基础化学
基础化学
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更新日期:2025/06/23
开课平台学银在线
开课高校哈尔滨理工大学
开课教师李丽波杨照地裴蕾牛好王珩胡玚玚
学科专业理学化学类
开课时间2025/03/07 - 2025/07/31
课程周期21 周
开课状态开课中
每周学时-
课程简介

当今工业发展离不开能源的进步,燃料电池被誉为21世纪最高效清洁的能源,其本质是将化学能直接转化为电能,用热力学第一定律可以计算出它的转化效率,用热力学第二定律可以判断电池反应是否可以发生,用动力学方程可以计算出电池反应发生的速率,用元素化学可以探索出合适的催化剂,有些配合物催化剂的特殊结构可以大大提高催化效率……这些基本理论都将在本课程中详细地讲解和分析。

本课程包括十七章内容,分为反应原理、物质结构基础和元素化学三个板块。反应原理着重讲述化学热力学、化学平衡、酸碱平衡、沉淀平衡和氧化还原反应,从应用实例归纳推导出相关的定律、定理,提出DH、DS、DG概念,判断标准态下化学反应自发进行的方向,标准平衡常数表达式、标准平衡常数的应用以及弱酸弱碱溶液、难溶强电解质溶液中的平衡移动规律。以原电池作为讨论氧化还原反应的物理模型,讲解电极电势的概念以及影响电极电势的因素。物质结构着重讲解核外电子排布式;价层电子对互斥理论;配合物结构及晶体场理论。元素无机化学将介绍s区、p区、d区和ds区元素的单质化合物结构、性质及其递变规律。碱金属、碱土金属的单质、氧化物、氢氧化物、重要盐类的性质、碱金属、碱土金属性质递变的规律、对角线规则和锂、铍的特殊性;p区元素结构特征和其在周期性变化上的某些特殊性、第二周期p区元素的特殊性、惰性电子对效应。d和ds区元素的核外电子结构特点和性质。从微观的原子结构到宏观的元素性质,从元素个论到物质结构再到化学反应,本门课程都将为您深入浅出地讲述!



课程大纲

第一章 气体

  • 1.1 理想气体状态方程
  • 1.2 气体混合物
  • 1.3 气体分子动理论
  • 1.4 真实气体

热化学

  • 2.1 热力学的术语和基本概念
  • 2.2 热力学第一定律
  • 2.3 化学反应的热效应
  • 2.4 Hess定律
  • 2.5 反应热的求算
  • 2.6 本章小测

第三章 化学动力学基础(自学)

  • 3.1 浓度对反应速率的影响
  • 3.2 浓度对反应速率的影响——速率方程
  • 3.3 温度对反应速率的影响——Arrhenius方程
  • 3.4 反应速率理论和反应机理简介
  • 3.5 催化剂与催化作用
  • 3.6 本章测试

第四章 化学平衡 熵和Gibbs函数

  • 4.1 标准平衡常数
  • 4.2 标准平衡常数的应用
  • 4.3 化学平衡的移动
  • 4.4 自发变化和熵
  • 4.5 Gibbs函数
  • 4.6 本章测试

第五章 酸碱平衡

  • 5.1 酸碱质子理论概述
  • 5.2 水的解离平衡和溶液的pH
  • 5.3 弱酸、弱碱的解离平衡
  • 5.4 缓冲溶液
  • 5.5 酸碱指示剂
  • 5.6 酸碱电子理论
  • 5.7 配位化合物
  • 5.8 配位反应和配位平衡
  • 5.9 本章测试

沉淀溶解平衡

  • 6.1 溶解度和溶度积
  • 6.2 沉淀的生成和溶解
  • 6.3 两种沉淀之间的平衡
  • 6.4 本章测试

氧化还原反应 电化学基础

  • 7.1 氧化还原反应的基本概念
  • 7.2 电化学电池
  • 7.3 电极电势
  • 7.4 电极电势的应用
  • 7.5 本章测试

原子结构

  • 8.1 原子结构的Bohr理论
  • 8.2 微观粒子运动的基本特征
  • 8.3 氢原子结构的量子力学描述
  • 8.4 多电子原子结构
  • 8.5 元素周期表
  • 8.6 元素性质的周期性
  • 8.7 本章测试

分子结构

  • 9.1 Lewis理论
  • 9.2 价键理论
  • 9.3 杂化轨道理论
  • 9.4 价层电子对互斥理论
  • 9.5 分子轨道理论
  • 9.6 键参数
  • 9.7 本章测试

固体结构

  • 10.1 晶体结构和类型
  • 10.2 金属晶体
  • 10.3 离子晶体
  • 10.4 分子晶体
  • 10.5 层状晶体
  • 10.6 本章测试

配合物结构

  • 11.1 配合物的空间构型
  • 11.2 配合物的化学键理论
  • 11.3 本章测试

s区元素

  • 12.1 s区元素概述
  • 12.2 s区元素的单质
  • 12.3 s区元素的化合物
  • 12.4 锂、铍的特殊性 对角线规则
  • 12.5 本章测试

p区元素(一)

  • 13.1 p区元素概述
  • 13.2 硼族元素
  • 13.3 碳族元素
  • 13.4 本章测试

p区元素(二)

  • 14.1 氮族元素
  • 14.2 氧族元素
  • 14.3 本章测试

p区元素(二)

  • 15.1 卤素
  • 15.2 稀有气体
  • 15.3 p区元素化合物性质的递变规律
  • 15.4 本章测试

d区元素(一)

  • 16.1 d区元素概述
  • 16.2 钛 钒
  • 16.3 铬 钼 钨 多酸性配合物
  • 16.4 锰
  • 16.5 铁 钴 镍
  • 16.6 本章测试

d区元素(二)

  • 17.1 铜族元素
  • 17.2 锌族元素
  • 17.3 本章测试

多组分系统热力学

  • 18.1 多组分系统的组成表示法
  • 18.2 偏摩尔量
  • 18.3 化学势
  • 18.4 稀溶液的两个经验定律
  • 18.5 气体及其混合物中各组分的化学式
  • 18.6 理想液态混合物及稀溶液的化学势
  • 18.7 相对活度的概念
  • 18.8 稀溶液的依数性