И. М. Губкина «утверждаю» Первый проректор профессор В. Н. Кошелев 2011 г. Рабочая программа
| Вид материала | Рабочая программа |
- И. М. Губкина Утверждаю: Первый проректор по учебной работе, профессор В. Н. Кошелев, 757.5kb.
- И. М. Губкина Утверждаю: Первый проректор по учебной работе, профессор В. Н. Кошелев, 214.46kb.
- И. М. Губкина Утверждаю: Первый проректор по учебной работе, профессор В. Н. Кошелев, 234.32kb.
- И. М. Губкина Утверждаю: Первый проректор по учебной работе, профессор В. Н. Кошелев, 141.31kb.
- И. М. Губкина Утверждаю: Первый проректор по учебной работе, профессор В. Н. Кошелев, 249.42kb.
- И. М. Губкина утверждаю: Первый проректор по стратегическому развитию ниу ргу нефти, 516.73kb.
- И. М. Губкина утверждаю: Первый проректор по стратегическому развитию ниу ргу нефти, 529.14kb.
- Николая Григорьевича Столетовых» (ВлГУ) Колледж инновационных технологий и предпринимательства, 271.43kb.
- Николая Григорьевича Столетовых» Кафедра химии утверждаю первый проректор В. Г. Прокошев, 219.64kb.
- И. М. Губкина «утверждаю» Проректор по учебной работе В. Г. Мартынов 2002 г. Рабочая, 102.03kb.
Первоначальные понятия химии
Материя и движение. Понятие о веществе и поле как конкретных формах существования материи. Химическая форма движения материи.
Определения: атом, молекула, химический элемент. Химический знак элемента. Простые и сложные вещества. Химическая формула вещества. Явления физические и химические. Чистые вещества и смеси веществ. Чистота вещества. Методы разделения и очистки веществ. Признаки химических реакций.
Атомные и молекулярные массы. Атомная единица массы. Единица измерения количества вещества – моль. Молярная масса вещества. Постоянная Авогадро. Вычисление значений относительных молекулярных масс, значений абсолютных атомных и молекулярных масс, молярных масс. Связь между массой вещества и его количеством. Молярный объем вещества. Связь между объемом вещества и его количеством.
Аллотропия. Аллотропные модификации простых веществ. Причины аллотропии. Качественный и количественный состав вещества.
Законы стехиометрии
Стехиометрия. Закон сохранения массы вещества. Закон постоянства состава. Закон простых объемных отношений. Закон Авогадро. Относительная плотность газов. Закон эквивалентов.
Классификация неорганических соединений
Классификация веществ. Классификация неорганических соединений. Оксиды. Солеобразующие и безразличные оксиды. Основные, кислотные и амфотерные оксиды. Номенклатура и графическое изображение молекул оксидов. Химические свойства оксидов. Физические свойства оксидов. Способы получения и области применения оксидов.
Основания. Классификация оснований. Кислотность оснований. Щелочи. Графическое изображение молекул оснований. Номенклатура оснований. Амфотерные гидроксиды. Физические и химические свойства оснований. Способы получения и области применения оснований.
Кислоты. Классификация кислот. Основность кислот. Кислородсодержащие и бескислородные кислоты. Номенклатура и графическое изображение молекул кислот. Физические и химические свойства кислот. Способы получения кислот.
Соли. Средние, кислые, основные и двойные соли. Номенклатура солей. Графическое изображение молекул солей. Химические свойства солей. Способы получения и области применения солей.
Генетическая связь между классами неорганических соединений.
4.1.2. Основы строения вещества.
Электронное строение атома и систематика химических элементов.
Ядерная модель атома. Представление о строении ядра. Протоны, нейтроны, электроны. Атомные спектры. Представление о современной квантово-механической модели атома. Энергетическое состояние электрона в атоме. Понятие о квантовых числах. Принцип наименьшей энергии. Правила Клечковского. Принцип Паули. Правило Гунда. Электронная структура атомов. Особенности электронного строения атомов в главных и побочных подгруппах, s-, р-, d- и f-электронные семейства. Понятий об атомных и ионных радиусах. Изменение радиусов атомов по периодической системе. Основное и возбужденное состояние атома. Валентность.
