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大學化學

(天津大學建設的慕課)

鎖定
大學化學是天津大學建設的慕課、國家精品在線開放課程、國家級一流本科課程,於2018年秋冬在智慧樹網首次開課 。該課程授課教師為邱海霞、楊秋華、曲建強、李珅。據2021年12月智慧樹網顯示,該課程已開課8學期,累計選課8534人、累計學校44所、累計互動3.64萬次。 [1]  [4] 
該課程共10章,主要介紹了理想氣體狀態方程式,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,溶液的一些性質決定於溶質,而溶液的另一些性質則與溶質的種類無關,氧化還原反應與國民經濟、國防建設、科學研究以及人們的日常生活緊密相關,應用廣泛等內容 [2] 
中文名
大學化學
授課教師
邱海霞、楊秋華、曲建強、李珅
首開時間
2018年秋冬
授課平台
智慧樹網
類 別
慕課、國家精品在線開放課程、國家級一流本科課程
建設院校
煙台大學

大學化學課程性質

大學化學課程定位

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着重要的推動作用,是培養大學生的科學素養的重要學科之一。 [3] 

大學化學適應專業

該課程適合材料、能源與動力、物理等專業學習。 [3] 

大學化學課程簡介

該課程共十章,講述了理想氣體狀態方程式、物質的第四態等離子體的定義、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。 [2] 

大學化學課程大綱

第一章氣體與等離子體
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等離子體的定義、典型特徵及等離子體的產生方法
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系統狀態與狀態函數
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、温度曲
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温度
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化學反應等温方程式
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温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依數性理論的侷限
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電極電勢的應用
5.3.1電極電勢的應用—判斷原電池的正負極
5.3.2電極電勢的應用—比較氧化劑和還原劑的相對強弱
5.3.3電極電勢的應用—判斷氧化還原反應進行的方向
5.3.4電極電勢的應用—判斷氧化還原反應進行的程度
5.3.5元素電勢圖及其應用
5.3.6元素電勢圖的應用
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波函數的圖形描述
6.2.5電子雲的角度分佈圖
6.2.6電子雲的徑向分佈圖
6.3多電子原子結構和元素週期表
6.3.1多電子原子軌道能級
6.3.2屏蔽效應和鑽穿效應
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週期表
6.3.5原子半徑的週期性
6.3.6電離能和電子親和能的週期性變化
6.3.7電負性的週期性
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分子軌道理論的應用
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配合物的應用
8.5.1配合物在分析化學、冶金工業、醫療等方面的應用
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週期系中的分佈
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液晶的分類與應用、光子晶體材料簡介
第十章生命化學基礎
10.1氨基酸與蛋白質
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
(注:課程大綱排版從左到右列。 [2] 

大學化學開課信息

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
(注:表格內容參考資料 [1]  [4] 

大學化學課程特色

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、增加應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啓發、討論啓發、實驗啓發觸及學生的思維熱點。
3.應用化學部分如: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應用能力。 [3] 

大學化學教學目標

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應用,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。 [3] 

大學化學考核標準

平時成績50分
平時成績=學習進度分(15.0分)+學習行為分(35.0分)。
章測試成績10分
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
期末考試成績40分
期末考試得分=期末考試實際得分/期末考試總分*權值。
採用線上期末考試形式作為期末考試成績。
試卷:教程考試。 [5] 

大學化學所獲榮譽

2019年,該課程被中華人民共和國教育部認定為“國家精品在線開放課程”。 [6] 

大學化學教師簡介

邱海霞,女,2004年獲天津大學應用化學專業博士學位,天津大學理學院化學系副教授,碩士生導師,大學化學課程負責人。 [7] 
楊秋華,女,2003年在天津大學工業催化專業獲得讀博士學位。天津大學理學院化學系教授,碩士生導師。 [8] 
曲建強,男,天津大學理學院化學系副教授、碩士生導師。蘭州大學無機化學專業博士研究生畢業,獲理學博士學位。 [9] 
李珅,男,天津大學理學院副教授。2004年獲得南開大學理學學士學位,2009年獲得南開大學理學博士學位,2011年起任職於天津大學理學院。 [10] 
參考資料