无机及分析化学

1 / 18

《无机及分析化学》课程（09104）教学大纲

一、课程基本信息

课程中文名称:无机及分析化学

课程代码：09104

学分与学时：80学时,4学分

课程性质：必修

授课对象：生物工程

二、课程教学目标与任务

本课程是是生物工程类专业本科生的必修基础课程，课程融合了无机化学及分析化学的相关内容，主要介绍化学学科中的基础知识。通过本课程的学习，使学生掌握无机化学中的一些基本原理和分析化学中的一些基本方法，初步培养学生分析问题和季节问题的能力。为学习后续课程及从事专业实践打下必要的基础。

三、学时安排

课程内容与学时分配表

章 节 课程内容 学时

第一章 气体和溶液 2

第二章 化学热力学初步 4

第三章 化学平衡和化学反应速率 6

第四章 解离平衡 4

第五章 氧化还原反应 4+（1）

第六章 原子结构 4

第七章 分子结构 4

第八章 配位化合物 2

第九章 s区元素 主族元素选讲 2 第十章 p区元素

第十一章 ds区元素 副族元素选讲 2+（1） 第十二章 d区元素和f区元素

第十三章 生命元素及其在生物体内的作用*

第十四章 环境污染和环境化学*

第十五章 核反应和放射性同位素的应用*

第十六章 分析化学概述 1

第十七章 定量分析的误差和分析结果的数据处理 5

第十九章 滴定分析法 12

第十八章 重量分析法 3

第二十章 比色法和分光光度法 3

注：文中带“*”部分为选学内容，不占课堂教学时数；（）中为习题课。

四、课程教学内容与基本要求

使学生理解近代物质结构理论，化学热力学，化学平衡理论，氧化还原和电

化学的基本原理以及元素化学的基础知识，以及物质组成的化学分析法及有关理论。要求学生掌握水溶液中化学平衡及其在分析化学中的应用，掌握重要的化学分析法（滴定分析法，重量分析法）。

第一章 气体和溶液

基本要求：

1. 掌握理想气体状态方程式、道尔顿分压定律及其应用。

2. 掌握稀溶液的依数性及其应用。

3. 熟悉胶体的结构、性质、稳定性及聚沉作用。

4. 了解大分子溶液与凝胶。

本章重点：道尔顿分压定律、理想气体状态方程、稀溶液的依数性和溶胶的性质。

本章难点：稀溶液的依数性。

主要内容：

第一节 气体

一、理想气体状态方程式

二、道尔顿分压定律

第二节 溶液

一、分散系

二、稀溶液的通性

第三节 胶体溶液

一、溶胶的制备

二、溶胶的性质

三、胶团结构和电动电势

四、溶胶的稳定性与聚沉

五、大分子溶液及凝胶

第二章 化学热力学初步

基本要求：

1．了解热力学能、焓、熵和吉布斯自由能等状态函数的概念。

2．理解热力学第一定律、第二定律和第三定律的基本内容。

3．掌握化学反应的标准摩尔焓变、标准摩尔熵变和标准摩尔吉布斯自由能变的各种计算方法。

4．会用△rG来判断化学反应的方向，并了解温度对△rG的影响。

本章重点：状态函数和熵的含义；应用ΔrG判断化学反应的方向。

本章难点：热力学第二定律和应用ΔrG判断化学反应的方向。

主要内容：

第一节 热力学一些常用的术语

第二节 热力学第一定律

一、热和功

二、热力学能

三、热力学第一定律

四、可逆过程与最大功

第三节 热化学

一、等容反应热、等压反应热和焓的概念

二、热化学方程式

三、盖斯定律

四、生成焓

五、水合离子的标准生成焓

六、键能与反应焓变关系

第四节 热力学第二定律

一、化学反应的自发性

二、熵

三、热力学第二定律

四、标准摩尔熵

第五节 吉布斯自由能及其应用

一、吉布斯自由能

二、标准生成吉布斯自由能

三、△rG与温度的关系

四、范托夫等温方程

第六节 习题课

第三章 化学平衡和化学反应速率

基本要求：

1．掌握标准平衡常数与标准吉布斯自由能变的关系。

2．掌握不同反应类型的标准平衡常数表达式和有关化学平衡的计算。

3．掌握化学平衡移动的定性判断以及移动程度的定量计算。

4．了解化学反应速率的概念及其实验测定方法。

5．掌握质量作用定律和反应的速率方程式。

6．掌握阿累尼乌斯经验式，并能用活化分子、活化能等概念解释各种外界因素对反应速率的影响。

本章重点：

质量作用定律和速率方程式；阿累尼乌斯经验式及有关计算；化学平衡的表达式及有关计算

本章难点：有关化学平衡的计算。

主要内容：

第一节 化学平衡

一、化学平衡的特征

二、标准平衡常数及有关计算

三、多重平衡规则

第二节 化学平衡的移动

一、化学平衡移动方向的判断

二、化学平衡移动程度的计算

第三节 化学反应速率及其表示法

第四节 浓度对反应速率的影响

一、基元反应与非基元反应

二、质量作用定律

三、非基元反应速率方程式的确定

*四、反应机理

第五节 温度对反应速率的影响

第六节 反应速率理论简介

一、碰撞理论

二、过渡态理论

第七节 催化剂对反应速率的影响

第四章 解离平衡

基本要求：

1．了解近代酸碱理论和活度、离子强度等的基本概念。

2．掌握弱电解质解离平衡的计算。

3．理解缓冲作用原理以及缓冲溶液的组成和性质，掌握缓冲溶液pH值计算，能配置给定pH值的缓冲溶液。

4．理解难溶电解质沉淀溶解平衡的特点，会运用溶度积规则判断沉淀溶解平衡的移动以及有关计算。

本章重点:

