3.小组讨论:组织学生讨论H2O、I3、SF6、ICl3的空间构型进行小组讨论,利用价层电子对互压理论计算抓电子对书并讨论孤电子对在不同杂化类型的杂化轨道中的排布,从而学会利用价层电子对互斥理论判断化合物的价层电子对空间构型及化合物的空间构型,组织学生讨论卤化氢的熔沸点变化规律及原因从而引出分子间作用力对分子晶体熔沸点的影响;组织学生讨论从离子的特征入手讨论极化作用与变形性的影响因素,通过讨论卤化银的颜色、溶解度的变化规律讨论离子极化对化合物性质的影响。4.自主学习:以理解金属晶体的基本结构、物理性质、力学性质为目标,通过自主阅读教材内容,大学生MOOC及课外资料查询对金属晶体部分内容进行进一步掌握与了解。【学习要求】1.掌握学习目标中的基本知识与内容。2.能够利用化学基础知识判断共价化合物的空间构型、化合物熔沸点的递变规律等。3.学习爱课程、MOOC等网站的相关内容,独立完成课后作业与思考。【复习与思考】1.微观粒子运动的特点及描述。2.四个量子数的物理意义、取值。3.元素周期表与元素周期性变化规律。4.现代价键理论的内容与作用。5.杂化轨道理论与价层电子对互斥理论解释H2O、NH3、CH4的空间构型。6.分子轨道理论解释O2分子的磁性、He2能否存在、部分双原子分子的稳定性。7.分子间相互作用及作用力变化规律。8.离子键理论、离子化合物的特征、影响离子化合物稳定的因素。9.离子极化的内容、影响因素及作用结果。【学习资源】1.无机化学中国大学MOOC(慕课)(icoursel63.org)-第八、九、十讲;2.https://www.icourses.cn/sCourse/course3396.html爱课程无机化学-第四、五、六章。模块三溶液化学【学习目标】1.熟练掌握酸碱质子理论,以及一元弱酸、弱碱在水溶液中的质子转移平衡和近似计算;熟悉多元酸、多元碱、两性物质的质子转移平衡和近似计15
15 3. 小组讨论:组织学生讨论 H2O、I3 −、SF6、ICl3 的空间构型进行小组讨 论,利用价层电子对互斥理论计算孤电子对书并讨论孤电子对在不同杂化类 型的杂化轨道中的排布,从而学会利用价层电子对互斥理论判断化合物的价 层电子对空间构型及化合物的空间构型,组织学生讨论卤化氢的熔沸点变化 规律及原因从而引出分子间作用力对分子晶体熔沸点的影响;组织学生讨论 从离子的特征入手讨论极化作用与变形性的影响因素,通过讨论卤化银的颜 色、溶解度的变化规律讨论离子极化对化合物性质的影响。 4. 自主学习:以理解金属晶体的基本结构、物理性质、力学性质为目标, 通过自主阅读教材内容,大学生 MOOC 及课外资料查询对金属晶体部分内容 进行进一步掌握与了解。 【学习要求】 1. 掌握学习目标中的基本知识与内容。 2. 能够利用化学基础知识判断共价化合物的空间构型、化合物熔沸点的 递变规律等。 3. 学习爱课程、MOOC 等网站的相关内容,独立完成课后作业与思考。 【复习与思考】 1. 微观粒子运动的特点及描述。 2. 四个量子数的物理意义、取值。 3. 元素周期表与元素周期性变化规律。 4. 现代价键理论的内容与作用。 5. 杂化轨道理论与价层电子对互斥理论解释 H2O、NH3、CH4的空间构型。 6. 分子轨道理论解释 O2 分子的磁性、He2 能否存在、部分双原子分子的 稳定性。 7. 分子间相互作用及作用力变化规律。 8. 离子键理论、离子化合物的特征、影响离子化合物稳定的因素。 9. 离子极化的内容、影响因素及作用结果。 【学习资源】 1. 无机化学_中国大学 MOOC(慕课) (icourse163.org)-第八、九、十讲; 2. https://www.icourses.cn/sCourse/course_3396.html 爱课程 无机化学-第四、 五、六章。 模块三 溶液化学 【学习目标】 1. 熟练掌握酸碱质子理论,以及一元弱酸、弱碱在水溶液中的质子转移 平衡和近似计算;熟悉多元酸、多元碱、两性物质的质子转移平衡和近似计
