Скачать 190.16 Kb.
|
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РФМОСКОВСКИЙ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ(ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ) ИНСТИТУТ ЭЛЕКТРОТЕХНИКИ Направление подготовки: 140400 Электроэнергетика и электротехника Профиль подготовки: Все профили модуля Электротехника Квалификация (степень) выпускника: бакалавр Форма обучения: очная РАБОЧАЯ ПРОГРАММА УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ “ХИМИЯ”
Москва - 2010 1. ЦЕЛИ И ЗАДАЧИ ОСВОЕНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ Целью дисциплины является изучение общих законов и принципов химии для последующего использования в межпредметных дисциплинах и специальных вопросах химии при подготовке бакалавров модуля «Электротехника». По завершению освоения данной дисциплины студент способен и готов:
Задачами дисциплины являются:
2. МЕСТО ДИСЦИПЛИНЫ В СТРУКТУРЕ ООП ВПО Дисциплина относится к базовой части Б2 основной образовательной программы подготовки бакалавров направления 140400 Электроэнергетика и электротехника. Дисциплина базируется на дисциплинах: “Химия”, “Физика” и “Математика” в объеме средних образовательных учреждений и предусматривает дальнейшее углубление полученных в средней школе современных представлений в области химии. Знания, полученные при освоении дисциплины, необходимы при изучении межпредметных дисциплин, специальных вопросов химии и при выполнении бакалаврской выпускной квалификационной работы. 3. РЕЗУЛЬТАТЫ ОСВОЕНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ В результате освоения учебной дисциплины, обучающиеся должны демонстрировать следующие результаты образования: Знать:
Уметь:
Владеть:
4. СТРУКТУРА И СОДЕРЖАНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ 4.1 Структура дисциплины Общая трудоемкость дисциплины составляет 4 зачетных единицы, 144 часа.
4.2 Содержание лекционно-практических форм обучения 4.2.1. Лекции 1 семестр 1. Предмет химии. Основные понятия и законы химии. Основные понятия и определения химии неорганической, органической и общей химии. Значение химии в изучении природы и развитии техники. Основные стехиометрические законы химии: закон постоянства состава, закон эквивалентов, закон кратных отношений. 2. Основные положения квантово-механической модели строения атома. Принципы формирования электронной структуры атомов. Периодическая система элементов и периодический закон. Периодическое изменение свойств элементов и их соединений. Квантово-механическая модель атома. Двойственная природа электрона. Понятие атомной орбитали. Квантовые числа. Принципы распределение электронов в атоме. Строение многоэлектронных атомов. Периодический закон и система элементов Д.И. Менделеева, их связь с электронной структурой атомов. Энергия ионизации, энергия сродства к электрону, электроотрицательность, атомные радиусы, окислительно-восстановительные и кислотно-основные свойства. Периодическое изменение свойств атомов элементов и их соединений. 3. Химическая связь. Структура и свойства органических и неорганических молекул. Структура и свойства комплексных соединений. Химия вещества в конденсированном состоянии. Основные типы химической связи. Ковалентная и ионная связи. Параметры и свойства связи. Метод валентных связей. Механизмы образования ковалентной связи: обменный, донорно-акцепторный. Гибридизация атомных орбиталей. Пространственная структура молекул. Свойства молекул. Понятие о методе молекулярных орбиталей. Природа химической связи в комплексных соединениях. Структура и свойства комплексов. Типы комплексных соединений. Межмолекулярные взаимодействия: Ван-дер-Ваальсовы взаимодействия, донорно-акцепторное взаимодействия, водородная связь. Агрегатные состояния вещества. Химическое строение твердого тела. Аморфное состояние вещества. Кристаллы. Кристаллические решетки. Химическая связь в твердых телах. Молекулярные, атомно-ковалентные, ионные кристаллы и их свойства. Металлическая связь и металлы. Кристаллы с несколькими типами связей и их свойства. Химическая связь в полупроводниках и диэлектриках. Реальные кристаллы. 