缓冲溶液的原理和计算；沉淀溶解平衡的有关计算。

本章难点:

缓冲溶液的计算和沉淀溶解平衡的计算。

主要内容:

第一节 酸碱理论

一、酸碱质子理论

二、酸碱电子理论

三、*软硬酸碱规则

第二节 弱酸、弱碱的解离平衡

一、一元弱酸、弱碱的解离平衡

二、多元弱酸、弱碱的解离平衡

三、两性物质的解离平衡

四、同离子效应和盐效应

第三节 强电解质溶液 *

一、离子氛概念

二、活度和活度系数

第四节 缓冲溶液

二、缓冲作用原理和计算公式

三、缓冲容量和缓冲范围

第五节 沉淀溶解平衡

一、溶度积和溶度积规则

二、沉淀的生成和溶解

三、分步沉淀和沉淀的转化

第六节 习题课

第五章 氧化还原反应

基本要求：

1．掌握氧化还原反应的基本概念，能配平氧化还原反应式。

2．理解电极电势的概念，能用能斯特公式进行有关计算。

3．掌握电极电势在有关方面的应用。

4．了解原电池电动势与吉布斯自由能变的关系。

5．掌握元素电势图及其应用。

本章重点:

用标准电极电势比较氧化剂、还原剂强弱，判断反应方向和计算反应程度；基于能斯特公式的计算；元素电势图及其应用。

本章难点:

元素电势图及其应用和用能斯特公式进行计算。

主要内容:

第一节 氧化还原反应的基本概念

一、氧化和还原

二、氧化数

第二节 氧化还原方程式配平

一、* 氧化数法

二、离子电子法

第三节 电极电势

一、原电池

二、电极电势

三、能斯特方程式

四、原电池的电动势与△rG的关系

第四节 电极电势的应用

一、计算原电池的电动势

二、判断氧化还原反应进行的方向

三、选择氧化剂和还原剂

四、判断氧化还原反应进行的次序

五、测定某些化学常数

第五节 元素电势图及其应用

第六章 原子结构

基本要求：

1. 了解核外电子运动的特殊性—波粒二象性。

2. 能理解波函数角度分布图，电子云角度分布图和电子云径向分布图。

3. 掌握四个量子数的量子化条件及物理意义，掌握电子层、电子亚层、能级、轨道等含义。

4. 能用不相容原理、能量最低原理、洪特规则写出一般元素的原子核外电子排布式和价电子构型。

5. 理解原子结构和元素周期表的关系，元素若干性质与原子结构的关系。

本章重点

四个量子数的量子化条件及其物理意义和电子层、电子亚层、能级、轨道等的含义，写出一般元素的原子核外电子排布式和价电子构型。

本章难点:

原子核外电子排布的三个原则及书写一般元素的价电子构型。

主要内容:

第一节 微观粒子的波粒二象性

一、氢光谱和玻尔理论

二、微观粒子的波粒二象性

第二节 氢原子核外电子的运动状态

一、波函数和薛定谔方程

二、波函数和电子云图形

三、四个量子数

第三节 多电子原子核外电子的运动状态

一、屏蔽效应和钻穿效应

二、原子核外电子排布

第四节 原子结构和元素周期律

一、核外电子排布和周期表的关系

二、原子结构与元素基本性质

第七章 分子结构

基本要求：

1. 掌握离子键理论要点，理解决定离子化合物性质的因素及离子化合物的特征。

2. 掌握电子配对法及共价键的特征。

3. 能用轨道杂化理论来解释一般分子的构型。

4. 了解离子极化、分子间力的概念及其对物质性质的影响，掌握氢键的形成和特征及其对性质的影响。

本章重点:

离子键理论，现代共价键理论，分子轨道理论的基本要点，用轨道杂化理论解释一般分子的构型。

本章难点:

轨道杂化理论及其应用。

主要内容:

第一节 离子键

一、离子键理论的基本要点

二、决定离子化合物性质的因素—离子的特征

三、晶格能

第二节 共价键

一、价键理论

二、共价键的特征

第三节 轨道杂化理论

一、轨道杂化理论的基本要点

二、杂化轨道的类型

第四节 价层电子对互斥理论*

第五节 分子轨道理论简介*

一、理论要点

二、能级图

第六节 金属键*

一、金属晶格

二、金属键

第七节 分子的极性和分子间力

一、分子的极性

二、分子间力

第八节 离子极化*