算。2.熟练掌握溶度积规则的内容、意义和应用;学会判断反应体系有无沉淀生成、是否沉淀完全、能否通过分步沉淀实现离子分离;了解沉淀溶解的一般方法,分析沉淀转化的可能性。【课程内容】1.酸碱质子理论:酸碱的定义,共轭酸碱间的基本关系,酸碱反应的本质,酸碱强弱的相对性,酸度平衡常数和碱度平衡常数。一元弱酸、弱碱在水溶液中的质子转移平衡和近似计算:酸度、碱度、分析浓度概念:多元酸多元碱、两性物质的质子转移平衡和近似计算。2.同离子效应和盐效应的概念;pH对溶质存在状态的影响。缓冲溶液的作用和组成、缓冲作用机制、缓冲溶液pH值的计算;缓冲溶液的缓冲作用能力的影响因素及缓冲作用范围;缓冲溶液的配制原则、方法及计算。3.溶度积常数:Ksp=[c(Ab+)]αa·[c(Ba-)]b与溶度积规则;沉淀生成的计算与应用,判断溶液中的沉淀生成或溶解情况;沉淀的溶解和转化,加入另外一种沉淀剂后沉淀的转化。【教学方法】1课堂讲授:讲解酸碱的定义、共轭酸碱间的基本关系、酸碱反应的本质和酸碱强弱的相对性,:引入酸度平衡常数和碱度平衡常数的概念,并解释其意义。讲解一元弱酸、弱碱在水溶液中的质子转移平衡,介绍近似计算方法,拓展至多元酸、多元碱和两性物质的质子转移平衡和近似计算。介绍缓冲溶液的作用、组成和缓冲作用机制,讲解缓冲溶液pH值的计算方法,以及缓冲作用能力的影响因素和缓冲作用范围;解释溶度积常数Ksp的概念和溶度积规则,介绍沉淀生成、溶解、分步沉淀和沉淀转化的基本原理。2.小组讨论:将学生分成若干小组,针对酸碱质子理论的内容应用、缓冲溶液在实际生活中的实例、沉淀溶解平衡的影响因素等。3.案例分析:人体血液的正常pH值维持在7.35~7.45之间,这是通过复杂的酸碱缓冲系统来实现的。当体内产生酸性或碱性物质时,这些缓冲系统能够迅速中和这些物质,从而维持血液的酸碱平衡。人体通过呼吸作用会产生大量CO2,在体液中会生成HCO3,从而形成H2CO3-HCO3的缓冲体系,从而保持机体的pH稳定:水垢主要是由水中的钙、镁离子与碳酸根或氢氧根离子结合形成的难溶化合物,如碳酸钙、氢氧化镁等。这些化合物在锅炉、热水器等设备内部沉积,会影响设备的热效率和使用寿命。当水中的钙、镁离子浓度较高时,它们容易与碳酸根或氢氧根离子结合生成沉淀。这些沉淀在设备内部逐渐积累,形成水垢。那么如何处理容器中的水垢?为了去除和16
16 算。 2. 熟练掌握溶度积规则的内容、意义和应用;学会判断反应体系有无沉 淀生成、是否沉淀完全、能否通过分步沉淀实现离子分离;了解沉淀溶解的 一般方法,分析沉淀转化的可能性。 【课程内容】 1. 酸碱质子理论:酸碱的定义,共轭酸碱间的基本关系,酸碱反应的本 质,酸碱强弱的相对性,酸度平衡常数和碱度平衡常数。一元弱酸、弱碱在 水溶液中的质子转移平衡和近似计算;酸度、碱度、分析浓度概念;多元酸、 多元碱、两性物质的质子转移平衡和近似计算。 2. 同离子效应和盐效应的概念; pH 对溶质存在状态的影响。缓冲溶液 的作用和组成、缓冲作用机制、缓冲溶液 pH 值的计算;缓冲溶液的缓冲作 用能力的影响因素及缓冲作用范围;缓冲溶液的配制原则、方法及计算。 3. 