Проректор по учебной работе - Российский государственный

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РФ
РОССИЙСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ
НЕФТИ И ГАЗА им. ГУБКИНА
«Утверждаю»
Проректор по учебной работе
___________В.Г. МАРТЫНОВ
” ______“___________ 2001 г.
РАБОЧАЯ ПРОГРАММА ДИСЦИПЛИНЫ
ХИМИЯ
для подготовки дипломированных специалистов
по направлению 657900 «Автоматизированные технологии и
производства»
специальность 210200 «Автоматизация технологических процессов и производств»
и для подготовки бакалавров
по направлению 550200 «Автоматизация и управление»
МОСКВА 2001
1. Цели и задачи дисциплины
Целью дисциплины является предоставить студенту комплекс
химических
знаний,
соответствующих
уровню
современного
дипломированного специалиста по соответствующему направлению.
Основными задачами дисциплины является:
- дать студенту представление о современном уровне развития науки о
свойствах веществ и их превращениях;
- предоставить студенту комплекс химических знаний, необходимых для
изучения специальных и дисциплин, а также для использования в
дальнейшей практической деятельности.
2.Требования к уровню освоения содержания дисциплины
В результате освоения дисциплины студент должен свободно владеть
комплексом теоретических знаний и уметь применять их в практической
деятельности. Кроме того, он должен уметь воспользоваться элементарными
навыками поведения в химической лаборатории.
3.Объем дисциплины и виды учебной работы
Виды учебной работы
Общая трудоемкость дисциплины
Аудиторные занятия
Лекции
Лабораторные работы (ЛР):
Контрольные работы (КР)
Самостоятельная работа
Вид итогового контроля
Всего часов Семестр
1
2 3
100
100
54
54
36
36
18
18
*
*
46
46
Экзамен
1
4.Содержание дисциплины
4.1. Разделы дисциплины и виды занятий
№ п/п
Раздел дисциплины
Лекции ЛР
1
Основные понятия и законы химии
*
*
2
Основы строения вещества
*
*
3
4
5
Основные закономерности
*
протекания химических реакций
Основы теории растворов
*
Окислительно-восстановительные
*
процессы. Основы электрохимии.
4.2. Содержание разделов дисциплины
Введение.
*
*
*
4
Химия как часть естествознания. Значение химии для формирования
представления о современной картине мира. Роль химии в решении проблем
автоматизации производственных процессов.
Раздел 1. Основные понятия и законы химии
Основные понятия химии: вещество (простое и сложное), химический
элемент, атом, молекула, моль. Стехиометрические законы химии: закон
сохранения массы, закон постоянства состава, закон простых кратных
отношений, закон Авогадро и следствия из него. Использование
стехиометрических законов при количественном анализе веществ.
Раздел 2. Основы строения вещества.
2.1.Строение атома.
Представление об электронах, протонах и нейтронах. Модели атома
Томпсона, Резерфорда и Бора. Представление о современной квантовомеханической модели атома: модель состояния электрона в атоме, квантовые
числа, их трактовка и допустимые значения; принципы построения
электронных орбиталей (принцип запрета Паули, принцип минимальной
энергии, правило Гунда).
2.2.Систематика химических элементов
Размеры атомов и ионов. Энергия ионизации и энергия сродства к
электрону. Металлы, неметаллы и металлоиды. Периодический закон и
система элементов Д.И.Менделеева.
2.3.Химическая связь
Основные типы химической связи: ковалентная и ионная. Общее
представление о методе валентных связей и о методе молекулярных
орбиталей. Механизмы образования ковалентной связи: обычный и донорноакцепторный. Представление о гибридизации орбиталей. Полярность и
геометрическая форма молекул.
Параметры и свойства ковалентной связи. Свойства ионной связи.
2.4.Типы взаимодействия молекул.
Основные типы взаимодействия молекул: водородная связь, донорноакцепторное взаимодействие, силы Ван-дер-Ваальса (ориентационное,
индукционное и дисперсионное взаимодействие).
2.5. Химическое строение твердого тела.
Кристаллическое состояние вещества. Типы кристаллических решеток.
Химическая связь в кристаллических решетках металлов и неметаллов.
Явления проводимости и полупроводимости. Полупроводники n- и p-типа.
Раздел 3. Основные закономерности протекания химических
реакций.
3.1 Классификация химических реакций.
Реакции простые и сложные, гомогенные и гетерогенные, обратимые и
необратимые. Колебательные реакции.
3.2. Элементы химической термодинамики.
Предмет химической термодинамики. Понятие "функция состояния".
Внутренняя энергия и энтальпия. Термохимические уравнения. Эндо- и
экзотермические реакции. Закон Гесса. Энтропия и ее изменение при
химических реакциях. Представление о равновесии. Энергия Гиббса.
Условия самопроизвольного протекания химических процессов.
3.3. Элементы химической кинетики.
