大學化學(天津大學建設的慕課)

課程性質

課程定位

大學化學課程作為非化學化工類專業的公共基礎課，是材料、能源與動力、物理等專業後續課程的重要基礎，通過課程學習，可以培養學生用化學的理論和方法分析所學專業中相關問題的能力，提高學生在實踐中用化學的思維認識處理問題的能力，對於培養高素質的複合型人才具有重要意義。化學是六大自然科學的基礎學科之一，作為一門能夠創造新物質的中心學科, 化學在人類進步的歷程中起著重要的推動作用，是培養大學生的科學素養的重要學科之一。

適應專業

該課程適合材料、能源與動力、物理等專業學習。

課程簡介

該課程共十章，講述了理想氣體狀態方程式、物質的第四態電漿的定義、化學反應過程中的能量關係以及化學反應的方向和限度問題、傳統定義的反應速率和反應進度定義的反應速率的表示方法、過渡元素的結構特徵、理化性質的通性、生命化學的基礎知識等內容。

課程大綱

第一章氣體與電漿

1.1氣體

1.1.1理想氣體狀態方程與分壓定律

1.1.2實際氣體

1.2等離子氣體

1.2.1電漿的定義、典型特徵及電漿的產生方法

第二章化學反應的熱效應、方向及限度

2.1熱力學基本概念

2.1.1系統與環境

2.1.2聚集狀態與相

2.1.3系統狀態與狀態函式

2.1.4過程與途徑

2.1.5熱和功

2.1.6熱力學能

2.2反應熱

2.2.1反應熱

2.2.2熱力學標準態

2.2.3熱化學方程式

2.2.4Hess定律

2.2.5物質的標準摩爾生成焓

2.2.6利用物質的標準摩爾生成焓計算反應熱

2.2.7標準摩爾燃燒焓、用標準摩爾燃燒焓計算反應熱

2.3化學反應的方向

2.3.1化學反應的自發過程

2.3.2影響化學反應方向的因素-焓變曲

2.3.3影響化學反應方向的因素-熵變、溫度曲

2.3.4化學反應的吉布斯自由能變--化學反應方向的判據

2.3.5化學反應的標準摩爾吉布斯自由能變的計算

2.3.6利用反應的ΔrHm㊀和ΔrSm㊀估算反應自發進行的溫度

2.4化學反應的限度--化學平衡

2.4.1化學反應的限度--化學平衡

2.4.2實驗平衡常數

2.4.3標準平衡常數

2.4.4化學反應等溫方程式

2.4.5非標準態條件下化學反應方向的判斷

2.4.6化學平衡的移動

第三章化學反應速率

3.1化學反應速率及其表示方法

3.2影響化學反應速率的因素

3.2.1濃度與反應速率（一）

3.2.2濃度與反應速率（二）

3.2.3溫度對反應速率的影響

3.2.4反應的活化能

3.2.5催化劑與反應速率

第四章溶液與離子平衡

4.1分散系統和溶液

4.2稀溶液的依數性

4.2.1稀溶液的蒸氣壓下降

4.2.2稀溶液的沸點升高和凝固點降低

4.2.3稀溶液的滲透壓

4.2.4依數性理論的局限

4.3單相離子平衡

4.3.1弱電解質的解離平衡

4.3.2共同離子效應

4.3.3緩衝溶液

4.4多相離子平衡

4.4.1溶度積和溶解度

4.4.2溶度積規則

4.4.3多相離子平衡的移動

4.5表面活性劑

第五章氧化還原反應和電化學

5.1氧化還原反應

5.1.1氧化數

5.1.2離子-電子法配平氧化還原方程式

5.2原電池和電極電勢

5.2.1原電池裝置

5.2.2原電池符號

5.2.3平衡電極電勢

5.2.4標準電極電勢

5.2.5參比電極

5.2.6Nernst方程

5.2.7濃度對電極電勢的影響

5.2.8沉澱和弱電解質的生成對電極電勢的影響

5.3電極電勢的套用

5.3.1電極電勢的套用—判斷原電池的正負極

5.3.2電極電勢的套用—比較氧化劑和還原劑的相對強弱

5.3.3電極電勢的套用—判斷氧化還原反應進行的方向

5.3.4電極電勢的套用—判斷氧化還原反應進行的程度

5.3.5元素電勢圖及其套用

5.3.6元素電勢圖的套用

5.4電解

5.4.1分解電壓

5.4.2電極極化和超電勢

5.4.3電極上放電反應的一般規律

第六章結構化學基礎

6.1物質結構理論的發展

6.1.1早期的原子結構模型

6.1.2玻爾的氫原子理論

6.2原子的量子力學模型

6.2.1微觀粒子的運動特徵

6.2.2主量子數和角量子數

6.2.3磁量子數和自旋量子數

6.2.4波函式的圖形描述

6.2.5電子云的角度分布圖

6.2.6電子云的徑向分布圖

6.3多電子原子結構和元素周期表

6.3.1多電子原子軌道能級