Энергия ионизации и энергия сродства к электрону. Металлические и неметаллические свойства элементов. Электроотрицательность.
Периодический закон и периодическая система элементов Д.И.Менделеева. Реакционная способность веществ: химия и периодическая система элементов.
Химическая связь и межмолекулярные силы взаимодействия.
Основные типы химической связи. Ковалентная неполярная, ковалентная полярная и ионная химические связи. Механизмы образования ковалентной связи: обычный и донорно-акцепторный. Свойства ковалентной связи: направленность, насыщенность. σ - и π-связи. Представление о гибридизации электронных орбиталей центрального атома молекулы. Определение полярности и геометрической формы молекул по теории максимального отталкивания электронных орбиталей центрального атома.
Комплексные соединения. Теория строения комплексных соединений Вернера. Комплексообразователи, лиганды, внутренняя и внешняя сфера комплексов, заряд и координационное число комплексов. Типы комплексных соединений.
Основные виды межмолекулярного взаимодействия: силы Ван-дер-Ваальса (ориентационное, индукционное и дисперсионное взаимодействие), водородная связь, донорно-акцепторное взаимодействие, Комплементарность. Влияние межмолекулярного взаимодействия на химические и физические свойства веществ.
Строение твердых тел.
Кристаллическое состояние вещества. Типы кристаллических решеток и их влияние на физические свойства твердых веществ. Особенности кристаллического строения металлов и их физические и механические свойства.
4.1.3. Основные закономерности протекания химических реакций
Классификация химических реакций.
Реакции соединения, разложения, замещения и обмена. Реакции простые и сложные, гомогенные и гетерогенные, обратимые и необратимые, колебательные реакции, цепные реакции.
Элементы химической термодинамики.
Предмет химической термодинамики. Термодинамическая система. Открытые. Закрытые и изолированные системы. Понятия «функция состояния» и «параметры состояния». Внутренняя энергия и энтальпия. Энергетические эффекты химических реакций. Термохимические уравнения. Закон Гесса. Энтропия и ее изменение в химических реакциях. Энергия Гиббса и ее изменение при химических процессах. Условия самопроизвольного протекания химических процессов.
Химическая кинетика.
Предмет химической кинетики. Скорость гомогенных и гетерогенных химических реакций и методы ее регулирования. Закон действующих масс. Кинетические уравнения химических реакций. Зависимость скорости химических реакций от температуры. Энергия активации. Цепные реакции. Физические методы ускорения химических реакций. Понятие о катализе. Катализаторы и ингибиторы. Каталитические системы. Лимитирующая стадия химического процесса.
Химическое равновесие.
Понятие о химическом равновесии. Константа химического равновесия и ее связь с термодинамическими функциями. Влияние различных факторов на смещение химического равновесия. Принцип Ле-Шателье.
4.1.4. Дисперсные системы. Основы коллоидной химии. Основы теории растворов
Микрогетерогенные системы и коллоидные растворы.
Дисперсионная среда и дисперсная фаза дисперсных систем. Классификация дисперсных систем. Суспензии, эмульсии, аэрозоли. Лиофильные и лиофобные коллоиды. Строение мицеллы. Кинетическая и агрегативная устойчивость коллоидных систем. Коагуляция коллоидов. Стабилизация и разрушение дисперсных систем.
Понятие о поверхностном натяжении и поверхностно активных веществах (ПАВ).
Истинные растворы. Электролитическая диссоциация. Реакции ионного обмена.
Растворы. Способы выражения количественного состава растворов. Растворимость. Коэффициент растворимости. Насыщенные, ненасыщенные и пересыщенные растворы. Изменение энтальпии и энтропии при растворении. Общие свойства истинных растворов. Осмос. Диаграмма состояния воды. Закон Вант-Гоффа. Законы Рауля.
