[数学]《工程化学基础》教案-第6章-yj
《工程化学》教案·优选.
《工程化学》教案总纲一、课程性质及教学目的：《工程化学》是全校非化学化工专业理工科本科生校级必修课，是素质教育的重要课程之一。
工程化学是从物质的化学组成、化学结构和化学反应出发,密切联系现代工程技术中遇到的如材料的选择和寿命、环境的污染与保护、能源的开发与利用、信息传递、生命科学发展等有关化学问题，深入浅出地介绍有现实应用价值和有潜在应用价值的基础理论和基本知识，使学生在今后的实际工作中能有意识的运用化学观点去思考、认识和解决问题。
该课程的任务是激发学生学习化学的兴趣，将化学的思维方法和能力传授给学生，通过介绍化学理论在工程实际中的应用，把化学对人类进步的影响逐渐渗透到学生的脑海中，从而提高学生的化学素质。
二、课程内容：工程化学课程内容包含绪论、物质的化学组成和聚集状态、化学反应原理、水溶液中的化学反应和水体保护、电化学基础、物质结构基础等六部分。
纵观工程化学所含内容可知，该课程内容较为庞杂。
具有三多的特点；即所谓内容头绪多、原理规律多（涉及原理、规律几十个）、概念定义多，由于该课程具有上述特点，加之微观结构看不见、摸不到。
因此，教师感到难教，学生感到难学。
三、教学对象：非化学化工类理工科本科新生。
四、教学时间：第一学期或第二学期五、教学指导思想：1.从工程实际和生活实际的角度出发讲授《工程化学》，体现21世纪教学理念、教学改革精神和世界工程教育思想。
2.严格按《工程化学》教学大纲及《工程化学实验大纲》进行教学，注意课程内容的准确定位和整体优化，注重课程的趣味性和实用性。
3.开设的实验及课堂讨论应有利于激发学生的学习兴趣、有利于培养学生分析问题、解决问题及知识创新的能力。
六、教学重点：1.系统与环境、反应进度、化学计量数；2.气体分压定律，大气相对湿度，等离子体；3. 稀溶液的依数性；3.晶体及其性质；4.热力学第一定律；5.焓与焓变，熵与熵变，吉布斯函数变；6.盖斯定律；7.化学反应等温式；8.浓度（压力）、温度等因素对化学平衡的影响；9.浓度、温度、催化剂等因素对化学反应速率的影响；10.酸碱质子理论；11.酸碱解离平衡常数；12.缓冲溶液及有关pH计算；13.溶度积及溶度积规则的应用；14.难溶电解质稳定平衡常数；15.四个量子数的意义、符号及电子组态表示的意义；16.杂化轨道理论；17.周期系元素原子的核外电子分布的一般规律；18.分子间作用力；19.氧化还原反应和原电池的关系；20.电极电势的计算及其应用；21.金属腐蚀原理与防护措施。
工程化学基础第三版教学设计
工程化学基础第三版教学设计课程简介《工程化学基础》是一门面向化学工程专业本科学生的基础课程。
本课程旨在从化学工程的角度介绍化学反应、化学平衡、化学动力学、化学热力学等基本概念和方法，并进一步应用到化学反应工程、化工反应器设计等实际问题中。
教学目标通过本课程的学习，学生将能够：1.理解化学反应原理及其应用；2.掌握化学反应动力学及相关计算方法；3.了解化学平衡、热力学基础及应用；4.学习化学反应工程、化工反应器设计等实际问题。
教学内容本课程主要分为四个部分：第一部分：化学反应基础1.化学反应概述；2.化学反应平衡；3.化学反应速率；4.反应机理。
第二部分：化学反应动力学1.反应速率常数的测定方法；2.反应速率方程；3.反应级数；4.反应机理的探讨。
第三部分：化学平衡和热力学基础1.化学平衡；2.反应焓、熵和自由能的计算；3.反应热力学计算。
第四部分：化学反应工程1.化学反应器的类型与分类；2.化学反应器的设计基础；3.化学反应器流态。
教学方法本课程采用多种教学方法，如：1.理论授课；2.实验课程；3.讨论课；4.课程论文。
教学评估本课程采取综合评估方式，包括：1.期中考试；2.实验报告；3.课堂表现；4.课程论文。
教学资料本课程主要参考资料如下：1.Steven S. Zumdahl, Susan A. Zumdahl. Chemical Principles.Houghton Mifflin Company, 2002.2.Keith J. Ldler, John H. Meiser. Physical Chemistry.Benjamin/Cummings Publishing Company, 1982.3.Fogler H. Scott. Elements of Chemical Reaction Engineering.Prentice Hall, 2016.结语通过本课程的学习，学生将掌握化学反应基础、动力学和热力学基础及其应用，以及化学反应工程等相关知识，为其进一步学习化学工程专业提供坚实的基础。
化学第六章讲课教案设计
化学第六章讲课教案设计一、教学目标。
1. 知识与技能：学生能够掌握化学第六章的基本概念和知识，包括化学键的形成、键的性质、化合价和共价键的性质等。
学生能够运用所学知识解决相关化学问题，提高化学思维和实验技能。
2. 过程与方法：通过理论教学和实验操作相结合的方式，培养学生的实验技能和动手能力。
通过案例分析和讨论，培养学生的分析和解决问题的能力。
3. 情感态度与价值观：培养学生对化学的兴趣和热爱，激发学生对科学的探索欲望。
培养学生的合作意识和团队精神，培养学生的实验守则和安全意识。
二、教学重点与难点。
1. 教学重点，化学键的形成和性质，共价键的性质，化合价的计算方法。
2. 教学难点，化学键的形成和性质的理解，化合价的计算方法的掌握。
三、教学内容。
1. 化学键的形成和性质。
1.1 金属键。
金属原子通过电子互相作用而形成金属键，金属键的性质包括导电性、延展性和塑性等。
1.2 离子键。
由金属与非金属原子之间的电子转移而形成，离子键的性质包括硬度、脆性和溶解性等。
1.3 共价键。
共价键是由非金属原子之间的电子共享而形成，共价键的性质包括极性共价键和非极性共价键等。
2. 共价键的性质。
2.1 共价键的长度和能量。
共价键的长度和能量与原子半径和电负性有关。
2.2 共价键的极性。
极性共价键的形成和性质。
3. 化合价的计算方法。
3.1 化合价的概念。
化合价是化合物中元素的结合方式和价态。
3.2 化合价的计算方法。
根据元素的电负性差值来计算元素的化合价。
四、教学方法。
1. 理论教学。
通过PPT课件和教科书的讲解，向学生介绍化学键的形成和性质，共价键的性质，化合价的计算方法等知识点。