4. Взаимодействие веществ. Общие закономерности химических процессов. Энергетика и кинетика процессов. Равновесное состояние процессов. Элементы химической термодинамики. Внутренняя энергия и энтальпия. Энтальпия как функция состояния системы. Первый закон термодинамики. Энтальпии образования и сгорания веществ. Закон Гесса и его следствия. Уравнение Кирхгоффа. Термохимические расчеты. Энтропия как функция состояния системы. Энтропия химических реакций и фазовых переходов. Второй закон термодинамики для изолированных систем. Энергия Гиббса и энергия Гельмгольца химических реакций. Критерии возможности самопроизвольного протекания химических процессов. Энергия Гибсса образования веществ. Термодинамические расчёты. Уравнение изотермы Вант-Гоффа. Химическое равновесие. Термодинамические условия равновесия. Константы химического равновесия. Зависимость константы равновесия от температуры. Смещение равновесия, принцип Ле Шателье. Расчеты равновесного состава систем и выхода продуктов реакции. Равновесие в гетерогенных системах. Адсорбционное равновесие. Равновесие в растворах комплексных соединений. Основные понятия химической кинетики. Основной закон химической кинетики. Кинетические уравнения для реакций разных порядков. Особенности кинетики гетерогенных реакций. Влияние температуры на скорость реакций. Уравнение Аррениуса. Теория активированного комплекса. Каталитические процессы. Катализаторы. Гомогенный и гетерогенный катализ. Основы кинетики сложных реакций. Цепные реакции. 5. Дисперсные системы. Свойства растворов неэлектролитов и электролитов. Равновесия в растворах электролитов. Дисперсность и дисперсные системы. Растворы. Способы выражения концентрации растворов. Растворимость. Растворимость газов в жидкостях, законы Генри-Дальтона. Растворимость жидкостей в жидкостях, закон распределения. Растворимость твердых веществ в жидкостях. Общие (коллигативные) свойства растворов. Закон Рауля и его следствия. Осмотическое давление. Термодинамика процессов растворения. Химические равновесия в растворах электролитов. Электролитическая диссоциация. Слабые электролиты. Константа диссоциации. Закон Оствальда. Сильные электролиты. Активность электролитов в водных растворах. Водородный показатель среды. Гидролиз солей. Степень и константа гидролиза. Гидролиза. Малорастворимые электролиты. Произведение растворимости. 6. Закономерности протекания электрохимических процессов. Потенциалы металлических и газовых электродов. Электролиз и его применение. Химические источники тока. Окислительно-восстановительные процессы. Электрохимические процессы. Определение и классификация электрохимических процессов. Законы Фарадея. Термодинамика электродных процессов. Понятие об электродных потенциалах. Потенциалы металлических, газовых и окислительно-восстановительных электродов. Гальванические элементы, ЭДС и ее измерение. Уравнение Нернста. Кинетика электродных процессов. Электрохимическая и концентрационная поляризация. Электролиз расплавов и водных растворов электролитов. Практическое применение электролиза. 7. Химическая и электрохимическая и биохимическая коррозия. Защита металлов от коррозии. Химическая и электрохимическая коррозия. Термодинамика и кинетика химической и электрохимической коррозии. Методы защиты металлов от коррозии. 4.2.2. Практические занятия учебным планом не предусмотрены. 4.3. Лабораторные работы 1 семестр № 1. Техника безопасности и правила работы в лаборатории. Эквивалент и молярная масса эквивалентов. Определение молярной массы эквивалента металла (Mg, Al, Zn) методом вытеснения водорода. № 2. Определение молярной массы эквивалентов вещества в реакциях обмена. № 3. Электронная структура атомов и одноатомных ионов. № 4. Металлы побочных подгрупп. Комплексные соединения меди. Получение комплексных соединений цинка и кадмия. № 5. Измерение тепловых эффектов химических реакций. Определение теплоты нейтрализации сильной кислоты сильным основанием. № 6. Химическое равновесие. Влияние концентрации веществ на химическое равновесие. № 7. Кинетика химических реакций. Зависимость скорости реакции от концентрации реагирующих веществ. Зависимость скорости реакции от температуры. № 8. Водородный показатель среды. Измерение водородного показателя среды раствора соляной кислоты электрохимическим методом. № 9. Водородный показатель среды. Зависимость рН раствора уксусной кислоты от концентрации. № 10. Гидролиз солей. Гидролиз соли, образованной сильным основанием и слабой кислотой. Гидролиз соли, образованной слабым основанием и сильной кислотой. № 11. Электродвижущие силы (ЭДС) и напряжение гальванических элементов. Влияние концентрации растворов электролитов на ЭДС и напряжение гальванического элемента. № 12. Электролиз. Электролиз водного раствора сульфата натрия с никелевыми электродами. № 13. Коррозия металлов. Коррозия железа в контакте с углеродом. № 14. Защита металлов от коррозии. Анодные и катодные защитные покрытия. 