（3学时） 

本章应了解烷烃及环烷烃的通式、命名、结构、构象及物理性质，掌握烷烃及环烷烃的化学性质、烷烃的构造异构

重点：命名

难点：化学性质。

第3章 不饱和烃（6学时） 

本章应了解烯烃、炔烃及二烯烃的通式、命名、结构、构象及物理性质，掌握烯烃、二烯烃及炔烃的化学性质。

重点：不饱和烃的化学性质

难点：不饱和烃的化学性质。

第4章 芳烃（6学时） 

本章应了解苯、单环芳烃的命名及物理性质、萘及其它稠环芳烃、富勒烯、非苯芳烃，掌握苯、单环芳烃的化学性质、苯环亲电取代反应的定位规律。

重点：化学性质，苯环亲电取代反应的定位规律

难点：苯环亲电取代反应的定位规律及命名。

第5章 对映异构（4学时） 

本章应了解化合物的旋光度概念，掌握手性碳的概念及分子构型、两个手性碳原子化合物的对映异构。

重点：手性碳的概念及分子构型、两个手性碳原子化合物的对映异构

难点：判断一个和两个手性碳原子化合物的构型。

第6章 卤代烃（4学时） 

本章应了解卤代烷、卤代烯和卤代芳烃的分类、命名及其物理性质，掌握卤代烷的化学性质。

重点：化学性质

难点：有机反应及反应机理，有机反应的综合应用。

第7章 醇酚醚（4学时） 

本章应了解醇、酚、醚的分类、命名、构造异构及物理性质，掌握醇、酚、醚的化学性质。

重点：化学性质

难点：有机反应及反应机理，有机反应的综合应用。

第8章 醛和酮（4学时） 

本章应了解醛和酮分类及命名，掌握羰基结构、醛和酮、乙烯酮的物理化学性质。

重点：化学性质

难点：有机反应及反应机理，有机反应的综合应用。

第9章 羧酸及其衍生物（6学时） 

本章应了解羧酸及其衍生物的分类、命名及结构，掌握羧酸及其衍生物的物理性质及其化学性质。通过“乙酸乙酯的制备”实验，使学生掌握乙酸乙酯制备实验的操作规程，对有机合成有一个初步了解；通过“折光率的测定”实验，使学生掌握折光率测定实验的操作规程、测试方法等基本技能，从而加深对有机化合物的物理性质的理解和掌握。

重点：化学性质

难点：有机反应及反应机理，有机反应的综合应用。

第10章 有机含氮化合物（1学时） 

本章应了解有机含氮化合物中胺的分类、命名和物理性质。

重点：有机含氮化合物中胺的分类

难点：命名。

第11章 有机含硫化合物（1学时）

本章应了解有机含硫化合物中硫醇、硫酚的分类、命名和物理性质。

重点：有机含硫化合物中各物质的分类

难点：命名

五、课程考核和成绩评定方式

本课程采用闭卷与平时考核相结合的考核方式，闭卷考核成绩占80%、平时考核成绩占20%，其中作业、实验作为平时成绩。

六、教材及参考文献

1、教材

高鸿宾，有机化学简明教程，天津，天津大学出版社，2004年

2、实验指导书

[1] 高占先，有机化学实验（第四版），北京，高等教育出版社，2004年6月

3、主要参考教材和参考文献

[1] 王积涛、张宝申、王永梅、胡青眉等编箸，有机化学（第二版），天津，天津南开大学出版社，2004年8月

[2] 杨丰科，李明，李风赵编箸，系统有机化学（第一版），北京，化工出版社，2006年6月

[3] 徐寿昌主编，有机化学（第二版），北京，高等教育出版社，1993年4月

[4] 曾昭琼主编，有机化学（第三版），北京，高等教育出版社，2001年1月

执笔人：陈培丽                                   审核：

 