Электролиты. Диссоциация солей, кислот и оснований. Основные положения теории кислот и оснований Аррениуса, Льюиса, Бренстеда-Лоури. Сильные и слабые электролиты. Степень и константа диссоциации электролитов. Закон разбавления Освальда. Ступенчатая диссоциация. Влияние общего иона и противоиона на равновесие в растворе слабого электролита. Особенности диссоциации в растворах сильных электролитов. Особенности растворов электролитов. Изотонический коэффициент. Диссоциация комплексных соединений. Ионно-обменные реакции в растворах электролитов. Условия практической необратимости реакций ионного обмена.
Электролитическая диссоциация воды. Константа диссоциация воды. Ионное произведение воды. Водородный показатель среды. Понятие об активности ионов. Понятие об индикаторах.
Гидролиз.
Гидролиз. Гидролиз солей. Количественные характеристики процесса гидролиза. Степень гидролиза и константа гидролиза. Смещение равновесия процесса гидролиза. Необратимый гидролиз.
Произведение растворимости. Условия образования и растворения осадков.
Растворимость. Насыщенный, пересыщенный, ненасыщенный растворы. Малорастворимые электролиты. Равновесие в системе осадок – раствор. Произведение растворимости. Условия образования и растворения осадков.
Жесткость природных вод. Образование осадков и элементы качественного анализа.
4.1.5. Окислительно-восстановительные процессы. Основы электрохимии
Окислительно-восстановительные процессы.
Окислительно-восстановительные реакции. Степень окисления элементов. Процессы окисления и восстановления. Типичные окислители и восстановители. Типы окислительно-восстановительных реакций. Составление уравнений окислительно-восстановительных реакций. Влияние среды на глубину протекания окислительно-восстановительного процесса.
Электродные потенциалы и ЭДС гальванических элементов.
Понятие об электрохимических процессах. Электродные потенциалы. Гальванические элементы. ЭДС и ее измерение. Стандартный водородный электрод. Стандартный электродный потенциал. Ряд стандартных электродных потенциалов. Уравнение Нернста. Типы обратимых электродов. Потенциалы металлических, газовых и окислительно-восстановительных электродов. Металлические электроды I и II рода. Электроды сравнения. Понятие о ион – селективных электродах. Окислительно-восстановительные потенциалы. Оценка вероятности протекания окислительно-восстановительных процессов. Химические и концентрационные гальванические элементы. Понятие о поляризации электродов. Понятие об электрохимических методах анализа.
Окислительно-восстановительные свойства металлов, неметаллов и их соединений.
Поведение металлов в воде и в растворах электролитов. Взаимодействие металлов с растворами солей, кислот и щелочей. Окислительно-восстановительные свойства соединений металлов. Окислительно-восстановительные свойства неметаллов и их соединений.
Электролиз.
Электролиз с растворимыми и нерастворимыми электродами. Катодные и анодные процессы при электролизе. Порядок разряда ионов на электродах при электролизе. Электролиз расплавов и водных растворов электролитов. Законы Фарадея. Практическое применение электролиза в промышленности.
Понятие о коррозии и защите металлов.
Основные виды коррозии. Химическая коррозия. Электрохимическая коррозия. Электродные процессы при электрохимической коррозии металлов. Причины электрохимической неоднородности поверхности металлов. Методы защиты от коррозии: легирование, металлические и неметаллические защитные покрытия, электрохимическая защита. Обработка коррозионной среды. Ингибиторы коррозии.
4.1.6. Органическая химия. Понятие о полимерах.
Предмет органической химии. Классификация органических соединений. Углеводороды: алканы, циклоалканы, алкены, алкины, алкадиены, ароматические соединения. Производные углеводородов: галогенпроизводные, спирты, альдегиды и кетоны, фенолы, простые эфиры, карбоновые кислоты, сложные эфиры, нитросоединения, амины. Углеводороды в составе нефти и природного газа.
