МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН
КАЗАХСКИЙ НАЦИОНАЛЬНЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ
ИМЕНИ К. И.САТПАЕВА
Естественно-гуманитарный институт имени Аль-Машани
Кафедра химии
УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКИЙ КОМПЛЕКС
ДИСЦИПЛИНЫ СТУДЕНТА
по дисциплине “ химия”
для специальностей: 050602 – Информатика, 050723 – Техническая физика, 050708- Нефтегазовое дело, 050710 – Материаловедение и технология новых материалов, 050706 – Геология и разведка месторождений полезных ископаемых, 050716 – Приборостроение, 050707 – Горное дело, 050732 – Стандартизация, метрология и сертифи-кация, 050724 – Технологические машины и оборудование
АЛМАТЫ 2014
Учебно-методический комплекс по дисциплине “ химия” для студентов КазНТУ имени для специальностей: 050602 – Информатика, 050723 – Техническая физика, 050708- Нефтегазовое дело, 050710 – Материаловедение и технология новых материалов, 050706 – Геология и разведка месторождений полезных ископаемых, 050716 – Приборостроение, 050707 – Горное дело, 050732 – Стандартизация, метрология и сертификация, 050724 – Технологические машины и оборудование.
Составитель кафедра химия, Алматы: КазНТУ, 2014.
Составители : кандидат химических наук, ст. преподаватель
Сейткалиева Нургуль Жарылкагановна
Аннотация
Учебно-методический комплекс для студентов специальности: 050709 по дисциплине «химия», являющейся теоретической основой химико-технологических процессов и позволяющей решать задачи эффективного управления производством, состоит из рабочей учебной программы (Syllabus) и активного раздаточного материала.
УМК ДС разработан в соответствии с квалификационными характеристиками, типовыми и рабочими учебными планами специальностей.
Рабочая учебная программа содержит цель и задачи курса, перечень и виды заданий, календарный график их выполнения, виды контроля и оценку знаний студентов.
Активный раздаточный материал включает тематический план курса, краткий конспект лекций, планы лабораторных занятий и занятий в рамках самостоятельной работы студентов в присутствии преподавателя (СРСП) и без него (СРС).
Для проверки усвоения материала и в помощь студентам при подготовке к экзамену приводятся тестовые задания для самоконтроля и экзаменационные вопросы по дисциплине.
УМК является основой организационно-методического обеспечения учебного процесса, помогает организовать и управлять познавательной деятельностью студентов при изучении физической химии.
© Казахский национальный технический университет
имени , 2014
1. Учебная программа дисциплины SYLLABUS.
1.1. Данные о преподавателях:
Преподаватель, ведущий занятия ________
ст. преподаватель, кандидат химических наук
Контактная информация 92-64-98 (вн. 2-80)
Время пребывания
на кафедре _____________________10.30 – 18.30__________
1.2. Данные о дисциплине:
Название _____ химия_________
Количество кредитов______ 3_______________
Место проведения___кафедра химии, № 000, 904, 1002, 1004 химические
лаборатории______
Таблица 1
Выписка из учебного плана
Академических часов в неделю | Форма контроля | ||||||||
Курс | Семестр | Кредиты | Лекции | Лаборат. занятия | Практич.. занятия/ семинарн. занятия | СРС* | СРСП* | Всего | |
1 | 1 | 2 | 1 | 1 | - | 2 | 2 | 6 | экзамен |
1.3. Пререквизиты дисциплины: для изучения курса «Химии» студентам необходимы знания следующих дисциплин: Математика (элементы алгебры и геометрии); Физика (раздел: электричество, электролиты).
1.4. Постреквизиты дисциплины: знания по данной дисциплине необходимо для изучения Прикладной химии (раздел «Аналитическая химия»), физическая химия, нефтехимия.
1.5. Краткое описание дисциплин.
Современному инженеру-технологу необходим достаточно широкий объём химических знаний, при этом основную теоретическую базу химических знаний должен дать курс «химия». Химия рассматривает законы, теоретические положения и выводы, которые лежат в основе всех химических дисциплин, изучает свойства и взаимоотношения химических элементов, основанные на периодическом законе и на современных представлениях о строении вещества. Дисциплина «химия» ставит своей целью приобретение студентами основополагающих химических знаний и применения основных понятий и закономерностей химии при дальнейшем обучении и непосредственно в практической деятельности.