《物理化学C》课程教学大纲

一、课程基本信息

课程中文名称: 物理化学C

课程英文名称：Physical Chemistry C

课程编号：10042363

课程性质：学科基础课

课程学时和学分：总学时：48学时 总学分：3   理论学时：40   实验学时：8

适用专业：给水排水工程、环境工程、环境科学

先修课程：高等数学、无机化学B、大学物理

开课系部、教研室：材料科学与工程系、基础化学教研室

二、课程的地位与作用

物理化学是环境工程、给水排水工程和环境科学等专业的专业基础课，与无机化学、有机化学、水分析化学，环境化学等课程共同构成专业基础课程体系。物理化学是从化学现象与物理现象的联系去寻找化学变化规律的学科。主要是平衡的规律和变化速率的规律。物理化学是用物理的理论及实验的方法来研究化学的一般理论问题。

三、课程教学总的目的和要求

物理化学课程是环境工程、给水排水专业的一门必修的基础课，学习本课程的目的是使学生学习有关化学变化及与化学变化相关联的物理变化的基本原理和共同规律，培养学生分析和解决物理化学问题的基本能力，并为后继环境化学等专业课程的学习打下基础，为毕业后从事科研和实践工作奠定一定的基础。

四、各章节主要教学内容

第一章  气体（2学时）

了解理想气体及其模型，实际气体pVT行为对理想气体的偏差，理解实际气体的范德华方程，气体液化、临界参数以及饱和蒸气压的概念；重点掌握理想气体状态方程，混合气体的分压定律，分体积定律；

第二章  热力学第一定律（6学时）

理解热力学基本概念：平衡态，状态函数，可逆过程等。理解热力学第一的叙述及数学表达式。理解热力学能、焓、标准摩尔生成焓，标准摩尔燃烧焓的定义及应用；重点掌握物质的简单pVT变化、相变化及化学变化中，热、功和各种状态函数变化值的计算；

第三章  热力学第二定律（6学时）

理解热力学第二定律、第三定律的表述及数学表达式。理解熵、亥姆霍兹函数，吉布斯函数、标准熵及标准摩尔生成吉布斯函数的定义及应用。理解并会应用热力学基本方程。理解热力学公式的适用条件。掌握熵增原理。掌握熵、亥姆霍兹函数和吉布斯函数作为过程方向的适用条件。理解偏摩尔量及化学势的概念；

第四章  化学平衡（4学时） 

了解标准平衡常数的定义，了解等温方程和等压方程的应用。理解吉布斯- 亥姆霍兹方程的意义；掌握在指定温度、压力及组成条件下，用反应吉布斯函数变化来判断反应过程的方向与是否达到平衡。重点掌握利用热力学数据计算平衡常数及平衡的组成，分析温度，压力，组成等因素对平衡的影响；

第五章  多组分系统热力学和相平衡（8学时） 

了解理想混合物及理想稀溶液中各组分化学势的表达式，了解活度和活度系数的概念及计算；理解拉乌尔定律、亨利定律及吉布斯相律的推导和意义；重点掌握从相平衡条件推导克拉佩龙方程和克拉佩龙-克劳修斯方程，并能应用这些方程以及单组分系统和二组分系统典型相图的特点和应用；

第六章  电化学（8学时） 

了解电解质溶液的电导、电导率、摩尔电导率及迁移数的概念及相互计算，了解离子平均活度及平均活度系数的定义，了解离子强度的定义，了解离子氛的概念及德拜-许克尔极限公式，了解极化作用和超电势的概念；理解可逆电池的概念及能斯特方程的推导；重点掌握电极反应、电池反应及原电池的图式的写法，原电池的电动势、电动势的温度系数与电池反应的吉布斯函数变之间的相互计算，能斯特方程计算电池电动势和电极电势；