2. 实验操作。
设计一些简单的实验，让学生亲自操作，观察化学键的形成和性质，共价键的性质等现象，培养学生的实验技能和动手能力。
3. 案例分析。
通过一些化学反应的案例，让学生分析和讨论化学键的形成和性质，共价键的性质等问题，提高学生的分析和解决问题的能力。
工程化学教案
《工程化学》教案总纲一、课程性质及教学目的：《工程化学》是全校非化学化工专业理工科本科生校级必修课，是素质教育的重要课程之一。
工程化学是从物质的化学组成、化学结构和化学反应出发,密切联系现代工程技术中遇到的如材料的选择和寿命、环境的污染与保护、能源的开发与利用、信息传递、生命科学发展等有关化学问题，深入浅出地介绍有现实应用价值和有潜在应用价值的基础理论和基本知识，使学生在今后的实际工作中能有意识的运用化学观点去思考、认识和解决问题。
该课程的任务是激发学生学习化学的兴趣，将化学的思维方法和能力传授给学生，通过介绍化学理论在工程实际中的应用，把化学对人类进步的影响逐渐渗透到学生的脑海中，从而提高学生的化学素质。
二、课程内容：工程化学课程内容包含绪论、物质的化学组成和聚集状态、化学反应原理、水溶液中的化学反应和水体保护、电化学基础、物质结构基础等六部分。
纵观工程化学所含内容可知，该课程内容较为庞杂。
具有三多的特点；即所谓内容头绪多、原理规律多（涉及原理、规律几十个）、概念定义多，由于该课程具有上述特点，加之微观结构看不见、摸不到。
因此，教师感到难教，学生感到难学。
三、教学对象：非化学化工类理工科本科新生。
四、教学时间：第一学期或第二学期五、教学指导思想：1.从工程实际和生活实际的角度出发讲授《工程化学》，体现21世纪教学理念、教学改革精神和世界工程教育思想。
2.严格按《工程化学》教学大纲及《工程化学实验大纲》进行教学，注意课程内容的准确定位和整体优化，注重课程的趣味性和实用性。
3.开设的实验及课堂讨论应有利于激发学生的学习兴趣、有利于培养学生分析问题、解决问题及知识创新的能力。
六、教学重点：1.系统与环境、反应进度、化学计量数；2.气体分压定律，大气相对湿度，等离子体；3. 稀溶液的依数性；3.晶体及其性质；4.热力学第一定律；5.焓与焓变，熵与熵变，吉布斯函数变；6.盖斯定律；7.化学反应等温式；8.浓度（压力）、温度等因素对化学平衡的影响；9.浓度、温度、催化剂等因素对化学反应速率的影响；10.酸碱质子理论；11.酸碱解离平衡常数；12.缓冲溶液及有关pH计算；13.溶度积及溶度积规则的应用；14.难溶电解质稳定平衡常数；15.四个量子数的意义、符号及电子组态表示的意义；16.杂化轨道理论；17.周期系元素原子的核外电子分布的一般规律；18.分子间作用力；19.氧化还原反应和原电池的关系；20.电极电势的计算及其应用；21.金属腐蚀原理与防护措施。
工程化学教案
工程化学教案——第六章化学与能源主讲教师：董文魁、许力、李静萍等使用教材：许力等编著，《工程化学》，兰州大学出版社授课对象：非化学类各专业学生1•第六章化学与能源（讲授时数: 1学时）一．学习目的和要求了解能源中的燃料燃烧反应的热效应，能源的概况。
二. 本章节重点、难点能源中的燃料燃烧反应的热效应三. 学时分配共1学时四．教学内容：能源：是指提供能量的自然资源。
能源的消费水平在很大程度上是一个国家综合实力的表现。
存在于自然界，可直接获得而勿须改变其形态和性质的能源称为一次能源，亦称天然能源。
其中风能；水能、太阳能、地热能、生物能、潮汐能等不会随着人们的使用而减少，称之为可再生能源。
而矿物能源如煤炭、石油、核燃料等，有些已经出现资源枯竭的危险．这些能源称为非再生能源。
由一次能源经加工、转换或改质而得到的另一类型能源产物称二次能源，如电能、氢能、汽（煤）油等。
二、几种主要的能源1. 太阳能：有从太阳获取大量辐射的光和热，经植物的光合作用转化为生物质的化学能；埋藏在地下的动植物残骸经漫长的地质作用而转化为煤炭、石油、天然气等化石能；江河湖海中的水，经日晒蒸发再凝聚降落在高山丘陵而形成水力能及其风能等。
可以说：太阳能是地球上主要能源的总来源。
2. 石油：由于热值比煤高而且开采、运输均较容易，实用性也强，用途广泛，占据能源消费的首位，目前维持在6%~47%。
3. 天然气：系指气田、油田等处产生的可燃性碳氢化台物目前巳成为世界第三位的能源。
除此，还有核能、化学能等。
三、我国的能源状况自古以来，我国一直以薪柴作为燃料。
近代的中国城市以煤炭和木柴为主要能源，广大农村主要靠桔杆和柴草为生活能源。
我国能源资源总量十分丰富，资源品种也较齐全，但是由于我国人口众多，人均能量资源占有量仅为世界平均平的 50%；另外，我国能源分布极不均衡，工业较发达的东南沿海地区煤炭和水力资源短缺。
丰富的水力资源主要在西南交通不便和地形复杂的地区，开发利用难度较大。
《工程化学电子教案》课件
《工程化学电子教案》PPT课件第一章：工程化学概述1.1 课程介绍了解工程化学的课程目标和重要性了解工程化学的基本概念和研究内容1.2 工程化学的基本概念解释工程化学的定义解释工程化学与相关学科的关系1.3 工程化学的研究内容介绍工程化学的研究领域和主要内容强调工程化学在工程应用中的重要性第二章：物质的结构与性质2.1 物质的基本结构介绍原子、分子和离子的基本结构解释化学键的类型和性质2.2 物质的性质介绍物质的物理性质和化学性质解释物质的溶解性、反应性和稳定性等概念2.3 物质的结构与性质的关系介绍结构决定性质的原则强调结构与性质之间的关系在工程化学中的应用第三章：化学反应与工程3.1 化学反应的基本概念解释化学反应的定义和类型介绍化学反应的平衡和速率3.2 化学反应的工程应用介绍化学反应在工程领域的应用实例强调化学反应在工程设计和操作中的重要性3.3 化学反应工程的基本原理介绍化学反应工程的原理和方法解释化学反应工程的目的是提高反应效率和产物质量第四章：物质的状态与相变4.1 物质的状态介绍物质固态、液态、气态和等离子态的基本性质解释不同状态之间的相互转化和相变的条件4.2 相变及其工程应用介绍相变的类型和特点强调相变在工程领域的应用实例，如材料加工、能源转换等4.3 相图及其应用介绍相图的基本概念和表示方法解释相图在工程设计和材料选择中的应用第五章：溶液与溶解度5.1 溶液的基本概念解释溶液的定义和组成介绍溶液的制备方法和浓度表示方法5.2 