В результате изучения дисциплины студенты должны знать: основные стехиометрические законы химии; взаимосвязь между структурой периодической таблицы и распределением электронов внутри атома; основные положения теории о природе химической связи; свойства растворов неэлектролитов и электролитов; смысл терминов «окисление», «восстановление», «окислительно-восстановительная реакция»; понятия и суть основных процессов электрохимии.
Студенты должны приобрести умения: применять основные стехиометрические законы химии при решении задач, перевод молей вещества к массе, числу атомов, ионов, молекул; рассчитывать выход продукта по химическим уравнениям; записывать, применяя периодический закон, электронную формулу любого элемента, исходя из его положения в периодической системе; объяснить природу ковалентной связи; уравнивать окислительно-восстановительные реакции; определять направление протекания реакции; определять направление смещения химического равновесия, применяя принцип Ле-Шателье; на основе периодического закона и теории строения вещества прогнозировать физические и химические свойства элементов – металлов и неметаллов и их соединений.
1.6. Перечень и виды заданий и график их выполнения.
Систематическая и регулярная работа студента в течение семестра оценивается текущим и рубежным контролем. Текущий контроль осуществляется через оценку лабораторных работ (15 работ) и трех письменных домашних заданий (СР).
В течение семестра проводятся два рубежных контроля методом тестирования.
График выполнения работ в семестре приводится в таблице 2.
Таблица2.
Виды заданий и сроки их выполнения.
Виды контроля | Вид работы | Тема работы | Ссылки на рекомен- дуемую литературу с указанием страниц | Бал-лы | Сроки сдачи |
1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 |
Текущий контроль | Лабораторная работа №1 | Классы неорганических соединений | 5доп. [ 2-7 ] 9доп. [4-8] | 2 | 2 неделя |
Лабораторная работа №2 | Определение эквивалентной массы цинка | 2осн. [12-19] 8доп. [35-37] | 3 | 3 неделя | |
Контрольная работа 1 | Классы неорганических соединений Основные понятия и законы химии. | 5доп. [ 2-7 ] 9доп. [4-8] 2осн. [12-19] 8доп. [35-37] | 6 | 4 неделя | |
Лабораторная работа №3 | Скорость химической реакции Смещение химического равновесия | 1осн. [168-178] 2осн. [9-19] 3осн. [24-32], [168-173] 8доп. [42-45] 9доп. [4-11] | 4 | 5 неделя | |
Лабораторная работа №4 | Ионные процессы | 1осн. [146-147] 8доп. [47-48] | 2 | 6 неделя | |
Самостоятель-ная работа I | Классы неорганических соединений Основные понятия и законы химии. Строение атома и система-тика химических элемен-тов. Химическая связь | 5доп. [ 2-7 ] 9доп. [4-8] 2осн. [12-19] 8доп. [35-37] 1осн. [146-147] 8доп. [47-48] | 3 | 7 неделя | |
Лабораторная работа №5 | Гидролиз солей. Растворы | 3осн. [206-219] 8доп. [64-68] | 2 | 9 неделя | |
Контрольная работа 2 | Строение атома и систе-матика химических эле-ментов. Химическая связь. Гидролиз солей. Растворы | 1осн. [146-147] 8доп. [47-48] 3осн. [206-219] 8доп. [64-68] | 6 | 10 неделя | |
Лабораторная работа №6 | Окислительно-восстанови-тельные реакции | 1осн. [17-70] 2осн. [26-95] 5доп. [50-73] 9доп. [11-17] | 3 | 11 неделя | |
Лабораторная работа №7 | Гальванические элементы. Ряд напряжений металлов Электролиз солей | 2осн. [224-229] 8доп. [86-90] | 4 | 12 неделя | |
Самостоятель-ная работа IІ | Растворы. Окислительно-восстановительные реакции. Основы электрохимии | 2осн. [224-229] 3осн. [195-223] 4осн. [125-162] 5доп. [101-145] 8доп. [86-90] 9доп. [24-31] | 3 | 13 неделя | |
Лабораторная работа №8 | Комплексные соединения | 2осн. [138-162] 8доп. [120-126] | 2 | 14 неделя | |
Рубежный контроль | I-Тестирование | Основные понятия и законы химии. Строение атома и систематика химических элементов. Химическая термодина-мика и химическая кине-тика. Смещение химического равновесия. | 1осн. [17-151] 2осн. [26-136] 3осн. [15-125] 7доп. [37-100] 9доп. [4-24] | 10 | 8 неделя |
II –Тестирование | Растворы (Свойства рас-творов неэлектролитов и электролитов). Окислительно-восстано-вительные реакции. Основы электрохимии. Комплексные соединения | 1осн. [204-320] 2осн. [138-158, 191-262] 3осн. [143-165,194-244] 7доп. [101-205] 9доп. [24-42] 10доп. [5-11] | 10 | 15 неделя | |
Итоговый контроль | Экзамен (тестирование) | Все изученные темы дисциплины | 40 | Сессия |
1.7. Список литературы.