溶度积常数:Ksp= [𝑐(A b+)] 𝑎 ⋅ [𝑐(B a- )] 𝑏与溶度积规则;沉淀生成的计 算与应用,判断溶液中的沉淀生成或溶解情况;沉淀的溶解和转化,加入另 外一种沉淀剂后沉淀的转化。 【教学方法】 1. 课堂讲授:讲解酸碱的定义、共轭酸碱间的基本关系、酸碱反应的本 质和酸碱强弱的相对性,引入酸度平衡常数和碱度平衡常数的概念,并解释 其意义。讲解一元弱酸、弱碱在水溶液中的质子转移平衡,介绍近似计算方 法,拓展至多元酸、多元碱和两性物质的质子转移平衡和近似计算。介绍缓 冲溶液的作用、组成和缓冲作用机制,讲解缓冲溶液 pH 值的计算方法,以及 缓冲作用能力的影响因素和缓冲作用范围;解释溶度积常数 Ksp的概念和溶度 积规则,介绍沉淀生成、溶解、分步沉淀和沉淀转化的基本原理。 2. 小组讨论:将学生分成若干小组,针对酸碱质子理论的内容应用、缓 冲溶液在实际生活中的实例、沉淀溶解平衡的影响因素等。 3. 案例分析:人体血液的正常 pH 值维持在 7.35~7.45 之间,这是通过复 杂的酸碱缓冲系统来实现的。当体内产生酸性或碱性物质时,这些缓冲系统 能够迅速中和这些物质,从而维持血液的酸碱平衡。人体通过呼吸作用会产 生大量 CO2,在体液中会生成 HCO3 −,从而形成 H2CO3- HCO3 −的缓冲体系, 从而保持机体的 pH 稳定;水垢主要是由水中的钙、镁离子与碳酸根或氢氧根 离子结合形成的难溶化合物,如碳酸钙、氢氧化镁等。这些化合物在锅炉、 热水器等设备内部沉积,会影响设备的热效率和使用寿命。当水中的钙、镁 离子浓度较高时,它们容易与碳酸根或氢氧根离子结合生成沉淀。这些沉淀 在设备内部逐渐积累,形成水垢。那么如何处理容器中的水垢?为了去除和
预防水垢,可以利用沉淀溶解平衡的原理。例如,可以加入适量的酸性物质(如醋酸)来降低水的pH值,从而促进碳酸钙等沉淀的溶解。此外,还可以通过软化水处理来降低水中钙、镁离子的浓度,从而减少沉淀的生成。【学习要求】1.掌握学习目标中的基本知识与内容。2.结合醋酸解离平衡常数的测定与水溶液中的解离平衡实验进一步加深对本模块内容的了解。3.学习爱课程、MOOC等网站的相关内容,独立完成课后作业与思考。【复习与思考】1.酸碱电离理论、酸碱质子理论及路易斯酸碱理论的内容。2.一元、多元弱酸与弱碱的解离平衡。3缓冲溶液的缓冲原理、溶液的配制及相关计算。4.思考为什么温度升高时,难溶电解质的溶解度通常会增大?5.思考在废水处理中,如何选择合适的沉淀剂去除废水中的重金属离子?6.举例说明沉淀溶解平衡在无机物制备中的应用,并讨论其优缺点。【学习资源】1.无机化学中国大学MOOC(慕课)(icoursel63.org)-第五、六讲;2.https://www.icourses.cn/sCourse/course3396.html爱课程无机化学-第八、九章。模块四化学反应类型【学习目标】1.用氧化数的概念判断反应是否为氧化还原反应,了解原电池的组成及符号表示,理解电极电势产生的原因;掌握配合物的组成,命名规则,理解异构现象。2.掌握标准电极电势的应用、能斯特方程及沉淀生成与弱电解质生成对电极电势的影响;掌握配位化合物价键理论和晶体场理论;掌握配位化合物的晶体场理论及其应用,掌握八面体场的能级分裂。3.熟练掌握能斯特方程及浓度的变化、酸度的变化、沉淀的生成、弱电解质的生成、配合物的生成对电极电势的影响:熟悉配位平衡,熟悉配位化合物的稳定常数及其应用。掌握影响配合物稳定性的主要因素。4.进一步理解影响电极电势的元素,掌握电势-pH图、元素电势图;了解配合物的组成,掌握命名规则,理解异构现象;思考配位键的本质,配合物的稳定性及配位化学的未来发展方向。17