溶解度与溶解度规律解释溶解度的定义和表示方法介绍溶解度规律及其在工程中的应用5.3 溶液的性质与工程应用介绍溶液的物理性质和化学性质强调溶液在工程领域的应用实例，如腐蚀控制、材料制备等第六章：工程材料的化学性质6.1 材料的分类与性能介绍工程材料的主要分类及其性能指标解释材料的力学性能、热性能和电性能等6.2 材料的腐蚀与防护介绍材料腐蚀的原因和类型强调腐蚀对工程结构和性能的影响及防护措施6.3 材料的电化学性质与应用解释电化学腐蚀的原理和过程介绍电化学腐蚀的防护方法及其应用第七章：化学动力学与反应速率7.1 化学动力学基本概念解释化学动力学的定义和研究内容介绍化学反应速率和速率常数的概念7.2 反应速率定律推导零级、一级和二级反应速率定律解释活化能、活化分子的概念及其在反应速率中的应用7.3 化学动力学在工程中的应用介绍化学动力学在工程设计和操作中的应用实例强调化学动力学在提高反应效率和优化工艺流程中的重要性第八章：化学平衡与Le Chatelier原理8.1 化学平衡的基本概念解释化学平衡的定义和特征介绍平衡常数及其表达式8.2 Le Chatelier原理解释Le Chatelier原理的含义和应用强调外界条件变化对化学平衡的影响8.3 化学平衡在工程中的应用介绍化学平衡在工程设计和操作中的应用实例强调化学平衡在优化工艺流程和提高产品质量中的重要性第九章：分离技术与工程9.1 常用的分离技术介绍过滤、沉淀、吸附、蒸馏等分离技术的基本原理和操作方法强调不同分离技术在不同工程领域的应用9.2 膜分离技术及其应用解释膜分离技术的基本原理和特点介绍膜分离技术在水和废水处理、化工生产等领域的应用实例9.3 分离过程的优化与节能介绍分离过程优化方法及其在工程中的应用强调节能减排和绿色化学在分离过程中的重要性第十章：环境化学与工程10.1 环境污染与环境保护介绍环境污染的类型和来源强调环境保护的重要性和措施10.2 环境化学基本概念解释环境化学的定义和研究内容介绍环境中有害物质的迁移、转化和降解过程10.3 环境工程与可持续发展介绍环境工程的基本概念和目标强调可持续发展在环境保护和工程实践中的重要性重点和难点解析1. 第一章至第五章主要介绍工程化学的基本概念、研究领域和应用。
《工程化学基础》课程教学大纲
《工程化学基础》课程教学大纲授课专业：机械自动化学时数：36 学分：2•课程的性质和目的《工程化学基础》是非化工类各专业培养现代工程技术和管理人才的必修基础课，是工科非化工类各专业（本科）化学类课程的终结课程，将为工科非化工类各专业的专业课程学习提供必要的化学理论知识基础。
本课程从物质的化学组成、化学结构和化学反应出发，结合工程材料、环境污染、能源开发、信息传递、生命科学等当今五大领域的有关化学问题进行讨论，帮助学生建立物质变化的观点和能量变化的观点，提高学生的基本素质和创新能力。
•课程教学内容第一章绪论（2学时）要求一般理解与掌握的内容：系统、相、物质的量及反应进度的概念。
重点；相的概念。
难点：反应进度的概念和表达式的导出。
第二章物质的化学组成和聚集状态（6学时）要求一般理解和掌握的内容有：具有复杂化学组成的物质、高分子化合物、配位化合物、生物大分子、晶体与非晶体、固体吸附剂、固体废弃物、石油、表面活性剂、大气相对湿度、酸雨、温室效应和臭氧层空洞、气溶胶、等离子体等概念。
水的性质及其应用。
稀溶液的依数性。
理想气体状态方程式。
重点：稀溶液的依数性；理想气体状态方程式的应用条件和相关计算。
难点：稀溶液依数性的相关计算及应用。
第三章物质的结构和材料的性质（6学时）要求一般理解和掌握的内容有：电子运动的特征。
原子轨道和电子云。
四个量子数。
多电子原子的核外电子排布。
金属元素和金属材料。
能级跃迁和光谱分析。
化学键。
分子间力和氢键。
分子能级跃迁和分子吸收光谱。
高分子的结构和高分子材料。
晶体缺陷。
能带理论。
陶瓷的结构和性能。
复合材料。
重点：离子键理论和共价键理论；四个量子数表征的意义和可取数值。
难点：核外电子运动的特征；原子轨道和电子云的涵义。
第四章化学反应与能源（8学时）要求一般理解和掌握的内容有：热力学能、热效应和焓变、等容过程的热和等压过程的热、标准摩尔焓变、热力学能变和焓变的关系；化学反应的自发性、熵、吉布斯自由能、自由能判据；化学反应速率、影响化学反应速率的因素；化学反应的可逆性、化学平衡和平衡常数、化学平衡的移动；原电池、电极电势的产生、标准电极电势、能斯特方程、电极电势的应用；化学电源、新能源。
《工程化学电子教案》课件
《工程化学电子教案》PPT课件第一章：工程化学简介1.1 课程目标了解工程化学的基本概念和研究对象认识工程化学在工程领域中的应用1.2 教学内容工程化学的定义和发展历程工程化学的研究方法和内容工程化学在工程领域的应用实例1.3 教学方法讲授法：讲解工程化学的基本概念和研究方法案例分析法：分享工程化学在实际工程中的应用案例1.4 教学资源PPT课件：工程化学的基本概念和实例相关阅读材料：工程化学的研究方法和应用领域1.5 教学评估课堂讨论：学生对工程化学的理解和应用案例的讨论课后作业：学生完成相关的阅读材料和练习题第二章：工程材料的化学性质2.1 课程目标了解工程材料的分类和特点认识工程材料的主要化学性质2.2 教学内容工程材料的分类和特点工程材料的化学性质：如腐蚀、氧化、还原等工程材料化学性质的影响因素2.3 教学方法讲授法：讲解工程材料的分类和特点实验法：进行工程材料的化学性质实验，观察和分析实验结果2.4 教学资源PPT课件：工程材料的分类和特点，化学性质的定义和实例实验材料和设备：进行化学性质实验2.5 教学评估课堂讨论：学生对工程材料分类和特点的理解实验报告：学生完成实验的观察和分析报告第三章：工程材料的腐蚀与防护3.1 课程目标了解工程材料腐蚀的原因和危害掌握工程材料腐蚀的防护方法和措施3.2 教学内容工程材料腐蚀的原因和类型：如化学腐蚀、电化学腐蚀等工程材料腐蚀的危害和影响工程材料腐蚀的防护方法：如表面处理、涂层保护等3.3 教学方法讲授法：讲解工程材料腐蚀的原因和类型实验法：进行工程材料腐蚀的实验，观察和分析腐蚀现象3.4 教学资源PPT课件：工程材料腐蚀的原因和类型，防护方法和措施实验材料和设备：进行腐蚀实验3.5 教学评估课堂讨论：学生对工程材料腐蚀原因和类型的理解实验报告：学生完成腐蚀实验的观察和分析报告第四章：工程材料的热处理4.1 