Список основной литературы.
1. Коровин химия – М.: «Высшая школа», 2003г. – 557с.
2. Зайцев химия. – М.: «Химия», 1990г.
3. «Курс химии» М.: «Высшая школа», 1985г.
4. , Юстратов – СПб.: «Лань», 2003г. – 480с.
5. Васильева работы по общей и неорганической химии – М.: «Химия», 1979г. – 336с.
Список дополнительной литературы.
5. Глинка химия. - М.: «Интеграл-Пресс», 2002г. – 728с.
6. Хомченко химия. – М.: «Новая волна», 2002г. – 464с.
7. и др. Сборник задач и упражнений по общей химии. – М.: «Высшая школа», 1991г. – 43с.
8. Глинка и упражнения по общей химии. Ленинград, 2002.
9. Карапетьянц химических уравнении, М.: «Высшая школа», 1988г.
10. Электронные учебники
Контроль и оценка знаний
По кредитной технологии обучения для всех курсов и по всем дисциплинам Казахского национального технического университета имени применяется рейтинговый контроль знаний студентов. Сведения об оценке знаний осуществляются по балльно-рейтинговой системе в виде шкалы, где указываются все виды контроля.
При итоговом контроле знаний возможен один из трех вариантов распределения баллов (таблица), определенный рабочим учебным планом специальности.
Рейтинг каждой дисциплины, которая включена в рабочий учебный план специальности, оценивается по 100 - бальной шкале независимо от итогового контроля.
Для каждой дисциплины устанавливаются следующие виды контроля: текущий контроль, рубежный контроль, итоговый контроль.
Видами текущего контроля являются контрольные работы, рефераты, семестровые задания, коллоквиумы, выполнение лабораторных работ и др. К итоговому контролю относятся курсовой проект или курсовая работа и экзамен. В зависимости от видов итогового контроля применяется различная разбалловка видов контроля (таблица 3).
Таблица 3
Распределение рейтинговых баллов по видам контроля
№ вариантов | Вид итогового контроля | Виды контроля | Баллы |
1. | Экзамен | Итоговый контроль | 40 |
Рубежный контроль | 20 | ||
Текущий контроль | 40 |
Для обеспечения систематического и регулярного контроля за учебной работой студентом в течение семестра в КазНТУ применяется рейтинговый контроль знаний.
Суммарный итоговый рейтинг дисциплины равен 100 баллам. Итоговым контролем (во время сессии) является экзамен, который максимально оценивается в 40 баллов.
В течение семестра проводятся 2 рубежных тестовых контроля (на восьмой и пятнадцатой неделях), оценивающиеся по 10 баллов и 2 контрольных работ оценивающиеся по 6 баллов.
В текущий контроль оценки знаний студентов входят выполнение 10 лабораторных работ (оценивающихся в 2-3 балла в зависимости от сложности и объёма работы).
Сроки сдачи результатов текущего контроля приведены в календарном графике учебного процесса (таблица 4).
Таблица 4
Календарный график учебного процесса по дисциплине «химия»
Неде-ли | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 | 12 | 13 | 14 | 15 | Ито-го |
Виды конт-роля | Л-1 | Л-2 | К1 | Л-3 | Л-4 | СР1 | Р К1 | Л-5 | К2 | Л-6 | СР2 | Л-7 | Л-8 | РК2 | ||
Баллы | 2 | 3 | 6 | 4 | 2 | 3 | 10 | 2 | 6 | 3 | 3 | 4 | 2 | 10 | 60 |
Виды контроля: Л – лабораторная работа, К-контрольная работа,
СР – семестровая работа, РК – рубежный контроль
Студент допускается к сдаче экзамена, если за семестр его суммарный рейтинговый балл больше или равен 30 баллам. Экзамен считается сданным в случае набора 20 баллов и выше. Итоговая оценка по дисциплине определяется по шкале (таблица 5).