第七章  表面现象（2学时） 

了解表面活性物质的分类、结构、性质和应用；理解润湿现象、润湿角和杨氏方程、弯曲液面附加压力、拉普拉斯方程和毛细现象；重点掌握表面吉布斯函数和表面张力的定义；

第八章  化学动力学基础（2学时） 

了解典型复杂反应的特征；理解化学反应速率、反应速率常数及反应级数的概念及建立速率方程的方法；重点掌握一级反应和二级反应的速率方程及其应用。

第十章 胶体化学（2学时） 

了解胶体制备的方法，了解扩散双电层理论，了解乳状液的类型、稳定和破坏方法；理解胶体系统的丁达尔效应、布朗运动、电泳、电渗、沉降平衡等重要性质；重点掌握胶体系统的定义和特征，胶团结构的表示式；

实验要求

1、实验教学的目的和任务

通过物理化学实验中各种基本仪器的使用，使学生掌握科学实验的基本方法及技能，并培养学生具有认真观察实验现象，正确记录实验数据以及科学分析、解决实际问题的方法。加深对物理化学理论知识的理解。

2、实验项目名称和学时分配

3、实验项目基本要求

 通过实验一“液体粘度的测定”，掌握乌式粘度计测定粘度的原理与方法，学会正确使用恒温槽，并了解其控温原理；

通过实验二“蔗糖水解反应速率常数的测定”，理解根据物质的光学性质研究蔗糖水解反应，掌握旋光仪的使用。

通过实验三“丙酮碘化反应”，理解利用分光光度法研究丙酮碘化反应，监测反应进程，掌握分光光度计的使用。

通过实验四“电导法测定弱酸的电离常数”，理解强电解质和弱电解质的摩尔电导与浓度的关系原理，掌握电导仪的使用方法。

通过实验五“完全互溶双液系统相图”，理解沸点的测定原理，掌握阿贝折射仪的测量原理及使用方法。

通过实验六“凝固点降低法测相对分子质量”，理解常用的相对分子质量测定方法和稀溶液的依数性及其应用。

4、实验课考核方式

    实验课成绩考核为综合评定形式，具体分值比例如下：实验预习，10%；实验过程，40%；完成情况，20%；实验报告，30%。

五、课程考核和成绩评定方式

课程考核采用闭卷考试和平时考核相结合的方式进行考核，其中闭卷考核占70%、平时考核占30%（作业15%，实验15%）。

六、教材及参考文献

1、教材

肖衍繁，物理化学（第二版），天津，天津大学出版社，2004.7

2、主要参考教材和参考文献

[1] 傅献彩，物理化学（第五版），北京，高等教育出版社，2004.7

[2] 王正烈、周亚萍，物理化学（第四版），北京，高等教育出版社，2002.7

[3] 印永嘉，奚正楷，李大珍，物理化学简明教程（第三版），北京，高等教育出版社，1992.7

[4] 李文斌，物理化学习题解析，天津，天津大学出版社，2004.3

 

执笔人：周建国                                   审核：

 

 

 

   

《无机化学B》课程教学大纲

一、课程基本信息

课程中文名称: 无机化学B

课程英文名称：Inorganic Chemistry B

课程编号：10042361

课程性质：学科基础课

课程学时和学分：总学时：48学时  总学分：3   理论学时：40    实验学时：8

适用专业：环境工程、给水排水工程、环境科学

先修课程：高中化学

开课系部、教研室：材料科学与工程系、基础化学教研室

二、课程的地位及其作用

本课程是环境与市政工程系给水排水工程、环境工程、环境科学等专业的一门化学基础课。本课程主要介绍化学反应的基本原理、物质结构基础及元素化学等基础知识，为其后续的环境化学、环境监测、环境质量评价和水文学等专业课奠定理论基础和实验基础。

三、课程教学总的目的和要求

通过本课程的教学，使学生掌握化学反应的基本原理，了解物质结构的基础理论、主要元素及其化合物的基本知识，初步掌握化学实验的基本技能；为以后的学习和工作提供必要的化学基础，对一些涉及化学的工程技术问题，具有初步的分析问题和解决问题的能力。