17 预防水垢,可以利用沉淀溶解平衡的原理。例如,可以加入适量的酸性物质 (如醋酸)来降低水的 pH 值,从而促进碳酸钙等沉淀的溶解。此外,还可以 通过软化水处理来降低水中钙、镁离子的浓度,从而减少沉淀的生成。 【学习要求】 1. 掌握学习目标中的基本知识与内容。 2. 结合醋酸解离平衡常数的测定与水溶液中的解离平衡实验进一步加深 对本模块内容的了解。 3. 学习爱课程、MOOC 等网站的相关内容,独立完成课后作业与思考。 【复习与思考】 1. 酸碱电离理论、酸碱质子理论及路易斯酸碱理论的内容。 2. 一元、多元弱酸与弱碱的解离平衡。 3. 缓冲溶液的缓冲原理、溶液的配制及相关计算。 4. 思考为什么温度升高时,难溶电解质的溶解度通常会增大? 5. 思考在废水处理中,如何选择合适的沉淀剂去除废水中的重金属离子? 6. 举例说明沉淀溶解平衡在无机物制备中的应用,并讨论其优缺点。 【学习资源】 1. 无机化学_中国大学 MOOC(慕课) (icourse163.org)-第五、六讲; 2. https://www.icourses.cn/sCourse/course_3396.html 爱课程 无机化学-第八、 九章。 模块四 化学反应类型 【学习目标】 1. 用氧化数的概念判断反应是否为氧化还原反应,了解原电池的组成及 符号表示,理解电极电势产生的原因;掌握配合物的组成,命名规则,理解 异构现象。 2. 掌握标准电极电势的应用、能斯特方程及沉淀生成与弱电解质生成对 电极电势的影响;掌握配位化合物价键理论和晶体场理论;掌握配位化合物 的晶体场理论及其应用,掌握八面体场的能级分裂。 3. 熟练掌握能斯特方程及浓度的变化、酸度的变化、沉淀的生成、弱电 解质的生成、配合物的生成对电极电势的影响;熟悉配位平衡,熟悉配位化 合物的稳定常数及其应用。掌握影响配合物稳定性的主要因素。 4. 进一步理解影响电极电势的元素,掌握电势-pH 图、元素电势图;了 解配合物的组成,掌握命名规则,理解异构现象;思考配位键的本质,配合 物的稳定性及配位化学的未来发展方向
【课程内容】1.氧化数的计算及判断,氧化还原反应与原电池,电池反应的热力学,影响电极电势的因素即能斯特方程,图解法讨论电极电势,化学电源与电解。2.配位化合物的组成、结构及稳定性,配位化合物的价键理论。配位化合物的杂化轨道理论及晶体场理论,配位化合物的稳定性。【重点、难点】1.重点:标准电极电势,能斯特方程,电池反应的热力学,元素电势图;配位化合物的组成及命名,配位化合物价键理论和晶体场理论的主要论点:形成配合物时体系的性质变化;影响溶液中配离子稳定性的因素。2.难点:电极电势及有关计算,电池反应的热力学:配位化合物价键理论和晶体场理论:配位平衡的有关计算。【教学方法】1.课堂讲授:介绍氧化还原反应的基本概念,强调元素化合价的变化是氧化还原反应的特征;通过动画或图示展示氧化还原反应中电子的转移过程,帮助学生理解反应的实质:讲解电极电势的应用及影响电极电势的因素,举例说明氧化还原反应在日常生活和工业生产中的应用,讲解元素电势图及可以从元素电势图中获取的信息。介绍配位化合物的基本概念,包括中心原子、配体、配位数等:讲解配位化合物的组成原和命名规:介绍配位化合物的物理性质和化学性质,特别是配合物的稳定性和异构现象,介绍配位化合物的杂化轨道理论、配位场理论及晶体场理论,影响配位化合物稳定性的因素,计算配位接力平衡中相关离子浓度及四大平衡之间的相互影响。2.