6.3.2禁止效應和鑽穿效應

6.3.3核外電子排布規則

6.3.4原子的電子層結構和元素周期表

6.3.5原子半徑的周期性

6.3.6電離能和電子親和能的周期性變化

6.3.7電負性的周期性

6.4化學鍵和分子間作用力

6.4.1化學鍵的電子理論

6.4.2現代價健理論

6.4.3共價鍵的類型

6.4.4雜化軌道理論

6.4.5sp和sp2雜化

6.4.6sp3雜化

6.4.7不等性sp3雜化

6.4.8分子軌道理論的要點

6.4.9分子軌道的能級

6.4.10分子軌道理論的套用

6.4.11分子的極性

6.4.12分子間作用力

6.4.13氫鍵

6.5晶體結構

6.5.1晶體的基本特徵

6.5.2金屬晶體

6.5.3離子晶體

6.5.4原子晶體和分子晶體

6.5.5晶體缺陷

第七章過渡金屬元素

7.1過渡元素的通性

7.1.1物理、化學性質通性

7.2ⅣB~VIB族金屬元素及其化合物

7.2.1鉻族元素的概述

7.2.2鉻的重要化合物（一）

7.2.3鉻的重要化合物（二）

7.3ⅦB,ⅧB族金屬元素及其化合物

7.3.1錳族元素的概述及其重要化合物

第八章配位化合物

8.1配合物的基本概念

8.1.1配合物的組成和基本概念

8.1.2配位數的影響因素與命名

8.2配離子的價鍵理論

8.2.1配合物的價鍵理論與配離子的空間構型（1）

8.2.2配合物的價鍵理論與配離子的空間構型（1）

8.3配離子的解離平衡

8.3.1配離子的解離平衡及其移動

8.4幾種類型的配合物

8.4.1幾種常見的不同類型的配合物

8.5配合物的套用

8.5.1配合物在分析化學、冶金工業、醫療等方面的套用

第九章材料化學基礎

9.1引言

9.1.1材料的分類及常用工程材料在周期系中的分布

9.2新型金屬材料

9.2.1形狀記憶合金與貯氫合金

9.3功能無機非金屬材料

9.3.1精細陶瓷與納米陶瓷

9.4有機高分子材料

9.4.1概念、分類、合成與性能

9.5複合材料

9.5.1纖維增強材料

9.6液晶材料

9.6.1液晶的分類與套用、光子晶體材料簡介

第十章生命化學基礎

10.1胺基酸與蛋白質

10.2酶與生物催化

10.3核酸

10.4糖類

10.5脂類

10.6微量元素與人體健康

10.7食品安全

（註：課程大綱排版從左到右列。）

開課信息

開課次數	開課時間	授課教師	學時安排	參與人數
第1學期開課	2018秋冬	邱海霞、楊秋華、曲建強、李珅	42小時	1099人
第2學期開課	2019春夏			1130人
第3學期開課	2019秋冬			1111人
第4學期開課	2020春夏			1390人
第5學期開課	2020秋冬			602人
第6學期開課	2021春夏			631人
第7學期開課	2021秋冬			2661人
第8學期開課	2022春夏			待定

（註：表格內容參考資料）

課程特色

1.該課程基礎理論部分知識點以視頻授課為主，通過多樣化呈現視頻，如在視頻中嵌入演示實驗、增加套用型實例和前沿性知識等方式。

2.吸引學生注意力，調動學生的學習主動性，在見面課中通過問題啟發、討論啟發、實驗啟發觸及學生的思維熱點。

3.套用化學部分如：化學與材料、化學與生命等，在見面課中採用專題討論教學，培養學生的化學素養以及分析解決問題的綜合套用能力。

教學目標

1.使學生了解化學學科的基本理論和框架。

2.使學生了解化學在工程技術上的套用，激發學生用化學的理論和方法分析相關學科中涉及的化學問題。

3.完善學生的知識能力結構，培養學生用化學的觀點認識公眾關注的環境、能源、材料、生命科學等社會熱點問題的能力。

單項類目名稱	卷面分	單項滿分
第一章單元測試	100	1.0
第二章單元測試	100	1.0
第三章單元測試	100	1.0
第四章單元測試	100	1.0
第五章單元測試	100	1.0
第六章單元測試	100	1.0
第七章單元測試	100	1.0
第八章單元測試	100	1.0
第九章單元測試	100	1.0
第十章單元測試	100	1.0

大學化學(天津大學建設的慕課)

基本介紹

課程性質

課程定位

適應專業

課程簡介

課程大綱

開課信息

課程特色

教學目標

考核標準

所獲榮譽

教師簡介

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