课程目标了解工程材料热处理的基本原理和方法掌握工程材料热处理的效果和应用4.2 教学内容工程材料热处理的基本原理：如相变、组织变化等工程材料热处理的方法：如退火、淬火、回火等工程材料热处理的效果：如硬度、韧性、耐磨性等4.3 教学方法讲授法：讲解工程材料热处理的基本原理和方法实验法：进行工程材料热处理的实验，观察和分析热处理效果4.4 教学资源PPT课件：工程材料热处理的基本原理和方法，效果和应用实验材料和设备：进行热处理实验4.5 教学评估课堂讨论：学生对工程材料热处理原理和方法的理解实验报告：学生完成热处理实验的观察和分析报告第五章：工程材料的表面处理5.1 课程目标了解工程材料表面处理的基本概念和方法掌握工程材料表面处理的技术和应用5.2 教学内容工程材料表面处理的基本概念：如表面改性、涂层等工程材料表面处理的方法：如热镀锌、电镀、喷涂等工程材料表面处理的技术和应用：如防腐蚀、提高硬度等5.3 教学方法讲授法：讲解工程材料表面处理的基本概念和方法实验法：进行工程材料表面处理的实验，观察和分析处理效果5.4 教学资源PPT课件：工程材料表面处理的基本概念和方法，技术和应用实验材料和设备：进行表面处理实验5.5 教学评估课堂讨论：学生对工程材料表面处理概念和方法的理解实验报告：学生完成表面处理实验的观察和分析报告第六章：工程化学在金属材料中的应用6.1 课程目标理解金属材料的结构和性质掌握工程化学在金属材料加工、腐蚀与防护中的应用6.2 教学内容金属材料的结构：晶粒结构、phases 等金属材料的性能：机械性能、导电性、热稳定性等工程化学在金属材料中的应用：铸造、焊接、热处理等6.3 教学方法讲授法：讲解金属材料的结构和性能实验法：进行金属材料的性能测试实验6.4 教学资源PPT课件：金属材料的结构和性能，工程化学在金属材料中的应用实例实验材料和设备：进行性能测试实验6.5 教学评估课堂讨论：学生对金属材料结构和性能的理解实验报告：学生完成性能测试实验的报告第七章：工程化学在陶瓷材料中的应用7.1 课程目标理解陶瓷材料的结构和性质掌握工程化学在陶瓷材料加工、制备与性能优化中的应用7.2 教学内容陶瓷材料的结构：晶相结构、气孔结构等陶瓷材料的性能：硬度、强度、热稳定性等工程化学在陶瓷材料中的应用：陶瓷制备、烧结、涂层制备等7.3 教学方法讲授法：讲解陶瓷材料的结构和性能实验法：进行陶瓷材料的性能测试实验7.4 教学资源PPT课件：陶瓷材料的结构和性能，工程化学在陶瓷材料中的应用实例实验材料和设备：进行性能测试实验7.5 教学评估课堂讨论：学生对陶瓷材料结构和性能的理解实验报告：学生完成性能测试实验的报告第八章：工程化学在高分子材料中的应用8.1 课程目标理解高分子材料的结构和性质掌握工程化学在高分子材料合成、改性与应用中的关键作用8.2 教学内容高分子材料的结构：链结构、交联结构等高分子材料的性能：机械性能、热稳定性、溶解性等工程化学在高分子材料中的应用：合成、改性、加工等8.3 教学方法讲授法：讲解高分子材料的结构和性能实验法：进行高分子材料的性能测试实验8.4 教学资源PPT课件：高分子材料的结构和性能，工程化学在高分子材料中的应用实例实验材料和设备：进行性能测试实验8.5 教学评估课堂讨论：学生对高分子材料结构和性能的理解实验报告：学生完成性能测试实验的报告第九章：工程化学在环境工程中的应用9.1 课程目标理解环境工程的基本概念和问题掌握工程化学在环境保护、污染控制与修复中的应用9.2 教学内容环境工程的基本概念：水污染、大气污染、土壤污染等工程化学在环境保护中的应用：废水处理、废气处理、固废处理等污染控制与修复技术：生物降解、吸附、膜分离等9.3 教学方法讲授法：讲解环境工程的基本概念和问题实验法：进行污染控制与修复技术的实验9.4 教学资源PPT课件：环境工程的基本概念，工程化学在环境保护中的应用实例实验材料和设备：进行实验9.5 教学评估课堂讨论：学生对环境工程概念和问题的理解实验报告：学生完成实验的报告第十章：工程化学在生物医学工程中的应用10.1 课程目标理解生物医学工程的基本概念和需求掌握工程化学在生物材料、药物输送和生物传感器等领域的应用10.2 教学内容生物医学工程的基本概念：医疗器械、生物材料、组织工程等工程化学在生物医学工程中的应用：生物材料的制备和性能、药物输送系统、生物传感器等10.3 教学方法讲授法：讲解生物医学工程的基本概念和需求实验法：进行相关应用的实验10.4 教学资源PPT课件：生物医学工程的基本概念，工程化学在生物医学工程中的应用实例实验材料和设备：进行实验10.5 教学评估课堂讨论：学生对生物医学工程概念和需求的理解实验报告：学生完成实验的报告重点和难点解析1. 工程化学简介难点解析：理解工程化学的研究方法和内容，以及如何将工程化学应用于实际工程问题中。
《化学工程基础》教学大纲.doc
《化学工程基础》教学大纲一、课程基本信息课程中文名称：化学工程基础课程英文名称：chemical engineering base课程编号:06121010课程类型：学科基础课总学时：90理论学时54实验学时：36学分：3—5学分适用专业：应用化学先修课程：高等数学，物理，物理化学开课院系：化工与制药学院化学工程部二、课程的性质与任务化学工程基础是工程技术的一个分支，是一门探讨化工生产过程的基木规律、并应用这些规律解决生产问题的学科。
本课程的主要任务是研究化工单元操作及反应过程的基本原理、典型设备的构造及工艺尺寸的计算，通过本课程的学习，使学生理解化学工程规律在化工生产中的应用，获得化工计算及设计的基础训练，培养学生分析和解决有关化工操作中各种问题的能力，以便在化工生产、科研和设计工作中达到强化生产过程、提高产品质景、提高设备生产能力和效率、降低设备投资及产品成本、节能、防止污染及加速新技术开发等方面的目的。
三、课程教学基本要求1.熟练掌握最基木的单元操作的基本概念和基础理论；2.掌握本大纲所要求的单元操作的基本常规计算方法，常见过程的计算和典型设备的设计计算或选型；3.能根据各单元操作在技术上和经济上的特点，对单元过程的典型设备具备基础的判断和选择能力，能够进行过程和设备的选择，以便与操作中物料的特性相适应，从而做到既经济又有效地满足生产工艺的要求；4.熟悉运用过程的基本原理，根据生产实际中的具体要求，对各单元操作进行调节；5.了解化工生产的各单元操作中的故障，能够寻找和分析原因，并提出消除故障和改进过程及设备的途径。