Предмет химической кинетики. Скорость химических реакций и
факторы, влияющие на нее при гомогенных и гетерогенных процессах.
Закон действующих масс. Энергия активации. Представление о катализе.
Лимитирующая стадия химического процесса. Возможности управления
химическими процессами.
Константа равновесия. Принцип Ле-Шателье.
Раздел 4. Основы теории растворов
4.1. Жидкие системы.
Область жидкого состояния вещества. Диаграмма состояния воды.
Дисперсность и дисперсные системы.
Истинные
растворы.
Термодинамические
факторы
процесса
растворения. Растворимость. Представление об идеальных растворах. Закон
Рауля и следствия из него.
4.2. Электролитическая диссоциация.
Явление
электролитической
диссоциации.
Классификация
электролитов по степени диссоциации. Диссоциация слабых электролитов.
Степень и константа диссоциации. Закон разбавления Освальда.
Диссоциация воды. Понятие «водородный показатель».
Диссоциация сильных электролитов. Активность ионов в растворах.
Кислоты и основания. Основные положения теории кислот и оснований
Аррениуса, Льюиса, Бренстеда-Лоури.
Использование представлений о диссоциации электролитов при
создании систем автоматизации производства.
4.3. Обменные реакции в растворах электролитов
Ионно-обменные реакции – общие закономерности.
Гидролиз солей. Степень и константа гидролиза.
Равновесие в гетерогенных системах Произведение растворимости.
Условия выпадения осадков.
Общее представление о качественном анализе веществ.
Раздел 5. Окислительно-восстановительные процессы. Основы
электрохимии.
5.1. Окислительно-восстановительные процессы
Степень окисления элементов. Окислители и восстановители. Типы
оксилительно-восстановительных процессов. Составление уравнений
окисльно-восстановительных реакций. Влияние среды на глубину
протекания окислительно-восстановительного процесса.
5.2.Основы электрохимии
Понятие «электродный потенциал». Ряд стандартных электродных
потенциалов.
Гальванический
элемент.
Уравнение
Нернста.
Концентрационный элемент. Законы Фарадея. Общее представление о
коррозии и защите металлов.
5.3.Общие свойства металлов.
Поведение металлов в растворах электролитов.
Взаимодействие металлов с растворами кислот, оснований и солей.
Общее представление о комплексных соединениях.
5. Лабораторный практикум
№
№
Наименование лабораторных работ
п/п
раздела
дисциплин
ы
1
2
Классы химических соединений
2
3
Химическая кинетика и равновесие.
3
4
Электролитическая диссоциация.
4
4
Гидролиз солей.
5
4
Произведение растворимости.
6
5
Окислительно-восстановительные реакции.
6.Учебно-методическое обеспечение дисциплины
6.1. Рекомендуемая литература
а) основная литература:
1. Н.Л.Глинка. Общая химия. Л-д., Химия , 2000 год и более поздние
издания.
2.Глинка Н.Л. Задачи и упражнения по общей химии. М., Интеграл-пресс,
1999 год и более поздние издания.
3. Н.В.Коровин. Общая химия, М., Высшая школа, 1998 год и более поздние
издания.
б) дополнительная литература:
1. Я.А.Угай. Общая химия. М., Высшая школа, 2000.
2. У.Слейбо, Т.Персонс. Общая химия. М., Мир, 1979
3. Васильева З.Г., Грановская А.А, Таперова А.А. Лабораторный
практикум по общей и неорганической химии. Л-д, Химия, 1986
4. И.Н.Семенов, И.Л.Перфилова. Общая химия. С-Пб., Химия,2000
6.2. Средства обеспечения освоения дисциплины.
Контролирующие и обучающие программы по кинетике,
электролитической диссоциации, произведению растворимости. Набор
плакатов, диафильмов, демонстрационного оборудования.
7. Материально-техническое обеспечение дисциплины
Специализированные лаборатории по общей и неорганической химии,
учебно-научная аккредитованная химико-аналитическая лаборатория,
лекционная аудитория, оборудованная проектным монитором, приборы и
установки для гравиметрических, оптических и электрохимических
исследований.
8. Методические рекомендации по организации изучения
дисциплины.
Не предусмотрены.
Программа
составлена
в
соответствии
с
Государственными
образовательными стандартами высшего профессионального образования
для подготовки дипломированных специалистов по направлению 657900
«Автоматизированные технологии и производства» и для подготовки
бакалавров по направлению 550200 «Автоматизация и управление»
Составитель программы – профессор кафедры общей и неорганической
химии, доктор технических наук М.Л.Медведева.
Профессор кафедры общей и
неорганической химии д.т.н.
Заведующий кафедрой общей
и неорганической химии проф., д.х.н.
М.Л.Медведева
А.Г.Дедов
Программа ободрена методической комиссией факультета автоматики и
вычислительной техники
Председатель методической
комиссии факультета АиВТ
проф., д.т.н.
Л.И.Григорьев
Начальник УМУ профессор
В.С.Шейнбаум