Таблица 5
Оценка знаний студентов
Оценка | Буквенный эквивалент | Рейтинговый балл (в процентах %) | В баллах |
Отлично | А | 95-100 | 4 |
А- | 90-94 | 3,67 | |
Хорошо | В+ | 85-89 | 3,33 |
В | 80-84 | 3,0 | |
В- | 75-79 | 2,67 | |
Удовлетворительно | С+ | 70-74 | 2,33 |
С | 65-69 | 2,0 | |
С- | 60-64 | 1,67 | |
D+ | 55-59 | 1,33 | |
D | 50-54 | 1,0 | |
Неудовлетворительно | F | 0-49 | 0 |
Перечень вопросов для проведения контроля по модулям и промежуточной аттестации
Модуль I.
1. Какая масса меди будет получена из 1т медного колчедана, содержащего 10% CuFeS2?
2. Какая масса меди может быть получена из 1т при восстановлении 1моль и 1г оксида меда?
3. Какой объем (л) СО2 выделяется (при н. у.) при термическом расположении 1 моль NaHCO3?
4. Сколько H2SO4 можно получить из 1т руды, содержащей 10% медного колчедана?
5. Какой объем (л) хлора при н. у. выделится по реакции:
K2Cr2O7 + HCl → CrCl3 + Cl2 + KCl + H2O, если в реакцию вступил 1моль K2Cr2O7 ?
6. Строение атомов элементов главной Ι группы.
7. Строение атомов элементов подгруппы меди.
8. Строение атомов элементов главной подгруппы ΙΙΙ группы.
9. Строение атомов элементов подгруппы скандия.
10. Строение атомов элементов главной подгруппы VΙΙ группы.
Методические рекомендации (6-10): Выполнение задания заключается в следующем: а) на-писать электронные формулы атомов указанных элементов; б) определить семейство элементов; в) подчеркнуть валентные электроны; г) написать электронно-графические формулы для валент-ных электронов в основном и возбужденном состояниях; д) определить возможные степени окисления и привести примеры соединений в этих степенях окисления; е) сравнить изменение радиусов элементов, металлических – амфотерных – неметаллических свойств, электроотрица-тельности, энергии ионизации.
11. Объясните природу химической связи и выделение энергии при образовании молекул из атомов.
12. Сформулируйте основные положения теории валентных связей.
13. Какую химическую связь называют ковалентной? Какими свойствами обладает этот тип связи?
14. Какую ковалентную связь называют полярной? Что служит количественной мерой полярно-сти связи?
15. Какой способ образования ковалентной связи называют доноро-акцепторным? Приведите пример. Укажите донор, акцептор.
16. Какие квантовые числа используются для описания энергетического состояния электрона в атоме?
17. В чем заключается принцип Паули? Может ли быть на каком-нибудь подуровне атома p7,d12, p4, d8 электронов?
18. Что такое электроотрицательность? Как изменяется электроотрицательность p- элементов в периоде, в группе периодической системы с увеличением порядкового номера элемента? Поче-му?
19. Что такое энергия ионизации? В каких единицах она выражается? Как изменяется восстановительная активность s- и p- элементов в группах периодической системы с увеличением порядкового номера?
20. Что общего и какое различие у элементов одной группы, но равных подгрупп периодической системы?
21. Используя правила Клечковского, составьте последовательность заполнения орбиталей в ато-мах.
22. Какую ковалентную связь называют σ- и π- связью? Изобразите типы перекрывания атомных орбиталей при образовании этих связей.
Модуль II.
1. Что такое растворитель? Растворимость? Какой раствор называется насыщенным?
2. Назовите способы выражения состава растворов.
3. Что такое массовая доля? В чем она выражается?
4. Что выражает молярная концентрация? Сколько граммов NaOH нужно взять для приготовления 2М раствора?
5. Что выражает нормальная (эквивалентная) концентрация? Сколько граммов H2SO4 содержится в 1н. растворе?
6. Что такое моляльность? Титр?
7. Сформулируйте 1 закон Рауля.
8. Сформулируйте 2 закон Рауля.