6.培养用工程技术的观点、方法研究应用科学、尤其是科技开发中出现的问题。
四、理论教学内容和基本要求（注：★堂讲授，☆——学生自学，淤——学生选读内容）第一章化学工业与化学工程（★）1、化学工业概述2、化学工程发展趋势。
3、化工过程与单元操作4、化工过程开发简介5、化工数据。
教学要求：1、了解本门课程的研究对象、性质及任务。
《工程化学基础》教案第章yj
工程化学基础教案第章yj一、教学目标本章节旨在让学生了解工程化学基础的基本概念、原理和应用，掌握工程化学基础在实际工程中的重要性和作用，并具备一定的工程化学基础实验技能。
二、教学内容1. 工程化学基础的概念和意义•工程化学的定义和发展历程•工程化学在工程实践中的应用领域•工程化学基础对工程实践的重要性和作用2. 工程化学基础的原理•反应原理和反应动力学•反应器的类型和选择•反应器设计的基本原则3. 工程化学基础实验技术•实验室安全和实验室操作规范•常用的分析仪器和实验设备介绍•常用的实验技术和操作方法三、教学方法本章节的教学将采用以下方法：1.理论授课：通过讲解工程化学基础的概念、原理和应用，帮助学生建立起对该领域的全面认知。
2.示范实验：教师将针对工程化学基础实验技术的操作要点进行示范，学生可以通过观察和实践来掌握实验技能。
3.小组讨论：分组讨论工程化学基础在实际工程中的应用案例，梳理相关知识点并展开讨论，提升学生的综合应用能力。
4.实践实验：将学生分成小组，进行工程化学基础实验，加深对理论知识的理解和实际操作的熟练度。
四、教学评估为了评估学生对工程化学基础的掌握程度，将采用以下评估方式：1.课堂练习：通过给学生一些相关题目进行课堂练习，测试学生对工程化学基础概念的理解和掌握程度。
2.实验报告：要求学生编写实验报告，包括对实验过程的描述、实验结果的分析和实验中遇到的问题以及解决方案等。
3.期末考试：设置期末考试，测试学生对工程化学基础理论和实验技术的综合掌握程度和应用能力。
五、教学资源本章节的教学资源包括但不限于以下内容：1.教材：选择适合的工程化学基础教材，作为学生的参考书。
2.PowerPoint课件：准备相应的课件，以方便学生理解和记忆知识点。
3.实验设备：准备实验所需的仪器设备和实验用品。
4.实验指导书：编写实验指导书，详细介绍实验过程、操作要点和安全注意事项。
六、教学进度安排本章节的教学进度安排如下：课时内容第1课时工程化学基础概念和意义第2课时工程化学基础原理第3-4课时工程化学基础实验技术第5课时小组讨论和实践实验第6课时教学评估和复习回顾七、教学改进措施为了提高教学效果，我们将采取以下改进措施：1.激发学生学习兴趣：通过举例介绍工程化学基础在实际生活中的应用，激发学生对该学科的兴趣和学习动力。
工程化学基础教学课件
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J. Willard Gibbs
J. Willard Gibbs 化学热力学
➢ 这段时期，化学走入了歧途，但积累了更多 的化学知识，提高了实验技术，制作了操作器皿。
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简话化学开展
古代化学 (3) 医化学时期(公元1500～1700年)
➢ 16世纪初，欧洲资本主义工业的开展迫使化学走上正路 ➢ 炼金术改革，化学方法制成药剂〔无机物〕 ➢ 明代李时珍?本草纲目?，列有中药材、矿物1000多种并 附有制备方法、性质介绍 ➢ 明代宋应星著有?天工开物?(1639年)，总结了我国的工 业技术.
对食物和睡眠的要求降低，常导致冲动不安和暴力行 为。
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反响停：五十年恩怨
• • 反响停具有一定的镇静安眠的作用，而且对孕妇怀孕早期的妊娠
呕吐疗效极佳。 反响停便成了“孕妇的理想选择〞，在欧洲、亚 洲、非洲、澳洲和南美洲被医生大量给予孕妇以治疗妊娠呕吐。 50年代后期，德国生产一种叫“反响停〞的新药。该药属非巴比妥 类药，有镇静和止吐作用。在小鼠动物实验中证实反响停对胎仔 无致畸作用，对孕妇也无毒性反响，因此曾广泛用来治疗早孕反 响。但此后不断发现似海豹的无肢、短肢畸形儿出生，经过多年 悉心研究，并在猴子的动物实验中得到证实，那些畸形儿系母亲 在早孕期间服用“反响停〞所致。这才通令禁止，但为时已晚。在 1959年～1961年德国就生下了6000多例海豹胎，英国8000余例， 日本3000余例，历史上称为“海豹胎〞悲剧。
工程化学基础教学设计
工程化学基础教学设计导言工程化学是现代化工生产中的一门基础学科，其涉及的范围较广，包括物理化学、化学工艺学、化工流程等多个学科的知识。
为了加强工程化学基础教育的质量，提高学生的学习兴趣和能力，本文提出一套基于工程化学基础课程的教学设计方案。
该方案以理论教学、实验教学和实践教学为主线，充分利用课堂、实验室及其他教育资源，力图帮助学生掌握工程化学的相关知识和技能。
理论教学课程设置理论教学是工程化学课程的核心内容，我们可以根据学生的学科背景和教育程度，将工程化学课程分为基础课程和进阶课程两部分，以适应不同年级和专业的学生。
在基础课程中，主要涉及物理化学、化学工艺学、化学反应工程、过程控制等方面的知识。
在进阶课程中，则进一步深入探讨化工流程的优化设计、分离与纯化工艺、化工产品的市场与应用等问题。
教学方法工程化学课程的理论教学可以采用多种教学方法，如传统讲授、案例分析、小组讨论、课堂演示等。
其中，案例分析和小组讨论可以增强学生的思考能力和创新能力，课堂演示则可以加深学生对理论知识的理解和应用。
实验教学实验内容实验教学是工程化学课程不可或缺的部分，通过实验教学可以使学生更加直观地了解化学反应及其过程、纯化和分离技术的原理、流体力学的基本知识、流程控制的方法等方面的知识。
因此，在实验教学中，我们可以设置多个实验项目，如：•酸碱中和反应实验•道尔顿定律实验•吸收与淘汰实验•活性炭吸附实验•沉淀法制备氢氧化铝实验•高分子物质制备实验实验设计实验设计是实验教学的重要环节。
我们在设计实验时应该注意以下几点：•确定实验目的和意义•选择合适的实验方法和设备•制定实验操作流程•规范实验记录和数据分析•关注实验安全和环保实践教学社会实践工程化学课程的实践教学可以包括实习、毕业设计、论文研究等多个方面。
