《大学化学（上）》教学大纲课程名称：大学化学（上）课程类别（必修/选修）：必修课英文名称：CollegeChemistry(I)其中实验/实践学时：0总学时/周学时/学分：48/3/3先修课程：无后续课程支排：大学化学实验1、大学化学实验2、物理化学等授课时间：1-16周，星期二5-7节授课地点：松山湖校区智慧教室6A401授课对象：2024材料类3班开课学院：材料科学与工程学院任课教师姓名/职称：张晓凡/刷研究员答疑时间、地点与方式：线下：每周四下午（4B211办公室答疑）：线上：班级微信群和优学院平台答课程考核方式：开卷（）闭卷（）课程论文（）其它（）使用教材：龚孟濂、乔正平等编《大学化学》，科学出版社，2020.08。课程简介：《大学化学》是材料类专业必修的一门化学基础课程，在材料、化工、医药、食品和生物等学科领域都有重要用途。本课程的主要任务是使学生掌握化学的基本概念和方法，主要内容有：化学热力学和化学反应方向、化学平衡、化学动力学和反应速率方程、原子结构、分子结构、元素化学和定量分析的基础知识。通过本课程的学习可以为学生建立一种化学概念的基础，使他们能够形象化地从原子和分子的结构与周围宏观世界的联系的角度来更深刻地理解自然界。该课程的学习可为《大学化学实验1》、《大学化学实验2》和《物理化学》等相关后续专业课程的学习莫定理论基础，为学生后续从事材料、化工等材料类相关方向的科学研究、产品开发及产品质量与安全检测等相关工作提供一定帮助。课程教学目标及对毕业要求指标点的支撑：1
1 《 大学化学（上）》教学大纲 课程名称：大学化学（上） 课程类别（必修/选修）：必修 课程英文名称：College Chemistry （Ⅰ） 总学时/周学时/学分：48 / 3 / 3 其中实验/实践学时：0 先修课程： 无 后续课程支撑： 大学化学实验 1、大学化学实验 2、物理化学等 授课时间：1-16 周，星期二 5-7 节 授课地点：松山湖校区 智慧教室 6A 401 授课对象： 2024 材料类 3 班 开课学院： 材料科学与工程学院 任课教师姓名/职称：张晓凡/副研究员 答疑时间、地点与方式：线下：每周四下午（4B 211 办公室答疑）；线上：班级微信群和优学院平台答疑 课程考核方式：开卷（ ）闭卷（√）课程论文（ ）其它（ ） 使用教材： 龚孟濂、乔正平等编《大学化学》，科学出版社，2020.08。 课程简介： 《大学化学》是材料类专业必修的一门化学基础课程，在材料、化工、医药、食品和生物等学科领域都有重要用途。本课程的主要任务是使学生掌 握化学的基本概念和方法，主要内容有：化学热力学和化学反应方向、化学平衡、化学动力学和反应速率方程、原子结构、分子结构、元素化学和定量 分析的基础知识。通过本课程的学习可以为学生建立一种化学概念的基础，使他们能够形象化地从原子和分子的结构与周围宏观世界的联系的角度来更 深刻地理解自然界。该课程的学习可为《大学化学实验 1》、《大学化学实验 2》和《物理化学》等相关后续专业课程的学习奠定理论基础，为学生后 续从事材料、化工等材料类相关方向的科学研究、产品开发及产品质量与安全检测等相关工作提供一定帮助。 课程教学目标及对毕业要求指标点的支撑：
毕业要求课程教学目标支撑毕业要求指标点目标1了解化学的定义，化学与材料及生活的关系，掌握化学反1.1具备解决材料领域复杂工程问题所1工程知识：能够运用数学、自然科学、工程基础应热力学的基本原理、化学反应的方向和限度：落液离子平德，化学反应速率等：了解原子结构与周期性：分子结需的数学、自然科学、工程基础知识及和材料专业知识用于解决材料领域的复杂工程问题。构与晶体结构以及表面化学等，熟练掌握运用化学反应的应用能力。焰变以及摘变判断反应进行的方向和限度。掌握原电池的基本原理和能斯特方程。目标2了解元素周期表及分区，熟练掌握常见元素的单质和重要化合物的典型性质，某些重要单质、化合物的制备方法，2.1能够运用数学、自然科学和材料的2问题分析：能够应用数学、自然科学和材料的基了解元素酸碱性、氧化还原性在周期系中的变化规律：熟练掌握常用的定量分析方法，理解各种定量分析方法的基相关基本原理识别和判断材料领域复本原理和技术，识别、表达、并通过文献研究分析本原理，掌握定量分析相关计算。掌握定量分析的误差及杂工程问题的关键环节。材料领域复杂工程问题，以获得有效结论。其来源，能够运用有效数字计算法则进行数据计算，掌握测量数据的统计处理方法，并具备准确科学表达分析结果的能力。目标34.1能够基于科学原理并采用科学方4研究：能够基于科学原理并采用科学方法对材理解大学化学中的化学原理和分析方法，能运用所学化学料科学与工程领域复杂工程问题进行研究，包法对材料领域复杂工程向题进行研原理和科学方法合理的设计研究路线和方案，解决材料类究，比较和选择研究路线，设计实验括设计实验、分析与解释数据、并通过信息综领域的复杂工程问题。培养学生探究科学的学习态度和善方案。合得到合理有效的结论。于发现问题、分析问题和解决问题的能力。2