四、各章节主要教学内容

第一章  气体和稀溶液（2学时）

了解理想气体的基本假定；重点掌握混合气体分压定律、溶液的依数性及其应用；

第二章  化学热力学初步（6学时）

了解熵、热力学第三定律、正负的定性判断及反应进行方向的自由能判据；理解热力学基本概念、热力学第一定律、Q_V、Q_p及二者之间的关系；重点掌握盖斯定律的计算；

第三章  反应速率与化学平衡（5学时）

了解化学反应速率、基元反应和反应级数的概念；理解浓度、温度和催化剂对化学反应速率的影响；重点掌握和之间的关系以及浓度、压力和温度对化学平衡的影响；

第四章  酸碱和沉淀（6学时）

了解沉淀分离法、沉淀的转化及酸碱质子理论；理解溶度积原理及其应用；重点掌握弱酸和弱碱的解离平衡、缓冲溶液及相关计算以及溶度积常数与溶解度之间的相互换算；

第五章   原子结构与元素周期律（5学时）

了解微观粒子的运动的特殊性；理解元素基本性质的周期性；重点掌握原子核外电子排布的一般规律及其与元素周期律的关系，能够根据核外电子排布原则写出核外电子排布式；

第六章   化学键和分子结构（2学时）

了解氢键等分子间力对化合物性质的影响；重点掌握价键理论、杂化轨道理论的要点；

第七章   氧化还原反应（6学时）

了解原电池，电极电势和电动势等基本概念；重点掌握电池反应热力学计算，能斯特方程及其应用。

第八章   卤素（1学时）

了解卤素的含氧酸及其盐的性质及制备方法；重点掌握卤素单质、卤化氢和氢卤酸的制备及性质；

第九章   氧族元素（1学时）

了解硫和硫化物及硫的含氧化合物的制备和性质；重点掌握氧气、臭氧和过氧化氢的制备及性质；

第十一章氮族元素（1学时）

了解常见的氮的氧化物；重点掌握亚硝酸、硝酸及其盐的性质和制备、磷的氧化物及磷的卤化物的性质；

第十一章   碳族和硼族元素（1学时）

了解二氧化硅、硅胶、三氟化硼等的性质；重点掌握碳酸盐的生成和热分解规律，单质硅的制备及反应；

第十二章   过渡元素（2学时）

了解过渡元素的常见化合物；重点掌握铜、锌、钛、铬、锰等副族元素和铁系元素的主要化学性质；

第十三章   配位化合物（2学时）

理解络合解离平衡；重点掌握配位化合物的组成、结构和命名；

实验要求

1、实验教学的目的和任务

通过无机化学实验中各种基本仪器的使用，使学生掌握科学实验的基本方法及技能，并培养学生具有认真观察实验现象，正确记录实验数据以及科学分析、解决实际问题的方法。加深对无机化学理论知识的理解。

2、实验项目名称和学时分配

3、实验项目基本要求

通过“溶液中的离子平衡”实验，加深学生对单、多相离子平衡及其移动规律的理解；学会缓冲溶液的配制并验证其性质，熟悉利用酸度计来测定溶液的pH值，掌握试剂的取用等基本操作。

通过“氧化还原反应”实验，明确氧化还原电对的本性、氧化态或还原态物质浓度的变化和介质的酸碱性对电极电势和氧化还原反应的影响；掌握离心分离、沉淀洗涤和用试纸检验气体等操作。

通过“无机化合物”实验，了解过渡元素氢氧化物的酸碱性递变规律及常见过渡元素化合物的氧化还原性。

4、实验课考核方式

实验课成绩考核为综合评定形式，具体分值比例如下：实验预习，10%；实验过程，40%；完成情况，20%；实验报告，30%。

五、课程考核和成绩评定方式

本课程采用闭卷考核和平时考核相结合的考核方式，闭卷考核占70％、平时考核占30％，其中出勤、作业、实验作为平时成绩。

六、教材及参考文献

1、教材：

宋天佑，简明无机化学，北京，高等教育出版社，2007年

2、主要参考教材和参考文献

张祖德，无机化学，合肥，中国科学技术大学出版社，2008年