在实习中，学生可以到化工企业和科研机构进行学习和实践，亲身感受化工行业的实际情况，提升技能和经验；在毕业设计和论文研究中，则可以进一步深入探讨和研究化工学科的前沿问题，扩展知识和见识。
化学六年级第六章教学方案
化学六年级第六章教学方案第一节：引言本教学方案针对化学六年级学生，旨在帮助他们全面理解和掌握化学第六章的知识点。
通过创造性的教学方法和多种学习资源，我们将激发学生们对化学的兴趣，并培养他们的实验技能和问题解决能力。
本教学方案包括教学目标、教学内容、教学过程和教学评估。
第二节：教学目标1. 理解化学反应的基本概念，包括反应物、生成物和化学方程式；2. 能够正确描述和解释化学反应的例子，包括酸碱中和反应和金属与非金属的反应；3. 掌握常见化学反应的实验操作和观察现象，能够进行相关实验并记录实验数据；4. 培养学生的实验设计和问题解决能力，能够提出合理的假设和解释实验现象；5. 培养学生的合作和沟通能力，通过小组讨论和报告分享来促进学习。
第三节：教学内容1. 反应物、生成物和化学反应的概念2. 酸碱中和反应a. 酸碱的性质和定义b. 酸碱中和反应的实验操作和观察现象c. 酸碱中和反应的化学方程式3. 金属与非金属的反应a. 金属与非金属的性质和定义b. 金属与非金属的反应的实验操作和观察现象c. 金属与非金属的反应的化学方程式第四节：教学过程本教学方案采用多种教学方法和学习资源来促进学生的主动学习。
以下是一个可能的教学过程的示例：1. 导入通过一个简短的实例或问题，引起学生的兴趣，并引导他们思考化学反应的概念。
2. 知识讲解老师通过示意图、实验演示和文字解释等方式讲解和展示酸碱中和反应和金属与非金属的反应的相关概念和知识。
3. 实验操作和观察学生在小组内进行相关实验，记录实验操作步骤和观察到的现象。
4. 实验数据整理和分析学生根据实验数据整理，讨论和分析实验结果，并尝试解释观察到的现象。
5. 拓展探究学生在小组内进一步探究化学反应的其他例子，尝试提出有关实验设计和问题解决的新思路。
6. 总结归纳学生通过小组报告和课堂讨论，总结归纳本章学习的重点和难点。
老师给予反馈和指导。
7. 练习和巩固学生在课后进行相关练习，巩固所学内容，并解答出现的问题。
《工程化学》教案
《工程化学》教案总纲一、课程性质及教学目的：《工程化学》是全校非化学化工专业理工科本科生校级必修课，是素质教育的重要课程之一。
工程化学是从物质的化学组成、化学结构和化学反应出发,密切联系现代工程技术中遇到的如材料的选择和寿命、环境的污染与保护、能源的开发与利用、信息传递、生命科学发展等有关化学问题，深入浅出地介绍有现实应用价值和有潜在应用价值的基础理论和基本知识，使学生在今后的实际工作中能有意识的运用化学观点去思考、认识和解决问题。
该课程的任务是激发学生学习化学的兴趣，将化学的思维方法和能力传授给学生，通过介绍化学理论在工程实际中的应用，把化学对人类进步的影响逐渐渗透到学生的脑海中，从而提高学生的化学素质。
二、课程内容：工程化学课程内容包含绪论、物质的化学组成和聚集状态、化学反应原理、水溶液中的化学反应和水体保护、电化学基础、物质结构基础等六部分。
纵观工程化学所含内容可知，该课程内容较为庞杂。
具有三多的特点；即所谓内容头绪多、原理规律多（涉及原理、规律几十个）、概念定义多，由于该课程具有上述特点，加之微观结构看不见、摸不到。
因此，教师感到难教，学生感到难学。
三、教学对象：非化学化工类理工科本科新生。
四、教学时间：第一学期或第二学期五、教学指导思想：1.从工程实际和生活实际的角度出发讲授《工程化学》，体现21世纪教学理念、教学改革精神和世界工程教育思想。
2.严格按《工程化学》教学大纲及《工程化学实验大纲》进行教学，注意课程内容的准确定位和整体优化，注重课程的趣味性和实用性。
3.开设的实验及课堂讨论应有利于激发学生的学习兴趣、有利于培养学生分析问题、解决问题及知识创新的能力。
六、教学重点：1.系统与环境、反应进度、化学计量数；2.气体分压定律，大气相对湿度，等离子体；3. 稀溶液的依数性；3.晶体及其性质；4.热力学第一定律；5.焓与焓变，熵与熵变，吉布斯函数变；6.盖斯定律；7.化学反应等温式；8.浓度（压力）、温度等因素对化学平衡的影响；9.浓度、温度、催化剂等因素对化学反应速率的影响；10.酸碱质子理论；11.酸碱解离平衡常数；12.缓冲溶液及有关pH计算；13.溶度积及溶度积规则的应用；14.难溶电解质稳定平衡常数；15.四个量子数的意义、符号及电子组态表示的意义；16.杂化轨道理论；17.周期系元素原子的核外电子分布的一般规律；18.分子间作用力；19.氧化还原反应和原电池的关系；20.电极电势的计算及其应用；21.金属腐蚀原理与防护措施。
工程化学基础第二版教学设计
工程化学基础第二版教学设计引言工程化学是化学工程专业的核心课程之一，是为化学工程师打下良好基础的重要课程。
本文主要介绍工程化学基础这门课程在教学过程中的一些设计思路和方法，希望借此对教学有所帮助。
课程概述工程化学基础主要包括化学平衡、反应动力学、热力学和材料平衡等内容。
课程的目标是帮助学生了解化学反应的基本规律、掌握平衡常数和反应速率的计算方法、了解化学热力学和材料平衡的基本概念及其应用等。
本门课程的前置课程是一些基础化学课程和数学课程，如物理化学、有机化学、线性代数、微积分等。
对于这些前置课程中的内容，我们会在工程化学基础课程中进行回顾。
教学方法讲解课针对工程化学基础的重点和难点，我们会安排讲解课。
这些课程内容包含比较抽象和难以理解的内容，需要老师用精心准备的讲义进行讲解。
我们会尽量避免生硬的讲解，而是更注重与学生进行交流，尝试以案例、生动的比喻等方式帮助学生理解课程内容。
实验课作为化学工程专业的一门课程，实验是非常重要的一环。
我们会安排一些小型实验，在实验室中进行操作。
这些实验主要是为了帮助学生在实践中掌握课程理论的基本概念，了解实验操作流程和实验结果的处理方法。
此外，实验课也是磨练学生实验技能的好机会。
课后习题课工程化学基础是一门理论课程，学生需要通过课堂上的理解和实验中的实践，来掌握和加深对知识的理解和掌握。
因此，我们会安排习题课，让学生巩固课堂所学的知识。