Мономеры, олигомеры и полимеры. Методы получения полимеров. Реакции полимеризации и поликонденсации. Строение и свойства наиболее распространенных полимеров.
4.1.7. Химическая идентификация и анализ веществ.
Химическая идентификация как цель качественного анализа. Идентификация катионов неорганических веществ. Идентификация анионов.
Количественный анализ. Основные методы количественного анализа. Гравиметрический анализ. Титриметрический анализ (кислотно-основное, окислительно-восстановительное, осадительное и комплексонометрическое титрование). Инструментальные методы анализа: оптические, электрохимические методы анализа, хроматографические методы анализа.
4.2. Основные темы лабораторных занятий
(ОК 1, ОК-6, ОК- 7, ОК-8, ОК-9, ОК-11, ОК-12, ОК-13)
| № п/п | № раздела дисцип-лины | Наименование лабораторных работ |
| 1 | 1 | Техника лабораторных работ. Методы разделения и очистки веществ. |
| 2 | 1 | Важнейшие классы неорганических соединений |
| 3 | 1 | Химический эквивалент |
| 4 | 2 | Спектральный анализ. |
| 5 | 3 | Тепловые эффекты химических реакций. |
| 6 | 3 | Химическая кинетика. Химическое равновесие |
| 5 | 4 | Приготовление растворов заданного количественного состава. Определение концентрации раствора титрованием |
| 6 | 4 | Электролитическая диссоциация. Реакции обмена в растворах электролитов |
| 7 | 4 | Водородный показатель среды. Гидролиз солей |
| 8 | 5 | Окислительно-восстановительные реакции |
| 9 | 5 | Электродные потенциалы металлов и ЭДС гальванических элементов. |
| 10 | 5 | Коррозия металлов и защита металлов от коррозии. |
4.3. Основные темы практических занятий
(ОК 1, ОК-6, ОК- 7, ОК-8, ОК-9, ОК-11, ОК-12, ОК-13)
| № п/п | Тема практических занятий. |
| 1 | Методика решения расчетных химических задач. |
| 2 | Важнейшие классы неорганических соединений |
| 3 | Строение атома. Химическая связь |
| 4 | Способы количественного выражения состава растворов. |
| 5 | Химическая термодинамика |
| 6 | Кинетика и равновесие. |
| 7 | Диссоциация, рН, гидролиз |
| 8 | Характер взаимодействия металлов с растворами солей, кислот и щелочей. |
| 8 | ЭДС, гальванические элементы, электролиз. |
5. ОБРАЗОВАТЕЛЬНЫЕ ТЕХНОЛОГИИ
При реализации программы по дисциплине «Общая химия» используются следующие образовательные технологии:
- мультимедийный курс лекций (с использованием ПК и мультимедиа проектора);
- лабораторные работы и практические занятия проводятся в специализированных лабораториях, снабженных необходимым оборудованием и химической посудой; для активизации процесса освоения приемов лабораторного эксперимента студенты кооперируются в группы по 2-3 человека, что позволяет коллективно обсуждать его результаты и формулировать выводы;
- самостоятельная работа студентов включает решение задач расчетного характера, подготовку и завершение оформления лабораторных работ, подготовку к контрольным мероприятиям, посещение консультаций, изучение основного и дополнительного материала по учебникам и пособиям, работу на компьютере и в библиотеке, экзамену и т.п.
Основные темы домашних заданий
(ОК 1, ОК-6, ОК- 7, ОК-8, ОК-9, ОК-11, ОК-12, ОК-13)
1. Классификация, номенклатура, получение и свойства основных классов неорганических соединений.
2. Стехиометрические расчеты; расчеты с использованием понятий о концентрации растворов.
3. Строение атомов и химическая связь; строение молекул.
4. Энергетика химических реакций. Химико-термодинамические расчеты.
5. Расчет скоростей химических реакций и состава равновесных смесей.
