一、考試方式和時間
本課程考試分為《無機(jī)化學(xué)》和《材料科學(xué)與工程導(dǎo)論》兩部分,各占100分,卷面滿分值200分。采用閉卷、筆試形式,考試時間150分鐘。
二、主要參考書目
1、《無機(jī)化學(xué)》(第五版),天津大學(xué)無機(jī)化學(xué)教研室編寫,王建輝、崔建中、王興堯、秦學(xué)等修訂,高等教育出版社,2018年6月。
2、《材料科學(xué)與工程導(dǎo)論》(第一版),王高潮主編,蔡璐、翟紅雁副主編,機(jī)械工業(yè)出版社,2006年1月(2019年7月重印)。
三、考試基本要求
1、《無機(jī)化學(xué)》部分:通過化學(xué)熱力學(xué)基礎(chǔ)、化學(xué)平衡、化學(xué)反應(yīng)速度等掌握化學(xué)反應(yīng)的方向、速率、限度以及能量變化等基本問題;掌握近代物質(zhì)結(jié)構(gòu)基本理論;掌握溶液中四大平衡(酸堿平衡、沉淀-溶解平衡、氧化還原平衡、配位平衡)的相關(guān)知識和有關(guān)計算。
2、《材料科學(xué)與工程導(dǎo)論》部分:掌握材料科學(xué)與工程的內(nèi)涵;掌握各種材料(金屬材料、無機(jī)非金屬材料、高分子材料、復(fù)合材料等)的性質(zhì)、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、生產(chǎn)設(shè)備、生產(chǎn)工藝與應(yīng)用;建立從材料設(shè)計、組織控制、制備加工到性能評價與工程應(yīng)用的概念體系。
四、考試題型
選擇題、填空題、名詞解釋、判斷題、簡答題。
五、考試內(nèi)容及要求
1、《無機(jī)化學(xué)》部分:
第01章化學(xué)反應(yīng)中的質(zhì)量關(guān)系和能量關(guān)系
知識點(diǎn):熱力學(xué)基本概念,狀態(tài)函數(shù),熱力學(xué)第一定律,熱化學(xué)方程式,化學(xué)反應(yīng)焓變,蓋斯定律。
考試要求:熟悉體系與環(huán)境、狀態(tài)函數(shù)、熱、功、熱力學(xué)能的概念和標(biāo)準(zhǔn)摩爾生成焓的含義;理解化學(xué)計量數(shù)和反應(yīng)進(jìn)度的含義,會用熱化學(xué)方程式和標(biāo)準(zhǔn)摩爾生成焓計算標(biāo)準(zhǔn)摩爾反應(yīng)焓變;掌握蓋斯定律及其應(yīng)用。
第02章化學(xué)反應(yīng)的方向、速率和限度
知識點(diǎn):化學(xué)反應(yīng)速率方程,反應(yīng)進(jìn)度,活化能和活化分子,熵和吉布斯自由能,化學(xué)平衡和標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù),化學(xué)平衡的移動。
考試要求:理解化學(xué)反應(yīng)速率方程和以反應(yīng)進(jìn)度定義的反應(yīng)速率的概念;熟悉濃度、溫度、催化劑對反應(yīng)速率的影響;掌握化學(xué)反應(yīng)熵變的計算;掌握吉布斯自由能變的計算,并以此判斷反應(yīng)進(jìn)行的方向;掌握化學(xué)平衡的概念、標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)表達(dá)式的書寫及有關(guān)計算;掌握濃度、壓力、溫度對化學(xué)平衡移動的影響。
第03章酸堿反應(yīng)和沉淀反應(yīng)
知識點(diǎn):溶液的酸堿性和pH值,弱電解質(zhì)的解離平衡,解離度,稀釋定律,鹽的水解,同離子效應(yīng),緩沖溶液,沉淀-溶解平衡,溶度積規(guī)則。
考試要求:掌握一元弱酸、弱堿溶液的pH值的求算;掌握緩沖溶液的作用原理及pH值的求算;掌握鹽類水解的實(shí)質(zhì)及鹽溶液pH值的求算;熟悉難溶電解質(zhì)的沉淀-溶解平衡;掌握沉淀的溶解與生成、分步沉淀、沉淀轉(zhuǎn)化及相關(guān)計算。
第04章氧化還原反應(yīng)與應(yīng)用電化學(xué)
知識點(diǎn):氧化還原反應(yīng)方程式的配平,原電池,電極電勢,能斯特方程,元素的標(biāo)準(zhǔn)電極電勢圖。
考試要求:能用氧化數(shù)法和離子-電子法配平氧化還原反應(yīng)方程式;了解原電池的構(gòu)成與表示方法,熟悉氧化還原平衡和電極電勢的概念及應(yīng)用;熟練能斯特方程及其應(yīng)用;掌握元素標(biāo)準(zhǔn)電極電勢圖及其應(yīng)用。
第05章原子結(jié)構(gòu)與元素周期性
知識點(diǎn):原子軌道、波函數(shù)、概率、概率密度、電子云等相關(guān)概念,四個量子數(shù)的取值及物理意義,原子核外電子排布原理,原子性質(zhì)的周期性。
考試要求:熟悉s、p、d原子軌道與電子云的角度分布圖(形狀和伸展方向);熟悉四個量子數(shù)符號、取值和物理意義,并能用四個量子數(shù)描述核外電子的運(yùn)動狀態(tài);掌握常見元素原子的核外電子排布和各區(qū)、各周期、各族元素原子電子層結(jié)構(gòu)特征;熟悉原子半徑、電離能、電子親合能、電負(fù)性等性質(zhì)的周期性變化。
第06章分子的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)
知識點(diǎn):價鍵理論,雜化軌道理論,分子幾何構(gòu)型,分子軌道理論,分子的極性,分子間力,氫鍵。
考試要求:從價鍵理論理解共價鍵的形成、特性和類型(σ鍵、π鍵);掌握分子幾何構(gòu)型與雜化軌道類型的對應(yīng)關(guān)系;掌握第一、二周期同核雙原子分子的電子在分子軌道能級圖中的分布,并推測其磁性和穩(wěn)定性;熟悉分子的極性、分子間力、氫鍵及其對物質(zhì)性質(zhì)的影響。
第07章固體的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)
知識點(diǎn):晶體和非晶體,晶格能,離子極化
考試要求:了解晶體、非晶體的概念和特征;理解不同類型晶體(離子、分子、原子、金屬晶體,混合型晶體)的結(jié)構(gòu)特征及其與物質(zhì)性質(zhì)的關(guān)系;理解晶格能對離子化合物熔點(diǎn)、硬度的影響;了解離子極化的概念,理解離子極化對物質(zhì)結(jié)構(gòu)和性質(zhì)的影響。
第08章配合物的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)
知識點(diǎn):配合物的概念、組成、命名,配合物的價鍵理論,配位平衡和配合物的穩(wěn)定常數(shù),螯合物
考試要求:掌握配合物的組成、命名、化學(xué)式的寫法;熟悉配合物價鍵理論的基本要點(diǎn)、配合物的幾何構(gòu)型與中心離子雜化軌道的關(guān)系;掌握內(nèi)軌型、外軌型配合物的概念、中心離子價電子排布與配離子穩(wěn)定性、磁性的關(guān)系;熟悉配離子的解離平衡、穩(wěn)定常數(shù)及其有關(guān)計算。