习题课的重点是让学生通过实践操作来掌握知识点和解题方法，习题涉及全部考点和经典例题，既有难度适中的基础题，也有难度较高的拓展题。
通过课堂上的互动，学生可以加深对知识的理解，同时也可以提高解题速度和应对能力。
课程考核平时成绩考核我们会安排一定量的作业和小测验，作为平时成绩考核的内容。
这些考核内容主要是为了检验学生对课程知识的掌握情况，以及学生的学习态度和课堂理解程度。
期末考试针对工程化学基础的课程内容，期末考试主要考查学生对课程所学知识的掌握和应用能力。
[数学]《工程化学基础》教案-第6章-yj
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第6章 化学反应和材料的保护
金属腐蚀的发生
3. 电阻极化
电阻极化是由于当电流通过电极时，在电极表面上形成氧 化膜或一些其他物质引起的。
由于这些物质具有一定的电阻，在阳极上阻碍还原态物质 （如OH–，H2等）的到达或氧化态物质（如 Fe2+，O2，H+）的 离去，使其电极电势升高；在阴极上。阻碍氧化态物质（如 Fe2+，O2，H+）的到达或还原态物质（如 OH–，H2 等）的离 去，使其电极电势降低。
E(H+/H2)实＝E(H+/H2)理 – E(H+/H2)过
我们称 E(H+/H2)过 为氢的过电势。过电势总是正值， 它使 H2 在阴极析出时的实际电势要比理论电势小。过 电势的大小与电流密度、溶液中 H+ 的浓度、阴极的材 料等因素有关。例如，在 0. 5 mol·L–1的 H2SO4 中，当 电流密度为 1 mA ·cm–2 时，氢在（石墨）上的过电势为 0. 55 V。
无论哪种极化原因，极化结果都使阴极电势值减小，阳极 电势值增大，最终使腐蚀电池的电动势减小。总之，极化作用 的结果是使腐蚀速率变慢，甚至有时会使腐蚀过程完全停止。
17
第6章 化学反应和材料的保护
金属腐蚀的发生
电化学腐蚀，常见的有析氢腐蚀和吸氧腐蚀。
1、析氢腐蚀
在酸洗或用酸浸蚀某种较活泼金属的工艺过程中 常发生析氢腐蚀。特别是当钢铁制件暴露于潮湿空气 中时，由于表面的吸附作用，就使钢铁表面覆盖了一 层极薄的水膜。此时铁（相对活泼的金属）作为腐蚀 电池的阳极发生失电子的氧化反应；氧化皮、碳或其 他比铁不活泼的杂质作阴极，H＋在这里接受电子发生 得电子的还原反应：
Fe + H2O(g)
《工程化学基础》课程教学大纲
《工程化学基础》教学大纲一、课程基本情况英文名称： Engineering Chemistry Foundation课程编号： F111730110032总学时：32 讲课学时：26 实践学时：6总学分：2课程性质：必修考核方式：考查适用对象：土木工程专业先修课程：无参考文献：《工程化学基础》,陈林根，高等教育出版社，2018.8《工程化学基础》,童志平，高等教育出版社，2015.7《大学化学实验》,王清华，化学工业出版社，2014.9二、课程目标本课程是土木工程类专业的必修课。
涉及物质的化学组成、化学结构和化学反应、酸碱理论、金属腐蚀、材料保护等相关知识。
通过本课程的学习，使学生达到如下课程目标：1.能阐明物质变化和能量变化的观点，能理解化学反应的本质，能在工程实际中运用所学的化学基础理论知识和技能。
支撑毕业要求1-12.能理解化学组成的复杂性，能阐明物质的化学组成和聚集状态，能结合实际情况运用化学的观点去解决工程问题和分析工程问题。
支撑毕业要求2-13.能阐述酸碱理论的基本概念，掌握pH 值的测定，能阐明水质质量状况和水体污染的控制手段，能分析相关水质指标。
能应用防止金属腐蚀和高分子材料老化的防护方法。
支撑毕业要求4-1三、教学内容、教学方法和手段、学时分配知识单元一：绪论支撑课程目标2(建议2学时)教与学要求：本知识单元要求学生能了解化学学科的地位和作用，明确学习“工程化学基础”的要求。
了解物质层次及其运动理论；明确原子和分子等原子结合态单元是介观粒子的概念。
理解系统和环境，聚集体和相等概念，明确敞开系统、封闭系统、孤立系统及相的划分。
明确化学反应中的质量守恒和能量变化，掌握化学计量数的概念。
明确反应进度的概念，掌握物质的量的符号、单位。
教与学方法：讲授知识点1:科学与技术主要内容：了解科学与技术的基本内容。
知识点2:化学与现代科技主要内容：化学的研究内容、发展历程和趋势；掌握一些基本概念，物质的层次、系统和环境、聚集体和相、质量守恒和能量变化、物质的量、反应进度等概念，了解反应进度表达式的导出。
工程化学基础教案设计模板
课程名称：工程化学基础授课班级：土木工程一班授课时间：2课时授课教师：[教师姓名]一、教学目标1. 知识目标：（1）使学生掌握气体分子的运动规律及其性质；（2）理解气体状态方程的应用及其意义；（3）了解分压定律及其在实际工程中的应用。
2. 能力目标：（1）培养学生运用气体状态方程解决实际问题的能力；（2）提高学生分析问题和解决问题的能力。
3. 情感目标：（1）激发学生对工程化学的兴趣；（2）培养学生严谨的科学态度和团队合作精神。
二、教学内容1. 气体分子的运动规律及其性质；2. 气体状态方程及其应用；3. 分压定律及其应用。
三、教学重点与难点1. 教学重点：（1）气体分子的运动规律及其性质；（2）气体状态方程及其应用。
2. 教学难点：（1）气体状态方程的应用；（2）分压定律在实际工程中的应用。
四、教学方法1. 讲授法：系统讲解气体分子的运动规律及其性质，气体状态方程及其应用，分压定律及其应用；2. 案例分析法：通过实际工程案例，引导学生运用所学知识解决问题；3. 小组讨论法：分组讨论气体状态方程的应用和分压定律在实际工程中的应用。
五、教学过程第一课时1. 导入新课（1）简要回顾高中化学知识，引导学生思考气体分子的运动规律及其性质；（2）提出本节课的学习目标。
2. 讲解气体分子的运动规律及其性质（1）介绍气体分子的运动规律；（2）讲解气体分子的性质，如扩散性、可压缩性等。
3. 讲解气体状态方程及其应用（1）介绍气体状态方程的公式及意义；（2）通过实例讲解气体状态方程的应用。
4. 案例分析（1）分析实际工程案例，引导学生运用气体状态方程解决问题；（2）总结气体状态方程的应用方法。
第二课时1. 复习上节课内容（1）提问学生上节课的学习内容，检查学习效果；（2）讲解分压定律。
2. 讲解分压定律及其应用（1）介绍分压定律的概念；（2）讲解分压定律在实际工程中的应用。