6. Расчеты на основе законов Рауля и Вант-Гоффа для разбавленных растворов неэлектролитов; определение молекулярных масс веществ.
6. Составление уравнений реакций ионного обмена и гидролиза; расчет величин рН в растворах слабых, сильных электролитов.
7. Расчеты с использованием понятий о растворимости и произведении растворимости для растворов малорастворимых сильных электролитов.
8. Составление уравнений окислительно-восстановительных реакций методами электронного баланса.
9. Составление реакций электролиза. Расчеты с использованием закона Фарадея.
10. Составление схем химических и концентрационных гальванических элементов; расчет ЭДС гальванических элементов.
6. ОЦЕНОЧНЫЕ СРЕДСТВА ДЛЯ ТЕКУЩЕГО КОНТРОЛЯ УСПЕВАЕМОСТИ, ПРОМЕЖУТОЧНОЙ АТТЕСТАЦИИ ПО ИТОГАМ ОСВОЕНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ И УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ САМОСТОЯТЕЛЬНОЙ РАБОТЫ СТУДЕНТОВ
Усвоение студентами курса «Химии» оценивается следующими средствами:
рейтинговой системой оценки знаний и умений;
в качестве форм текущего контроля текущими тестами в программированной форме по темам лекций, лабораторных работ и самостоятельной работы студентов;
для промежуточной аттестации и подведения итогов два рубежных теста, включающие как решение расчетных задач, так и ответы на вопросы в тестовой форме по соответствующим разделам курса.
Примеры оценочных средств для текущего контроля успеваемости.
Текущий тест №1. Первоначальные понятия химии
(ОК 1, ОК-6, ОК- 7, ОК-8, ОК-9, ОК-11, ОК-12, ОК-13)
- Сколько веществ, из числа приведенных ниже, являются простыми? Вещества: хлорид натрия, вода, железо, мел, сера, сахар, графит? В ответе укажите номер, под которым расположен правильный ответ.
1. 1 2. 5 3. 4 4. 2 5. 3
- Под каким номером приведена запись, изображающая 2 моль молекул воды?
1. H2O 2. 2H2O2 3. H2O2 4. 2H2O
- Под каким номером правильно обозначено значение относительной молекулярной массы хлора?
1. 17 2. 35,5 3. 71г/моль 4. 71г 5. 71
- В массе один грамм какого из приведенных ниже веществ содержится наибольшее количество этого вещества (в молях)? В ответе укажите номер, под которым расположен правильный ответ.
1. H2S 2. H2Te 3. HF 4. CO2 5. NO2
- В сплаве меди с цинком массовая доля меди равна 60% а цинка- 40%. Сколько молей меди приходится на 1 моль цинка в этом сплаве? В ответе укажите номер, под которым расположен правильный ответ.
1. 0,94 2. 3 3. 1,5 4. 63,5 5. 0,985
Текущий тест №2. Классы неорганических соединений
(ОК 1, ОК-6, ОК- 7, ОК-8, ОК-9, ОК-11, ОК-12, ОК-13)
1. Под каким номером приведена формула оксида, при взаимодействии которого с водой образует щелочь?
1. ZnO 2. K2O 3. CuO 4. Fe2O3 5. FeO
2. Под каким номером приведена формула соединения, являющегося основанием?
1. Zn(HCО3)2 2. ZnOHCl 3. Zn(OH)2
4. Zn(NH3)4SO4 5. ZnCl2
3. Под каким номером приведена формула соединения, которое называется ортофосфорной кислотой?
1. H3PO4 2. H4P2O7 3. H3PO3 4. HPO2 5. HPO2
4. Под каким номером приведена схема реакции, в результате которой может быть получена соль?
1. SO3 + H2O → 2. O2 + Cl2 → 3. CaO + H2O →
4. ZnO + Na2O t → 5. SO2 + H2O →
5. Изобразите формулу дигидрофосфата магния графически. Чему равно общее число связей в графическом изображении молекулы этого вещества?
1. 14 2. 8 3. 6 4. 12 5. 16