4.4. Расчетные задания учебным планом не предусмотрены. 4.5. Курсовые проекты и курсовые работы учебным планом не предусмотрены. 5. ОБРАЗОВАТЕЛЬНЫЕ ТЕХНОЛОГИИ Лекционные занятия проводятся как в форме лекций с использованием компьютерных презентаций, так и в традиционной форме. Лекции содержат большое количество иллюстративного материала и сопровождаются демонстрационными опытами по каждому разделу курса. Лабораторные занятия проходят в химической лаборатории в традиционной форме и дополняются компьютерным тестированием по изучаемому разделу в специализированных аудиториях МЭИ (ТУ). Самостоятельная работа включает домашнюю подготовку к лабораторным работам и их защите, тестам, контрольным работам и коллоквиумам, подготовку к зачету и экзамену. Предусмотрено изучение курса «Химия» в дистанционном режиме с использованием электронного УМК «Химия» как дополнительного образования. 6. ОЦЕНОЧНЫЕ СРЕДСТВА ДЛЯ ТЕКУЩЕГО КОНТРОЛЯ УСПЕВАЕМОСТИ, ПРОМЕЖУТОЧНОЙ АТТЕСТАЦИИ ПО ИТОГАМ ОСВОЕНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ Для текущего контроля успеваемости используются устный опрос, различные виды тестов по отдельным темам курса, контрольные работы или коллоквиумы по нескольким темам. Аттестация по дисциплине – зачет и экзамен. Оценка за зачет рассчитывается как средняя по всем видам текущего контроля. Оценка за освоение дисциплины, определяется как оценка на письменном экзамене. В приложение к диплому вносится оценка за 1 семестр. 7. УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКОЕ И ИНФОРМАЦИОННОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ 7.1. Литература: а) основная литература: 1. Коровин. Н.В., Общая химия. М: Высшая школа. 2005г. 2. Коровин Н.В., Мингулина Э.И. Лабораторные работы по химии. М: Высшая школа. 2005.
школа. 2007. б) дополнительная литература: 1. Курс Общей Химии. Теория и задачи. Под редакцией Н.В.Коровина, Б.И. Адамсона. М: Изд. МЭИ, 2001. 2. Методическое пособие: Строение атома и периодическая система элементов (расчетные задачи). М.А. Осина, Н.А. Яштулов. – М.: Изд. МЭИ, 2006. 3. Методическое пособие: Химическая связь. Комплексные соединения (расчетные задачи). В.К. Камышова, Е.Я. Удрис. – М.:Изд. МЭИ, 2007. 4. Методическое пособие: Химическая термодинамика и равновесие (расчетные задачи). В.К. Камышова, И.И. Ланская, Ю.А. Славнов, Е.Я. Удрис. – М.: Изд. МЭИ, 2007.
Изд. МЭИ, 2005.
в исследовании поведения химических систем во времени. Д.Г. Нарышкин. – М: Изд . МЭИ, 2009.
МЭИ, 2005.
7.2. Электронные образовательные ресурсы: а) лицензионное программное обеспечение и Интернет-ресурсы: отсутствуют б) другие:
демонстрациями, электронные лабораторные работы, тесты, сборник задач для самостоятельного решения с разобранными примерами, электронный справочник физико-химических величин; наборы слайдов для лекционных демонстраций. (http://dot.mpei.ru/do). 8. МАТЕРИАЛЬНО-ТЕХНИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ Для обеспечения освоения дисциплины необходимо наличие учебной лекционной аудитории, снабженной мультимедийными средствами для представления презентаций лекций и показа учебных видеофильмов, оснащенной таблицами со справочными материалами, а также препараторской аудитории, оснащенной вытяжным шкафом, лабораторной мебелью и необходимыми приборами, материалами и оборудованием для проведения демонстрационных опытов. Для проведения лабораторных занятий необходимо наличие лабораторных залов, укомплектованных вытяжными шкафами, лабораторной мебелью, лабораторными установками, химической посудой и реактивами, справочными и наглядными пособиями, методической литературой. Для обеспечения проведения лабораторного практикума необходимо наличие специализированного помещения – препараторской, имеющей вытяжной шкаф, электронные весы, дистиллятор, для препарирования лабораторных работ и хранения химических реактивов и оборудования. Для проведения компьютерного тестового контроля по разделам изучаемого курса необходимо наличие компьютеризированных аудиторий. Программа составлена в соответствии с требованиями ФГОС ВПО и с учетом рекомендаций ПрООП ВПО по направлению подготовки 140400 «Электроэнергетика и электротехника», модулю подготовки «Электротехника» и профилю «Электрические и электронные аппараты». ПРОГРАММУ СОСТАВИЛ: к.х.н., доцент Осина М.А. "СОГЛАСОВАНО": Директор ИЭТ д.т.н. профессор Грузков С.А. "УТВЕРЖДАЮ": Зав. кафедрой ХиЭЭ д.т.н., профессор Кулешов Н.В. |