小组讨论:将学生分为8组就影响电极电势的因素,从生成弱电解质、生成沉淀对物质浓度的影响入手,考虑弱电解质、沉淀剂等对氧化型与还原型浓度的影响,从而得到其对电极电势的影响结论,讨论完毕后选取小组代表将结果与其他小组交流从而得到结果。在配位化学基础中,以影响配位化合物稳定性的因素为题,讨论中心离子、配位体及晶体场对配合物稳定性的影响,讨论完毕后以小组为单位交流汇总得出结论。3.案例分析:以丹尼尔电池为例,分析原电池的组成如那个电极做正极,哪个电极做负极,在氧化还原过程中电子的得失与转移情况,并依据丹尼尔电池为例写出原电池符号。以八面体场的Co(NH3)6Cl3为例介绍八面体场中的配体场分布及对中心原子d轨道的影响从而引入晶体场理论及晶体场稳定化能。4.自主学习:以理解电解池的基本原理、构成、工作过程、电极反应、电解结果以及电解池在工业生产中的应用为目标,通过教材自行学习与网络18
18 【课程内容】 1. 氧化数的计算及判断,氧化还原反应与原电池,电池反应的热力学, 影响电极电势的因素即能斯特方程,图解法讨论电极电势,化学电源与电解。 2. 配位化合物的组成、结构及稳定性,配位化合物的价键理论。配位化 合物的杂化轨道理论及晶体场理论,配位化合物的稳定性。 【重点、难点】 1. 重点:标准电极电势,能斯特方程,电池反应的热力学,元素电势图; 配位化合物的组成及命名,配位化合物价键理论和晶体场理论的主要论点, 形成配合物时体系的性质变化;影响溶液中配离子稳定性的因素。 2. 难点:电极电势及有关计算,电池反应的热力学;配位化合物价键理 论和晶体场理论;配位平衡的有关计算。 【教学方法】 1. 课堂讲授:介绍氧化还原反应的基本概念,强调元素化合价的变化是 氧化还原反应的特征;通过动画或图示展示氧化还原反应中电子的转移过程, 帮助学生理解反应的实质;讲解电极电势的应用及影响电极电势的因素,举 例说明氧化还原反应在日常生活和工业生产中的应用,讲解元素电势图及可 以从元素电势图中获取的信息。介绍配位化合物的基本概念,包括中心原子、 配体、配位数等;讲解配位化合物的组成原则和命名规则;介绍配位化合物 的物理性质和化学性质,特别是配合物的稳定性和异构现象,介绍配位化合 物的杂化轨道理论、配位场理论及晶体场理论,影响配位化合物稳定性的因 素,计算配位接力平衡中相关离子浓度及四大平衡之间的相互影响。 2. 小组讨论:将学生分为 8 组就影响电极电势的因素,从生成弱电解质、 生成沉淀对物质浓度的影响入手,考虑弱电解质、沉淀剂等对氧化型与还原 型浓度的影响,从而得到其对电极电势的影响结论,讨论完毕后选取小组代 表将结果与其他小组交流从而得到结果。在配位化学基础中,以影响配位化 合物稳定性的因素为题,讨论中心离子、配位体及晶体场对配合物稳定性的 影响,讨论完毕后以小组为单位交流汇总得出结论。 3. 案例分析:以丹尼尔电池为例,分析原电池的组成如那个电极做正极, 哪个电极做负极,在氧化还原过程中电子的得失与转移情况,并依据丹尼尔 电池为例写出原电池符号。以八面体场的 Co(NH3)6Cl3为例介绍八面体场中的 配体场分布及对中心原子 d 轨道的影响从而引入晶体场理论及晶体场稳定化 能。 4. 自主学习:以理解电解池的基本原理、构成、工作过程、电极反应、 电解结果以及电解池在工业生产中的应用为目标,通过教材自行学习与网络