9. На чем основан эбуллиоскопический и криоскопический методы определения молярных масс веществ.
10. Какие вещества являются электролитами? Дайте определение электролитов.
11. Как происходит диссоциация ионных и ковалентных соединений?
12. Что такое степень электролитической диссоциации? От чего она зависит?
13. Какие вещества относятся к сильным, слабым электролитам?
14. Чему равна константа диссоциации? От каких факторов она зависит?
15. В каких случаях ионные реакции идут до конца?
16. Какая величина характеризует способность малорастворимого электролита растворяться?
17. Какие растворы называются нейтральными? Кислыми? Щелочными?
18. Что такое степень гидролиза? От каких факторов она зависит?
19. Что такое конечный (полный) гидролиз?
20. Как определяется ЭДС гальванического элемента?
21. Что такое электролиз? Где он используется?
24.Что такое комплексообразователь? Что такое лиганд? Что такое координационное число комплексообразователя?
Вопросы для подготовки к промежуточной аттестации:
1. Какие бинарные соединения называются оксидами? Какие типы оксидов Вы знаете? Дайте определение этих типов оксидов.
2. Какие вещества называются основаниями? Какие вещества называются щелочами?
3. Какие вещества называются кислотами? Какие соединения называются солями? Как классифицируют соли?
4. Дайте определение понятий: атом, молекула, элемент, простое вещество.
5. Сформулируйте закон постоянства состава. В чем заключается относительный характер этого закона?
6. Какие 2 следствия имеет закон Авогадро?
7. Какие параметры определяют физическое состояние газа? Какие условия состояния газа называются нормальными?
8. Что называется эквивалентом элемента? Что называется эквивалентом вещества? Сформули-руйте закон эквивалентов.
9. Сформулируйте основные положения теории валентных связей.
10. Как по методу МО записать электронную конфигурацию молекулы?
11. Что такое степень электролитической диссоциации? От чего она зависит?
12. Что такое водородный показатель среды?
13. Сформулируйте понятие гидролиза солей. Какие соли могут подвергаться гидролизу?
14. Какие реакции называются окислительно-восстановительными? Приведите примеры.
15. Какие типы ОВР вы знаете? Приведите примеры реакций по каждому типу.
1.9. Политика и процедура курса.
Все виды аудиторных занятий (лекции, практические и лабораторные работы, СРСП) подлежат обязательному посещению всеми студентами. В случае пропусков лекции или практического занятия по уважительной причине (что должно быть подтверждено документально) разрешается переписать содержание лекции или практического занятия у студентов группы, а задания и консультации по пропущенным занятиям получить у преподавателя индивидуально в офисное время. Любые пропуски лабораторных работ подлежат обязательной отработке в лабораториях.
Поскольку вся учебная работа студентов в течение семестра основана на рейтингово-балльной системе, студент должен своевременно выполнять и сдавать работы строго по календарному графику (см. табл. 2-3). Сдача видов контроля осуществляется в той последовательности, как она логически выстроена и запланирована при изучении курса.
2 СОДЕРЖАНИЕ АКТИВНОГО РАЗДАТОЧНОГО МАТЕРИАЛА.
2.1. Изучение дисциплины «химия» предполагает обязательные лекционные, практические и лабораторные занятия, а также самостоятельную работу студентов (СРС и СРСП). Такие комплексные занятия обеспечивают усвоение курса, способствуют приобретению студентами фундаментальных химических знаний.
Тематический план курса составляется в виде таблицы, где указываются наименование темы и количество академических часов, предусмотренных для каждой темы
Таблица 5.
Тематический план курса
Наименование темы | Количество академических часов | |||
Лекция | Лабораторные | СРСП | СРС | |
1. Введение. Предмет химии. Основные понятия и законы химии | 3 | 2 | 3 | 3 |
2. Строение атома и систематика химических элементов.. | 2 | - | 5 | 5 |
3. Химическая связь | 1 | - | 3 | 3 |
4. Общие закономерности протекания химических реакций | 2 | 2 | 4 | 4 |
5. Растворы | 2 | 4 | 4 | 4 |
6. Окислительно-восстановительные реакции | 2 | 3 | 5 | 5 |
7. Основы электрохимии | 2 | 2 | 4 | 4 |
8. Комплексные соединения | 1 | 2 | 2 | 2 |
Всего часов | 15 | 15 | 30 | 30 |