2 课程教学目标 支撑毕业要求指标点 毕业要求 目标 1 了解化学的定义，化学与材料及生活的关系，掌握化学反 应热力学的基本原理、化学反应的方向和限度；溶液离子 平衡，化学反应速率等；了解原子结构与周期性，分子结 构与晶体结构以及表面化学等，熟练掌握运用化学反应的 焓变以及熵变判断反应进行的方向和限度。掌握原电池的 基本原理和能斯特方程。 1.1 具备解决材料领域复杂工程问题所 需的数学、自然科学、工程基础知识及 应用能力。 1 工程知识：能够运用数学、自然科学、工程基础 和材料专业知识用于解决材料领域的复杂工程问 题。 目标 2 了解元素周期表及分区，熟练掌握常见元素的单质和重要 化合物的典型性质，某些重要单质、化合物的制备方法， 了解元素酸碱性、氧化还原性在周期系中的变化规律；熟 练掌握常用的定量分析方法，理解各种定量分析方法的基 本原理，掌握定量分析相关计算。掌握定量分析的误差及 其来源，能够运用有效数字计算法则进行数据计算，掌握 测量数据的统计处理方法，并具备准确科学表达分析结果 的能力。 2.1 能够运用数学、自然科学和材料的 相关基本原理识别和判断材料领域复 杂工程问题的关键环节。 2 问题分析：能够应用数学、自然科学和材料的基 本原理和技术，识别、表达、并通过文献研究分析 材料领域复杂工程问题，以获得有效结论。 目标 3 理解大学化学中的化学原理和分析方法，能运用所学化学 原理和科学方法合理的设计研究路线和方案，解决材料类 领域的复杂工程问题。培养学生探究科学的学习态度和善 于发现问题、分析问题和解决问题的能力。 4.1 能够基于科学原理并采用科学方 法对材料领域复杂工程问题进行研 究，比较和选择研究路线，设计实验 方案。 4 研究：能够基于科学原理并采用科学方法对材 料科学与工程领域复杂工程问题进行研究，包 括设计实验、分析与解释数据、并通过信息综 合得到合理有效的结论
理论教学进程表教学模式支撑课周次授课教师教学主题学时数教学内容（重点、难点、课程思政融入点）作业安排线下/混合教学方法程目标式1.课程思政作业赫斯定律，热力学第一定律，焙、炳和吉（要求学生每人布斯自由能的计算（重点）：标准焰变和至少阅读一篇化目标一绪论和化学热力吉布斯自由能的计算（难点）。线下张晓凡6课堂讲授1-2学与材料发展有课程恩政点：介绍化学史的演变过程，历学导论代伟人的巨大贡献，培养学生的爱国精关的文章）神。2.课后作业化学反应速率的表示，阿伦尼乌斯公式及3线下目标一张晓凡课后作业应用（重点）：化学反应速率的影响因素课堂讲授3化学反应速率(难点）。范特霍夫等温式，化学平衡的影响因素，酸碱平衡，沉淀溶解平衡（重点）：理解线下课后作业目标一张晓凡6课堂讲授4-5化学平衡反应条件对化学平衡的影响机制及其在工业生产和合成中的应用（难点）。四个量子数、原子核外电子排布、分子间线下张晓凡6课后作业目标一力（重点）：原子结构，化学键理论，杂课堂讲授6-7物质结构化轨道理论、分子间力（难点）3
3 理论教学进程表 周次 教学主题 授课教师 学时数 教学内容（重点、难点、课程思政融入点） 教学模式 线下/混合 式 教学方法 作业安排 支撑课 程目标 1-2 绪论和化学热力 学导论 张晓凡 6 赫斯定律，热力学第一定律，焓、熵和吉 布斯自由能的计算（重点）；标准焓变和 吉布斯自由能的计算（难点）。 课程思政点：介绍化学史的演变过程，历 代伟人的巨大贡献，培养学生的爱国精 神。 线下 课堂讲授 1. 课程思政作业 （要求学生每人 至少阅读一篇化 学与材料发展有 关的文章） 2. 课后作业 目标一 3 化学反应速率 张晓凡 3 化学反应速率的表示，阿伦尼乌斯公式及 应用（重点）；化学反应速率的影响因素 （难点）。 线下 课堂讲授 课后作业 目标一 4-5 化学平衡 张晓凡 6 范特霍夫等温式，化学平衡的影响因素， 酸碱平衡，沉淀溶解平衡（重点）；理解 反应条件对化学平衡的影响机制及其在 工业生产和合成中的应用（难点）。 线下 课堂讲授 课后作业 目标一 6-7 物质结构 张晓凡 6 四个量子数、原子核外电子排布、分子间 力（重点）；原子结构，化学键理论，杂 化轨道理论、分子间力（难点） 线下 课堂讲授 课后作业 目标一