资源的利用,掌握电解池相关的内容。【学习要求】1.掌握学习目标中的基本知识与内容。2.能够在实验的相关模块中自行组装原电池,可以指出原电池的正负极、能够书写原电池符号。3.学习爱课程、MOOC等网站的相关内容,独立完成课后作业与思考。【复习与思考】1.氧化还原反应在电池、电镀、金属腐蚀与防护、环境保护等领域有广泛应用。例如,电池中的化学反应实际上就是氧化还原反应,通过氧化还原反应将化学能转化为电能。思考氧化还原反应在其他领域的应用实例。2.氧化还原反应在工业生产中扮演着重要角色,如金属的冶炼、化工生产中的氧化还原反应等。思考这些反应对工业生产和经济发展的意义,3.物质的鉴别和检验是化学实验中常见的问题。通过利用氧化还原反应的原理,可以设计相应的实验方案来鉴别和检验物质。思考如何利用氧化还原反应原理进行物质的鉴别和检验。4.思考配位键的本质,如何理解配位键的形成和性质。5.思考配合物的稳定性,影响配合物稳定性的主要因素有哪些,如何提高配合物的稳定性。6.思考配位化学的未来发展方向,配位化学在哪些领域有潜在的应用价值。【学习资源】1.无机化学中国大学MO0C(慕课)(icoursel63.org)-第七、十一讲:2.https://www.icourses.cn/sCourse/course3396.html爱课程无机化学-第十、十一章。模块五元素化学【学习目标】1.掌握金属单质的保存、理化性质及用途,金属氧化物、氢氧化物的碱性及变化规律,掌握金属硫化物与盐类的颜色、溶解度、主要性质及其变化规律,掌握不同价态的金属之间的相互转化。2.熟悉非金属氢化物及卤化物的结构和性质,化合物中键的类型,非金属含氧酸的结构、性质、用途及单质的制备,非金属卤化物的结构和水解反应。3.掌握金属硫化物、氢氧化物及难溶盐的颜色与溶度积常数,能够采用生成沉淀的方式实现对金属离子的鉴别与分离。19
19 资源的利用,掌握电解池相关的内容。 【学习要求】 1. 掌握学习目标中的基本知识与内容。 2. 能够在实验的相关模块中自行组装原电池,可以指出原电池的正负极、 能够书写原电池符号。 3. 学习爱课程、MOOC 等网站的相关内容,独立完成课后作业与思考。 【复习与思考】 1. 氧化还原反应在电池、电镀、金属腐蚀与防护、环境保护等领域有广 泛应用。例如,电池中的化学反应实际上就是氧化还原反应,通过氧化还原 反应将化学能转化为电能。思考氧化还原反应在其他领域的应用实例。 2. 氧化还原反应在工业生产中扮演着重要角色,如金属的冶炼、化工生 产中的氧化还原反应等。思考这些反应对工业生产和经济发展的意义。 3. 物质的鉴别和检验是化学实验中常见的问题。通过利用氧化还原反应 的原理,可以设计相应的实验方案来鉴别和检验物质。思考如何利用氧化还 原反应原理进行物质的鉴别和检验。 4. 思考配位键的本质,如何理解配位键的形成和性质。 5. 思考配合物的稳定性,影响配合物稳定性的主要因素有哪些,如何提 高配合物的稳定性。 6. 思考配位化学的未来发展方向,配位化学在哪些领域有潜在的应用价 值。 【学习资源】 1. 无机化学_中国大学 MOOC(慕课) (icourse163.org)-第七、十一讲; 2. https://www.icourses.cn/sCourse/course_3396.html 爱课程 无机化学-第十、 十一章。 模块五 元素化学 【学习目标】 1. 掌握金属单质的保存、理化性质及用途,金属氧化物、氢氧化物的碱 性及变化规律,掌握金属硫化物与盐类的颜色、溶解度、主要性质及其变化 规律,掌握不同价态的金属之间的相互转化。 2. 熟悉非金属氢化物及卤化物的结构和性质,化合物中键的类型,非金 属含氧酸的结构、性质、用途及单质的制备,非金属卤化物的结构和水解反 应。 3. 掌握金属硫化物、氢氧化物及难溶盐的颜色与溶度积常数,能够采用 生成沉淀的方式实现对金属离子的鉴别与分离