3. 小组讨论（1）分组讨论分压定律在实际工程中的应用；（2）各小组汇报讨论成果，教师点评。
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金属的电化学腐蚀与原电池作用在原理上没有本 质的区别。但通常把腐蚀中的原电池称为腐蚀电池。
习惯上把腐蚀电池中发生氧化(即失电子)反应的 电极称为阳极，阳极是电极电势小的电对，其还原态 易失电子；把发生还原（即得电子）反应的电极称为 阴极，阴极是电极电势大的电对，其氧化态易得电子。
12
第6章 化学反应和材料的保护
金属和周围介质发生化学或电化学作用而引起的 变质和破坏叫金属腐蚀。
金属腐蚀是自发的过程，腐蚀现象十分普遍。
金属腐蚀直接或间接地造成巨大的经济损失，估计 世界上每年由于腐蚀而报废的钢铁设备相当于钢铁年产 量的25%左右，甚至还会引起停工停产、环境污染、危 及人生安全等严重的事故。但金属腐蚀有时也会给人类 带来加工方便等可利用之处。
产生脱碳现象：
Fe3C + H2O(g)
3 Fe + CO + H2
这些反应都是可逆反应。在高温下，虽然正反应的 △rGm 值比常温时有所增加，但仍远小于零，即平衡强 烈地偏向右边。
10
第6章 化学反应和材料的保护
金属腐蚀的发生
氢脆
在渗碳体与水蒸气的反应中，渗碳体从邻近的尚未 反应的区域不断迁移到钢铁表面，使钢材内部的Fe3C逐 渐减少，形成脱碳层。
目录
6. 1 金属腐蚀的发生 6. 2 金属腐蚀的防护与利用 6. 3 生命体及高分子材料的老化 6. 4 高分子材料的保护
3
第6章 化学反应和材料的保护
6. 1 金属腐蚀的发生
金属腐蚀的发生
学习要求
1. 理解化学腐蚀和电化学腐蚀的区别。联系碳(氮、 硼)化物，通过渗碳体(Fe3C)与高温水蒸气的反应，理 解高温水蒸气对钢材的腐蚀和脱碳现象及其危害。
《工程化学基础》
第六章，化学反应和材料的保护
1
第6章 化学反应和材料的保护
内容提要
本章内容提要
为了更合理地选择、使用和保护材料，本章将有 关化学原理与具体的生产实例紧密结合，系统地揭示 造成材料腐蚀、老化的原因，阐明材料保护的重要性， 介绍一些材料保护的具体措施。
2
第6章 化学反应和材料的保护
目录
浓差极化 电化学极化 电阻极化
14
第6章 化学反应和材料的保护
金属腐蚀的发生
1. 浓差极化
浓差极化是由于离子扩散速率比离子在电极上的 放电速率慢引起的。电流产生后，电极附近的离子浓 度与溶液中其他部分不同。在阴极是氧化态物质（高 价态）得电子，当离子浓度减小时，根据能斯特方程 式可知，其电极电势代数值将减小；在阳极是还原态 物质（低价态、这里是金属）失电子，当离子浓度增 加时，其电极电势代数值增大。
它发生在非电解质溶液中或干燥的气体中，在腐 蚀过程中不产生电流。
例如电气绝缘油、润滑油、液压油以及干燥的空 气中的 O2，H2S，SO2，Cl2 等物质与电气、机械设备 中的金属接触时，在金属表面生成相应的氧化物、硫 化物、氯化物等，都属于化学腐蚀。
7
第6章 化学反应和材料的保护
金属腐蚀的发生
如在例4-12中讨论了金属锌在空气中被氧化发生腐蚀 的情况。尽管在大气中一般均小于 pθ，但从式4. 9可 知，金属的氧化腐蚀还是能发生，而且 △rGm 越小， 发生化学腐蚀的可能性越大。
E Eθ 0. 05917 n
V
lg
c(氧化态)a c(还原态)b
15
第. 电化学极化
电化学极化是由复杂离子的放电、原子结合为分子、 水化离子脱水等的速率比电流速率慢所引起的。
电流通过电极时，若电极反应进行的较慢，就会改 变电极上的带电程度，使电极电势偏离平衡电势。如在 阴极，当氧化态物质得电子反应不够快时（请特别注意 水合离子 H3O+ 中的 H+ 脱水后才能得电子），则在电 极上的电子过剩，即比平衡时的电极带更多的负电荷， 从而使阴极电势比其平衡电势低；同样，若在阳极，当 还原态物质的氧化反应（失电子）进行得较慢时，则电 极的正电荷过剩，从而使阳极电势比其平衡电势为高。
从温度与反应速度的关系来看，从式 4. 15 可知， 温度越高，化学腐蚀速率越大。因而金属材料的高温 抗氧化性能是材料的一项重要性能指标。
ln k Ea ln A RT
(4. 15)
8
第6章 化学反应和材料的保护
金属腐蚀的发生
金属与高温水蒸气反应
金属与高温水蒸气也能发生反应，这是造成锅炉和 管道严重腐蚀的重要原因之一：
2. 掌握析氢和吸氧腐蚀的电化学机理。掌握腐蚀 电池的两极名称、电极反应表达式，了解极化电势， 明确实际析出电势，理解差异充气腐蚀产生的原因。
3. 了解影响金属腐蚀速率的因素，理解水膜的厚 度、霜露、介质气体的酸碱性在控制腐蚀中的重要作 用。
4
第6章 化学反应和材料的保护
金属腐蚀的发生
金属腐蚀的普遍性与危害
Fe + H2O(g)
2 Fe + 3 H2O(g) 3 Fe + 4 H2O(g)
FeO + H2
Fe2O3 + 3 H2 Fe3O4 + 4 H2
在反应中生成一层由 FeO，Fe2O3，Fe3O4 组成的 氧化皮，同时还产生了氢气。
9
第6章 化学反应和材料的保护
金属腐蚀的发生
脱碳现象 钢铁中的渗碳体(Fe3C)还可以与高温水蒸气反应，
氧化层 脱碳层
工件
图 6-1 工作表面氧化脱碳层
由于脱碳反应及其它氧化还原反应生成的氢因扩散
渗入钢铁内部，使钢铁产生脆性，这就是所谓的氢脆。
钢的脱碳和氢脆会造成钢的表面硬度和内部强度的降低，
造成危害。
11
第6章 化学反应和材料的保护
金属腐蚀的发生
二、电化学腐蚀
由于形成了原电池发生电化学作用而引起的腐蚀 称为电化学腐蚀。
5
第6章 化学反应和材料的保护
金属腐蚀的分类
根据金属腐蚀过程的 不同特点，可将其主要划 分为三大类：
金属腐蚀的发生
化学腐蚀 电化学腐蚀 生物腐蚀
金属管线被腐蚀产生许多小洞
该图来自台湾，据说是由生物腐蚀造成的 6
第6章 化学反应和材料的保护
金属腐蚀的发生
一、化学腐蚀
单纯由化学作用而引起的腐蚀称为化学腐蚀。
金属腐蚀的发生
电极的极化
因为有电流通过电极而使电极电势偏离原来的平 衡电极电势值的现象，称为电极的极化，
平衡电势 极化电势
E
E阴
阴极极化曲线
E可逆
E阳
阳极极化曲线
i
腐蚀电池的放电
13
第6章 化学反应和材料的保护
金属腐蚀的发生
极化的类型
电极极化可分为阳极极化和阴极极化，产生极化 的原因，主要有下述三种：