能斯特方程，标准电极电势的应用，原电氧化还原反应与池，反应自发性的电动势判据（重点）：张晓凡线下课后作业目标一6课堂讲授8-9能斯特方程相关计算及应用，标准电极电电化学势的应用（难点）运用所学化学原理和科学方法解决材料类领域的复杂工程间愿，调研文献资料，以“化学与材料”或“化学与能源”为主目标三张晓凡线下13无10创新课堂翻转课堂题，进行PTT汇报。采用多元化评价（自我评价、互相评价和教师评价等），培养学生善于发现问题、分析和解决问题的能力。各主族元素（卤族、氧族、氮族、碳族等）的性质、特征及相关规律（重点）：元素化合物性质的递变规律，尤其是反常的元素及性质（难点）。张晓凡线下课堂讲授目标二16优学院作业元素无机化学11-12课程思政融入点：挖掘科学研究的前言热点，培养学生的科研和创新意识：讲述历史名人事迹引导学生要敢于担当，培养学生的责任感和爱国主义精神：结合日常生活案例引导分析，培养学生的高阶思维。X
4 8-9 氧化还原反应与 电化学 张晓凡 6 能斯特方程，标准电极电势的应用，原电 池，反应自发性的电动势判据（重点）； 能斯特方程相关计算及应用，标准电极电 势的应用（难点） 线下 课堂讲授 课后作业 目标一 10 创新课堂 张晓凡 3 运用所学化学原理和科学方法解决材料 类领域的复杂工程问题，调研文献资料， 以“化学与材料”或“化学与能源”为主 题，进行 PTT 汇报。采用多元化评价（自 我评价、互相评价和教师评价等），培养 学生善于发现问题、分析和解决问题的能 力。 线下 翻转课堂 无 目标三 11-12 元素无机化学 张晓凡 6 各主族元素（卤族、氧族、氮族、碳族等） 的性质、特征及相关规律（重点）；元素 化合物性质的递变规律，尤其是反常的元 素及性质（难点）。 课程思政融入点：挖掘科学研究的前言热 点，培养学生的科研和创新意识；讲述历 史名人事迹引导学生要敢于担当，培养学 生的责任感和爱国主义精神；结合日常生 活案例引导分析，培养学生的高阶思维。 线下 课堂讲授 优学院作业 目标二
误差及其来源、格鲁布斯法，有效数字及其运算规则（重点）：难点：分析误差的统计规律。定量分析数据的目标二张晓凡13线下课程思政融入点：以化学滴定反应实验误13课堂讲授优学院作业处理方法差为例，教育学生“失之毫厘差之千里”的深刻含义，培养学生实事求是、尊重客观实验结果的职业道德。沉淀的类型及形成，影响沉淀纯度因素，重量分析法/酸沉淀条件控制，酸碱指示剂，酸碱滴定的张晓凡2线下目标二14课堂讲授优学院作业碱滴定法结果计算（重点）：酸碱平衡理论，酸碱滴定方程及结果计算（难点）。配体类型，EDTA的结构和性质，酸效应，金属离子的副反应，条件稳定常数，副反张晓凡3线下目标二15课堂讲授配位滴定法应系数，金属离子指示剂，配位滴定的应优学院作业用（重点）：配位滴定方程，副反应（难点）。能斯特方程，表观电极电势，氧化还原指张晓凡示剂，常用氧化还原滴定方法，滴定结果13线下目标二16氧化还原滴定法课堂讲授优学院作业相关计算（重点）：碘量法、氧化还原滴定方程，氧化还原滴定相关计算（难点）。合计48n
5 13 定量分析数据的 处理方法 张晓凡 3 误差及其来源、格鲁布斯法，有效数字及 其运算规则（重点）；难点：分析误差的 统计规律。 课程思政融入点：以化学滴定反应实验误 差为例，教育学生“失之毫厘差之千里” 的深刻含义，培养学生实事求是、尊重客 观实验结果的职业道德。 线下 课堂讲授 优学院作业 目标二 14 重量分析法/酸 碱滴定法 张晓凡 3 沉淀的类型及形成，影响沉淀纯度因素， 沉淀条件控制，酸碱指示剂，酸碱滴定的 结果计算（重点）；酸碱平衡理论，酸碱 滴定方程及结果计算（难点）。 线下 课堂讲授 优学院作业 目标二 15 配位滴定法 张晓凡 3 配体类型，EDTA 的结构和性质，酸效应， 金属离子的副反应，条件稳定常数，副反 应系数，金属离子指示剂，配位滴定的应 用（重点）；配位滴定方程，副反应（难 点）。 线下 课堂讲授 优学院作业 目标二 16 氧化还原滴定法 张晓凡 3 能斯特方程，表观电极电势，氧化还原指 示剂，常用氧化还原滴定方法，滴定结果 相关计算（重点）；碘量法、氧化还原滴 定方程，氧化还原滴定相关计算（难点）。 线下 课堂讲授 优学院作业 目标二 合计 48