1、地下水科学与工程专业理论课程教学大纲汇编防 灾 科 技 学 院二一一年十一月前 言教学大纲是根据学科体系架构、专业人才培养方案的要求及课程内容编写的教学指导性文件，它以纲要的形式规定了课程的教学目的、任务、深度与体系结构、重点难点、教学进度和教学方式等基本要求，是学校教育教学活动的最根本的文件。为适应当今社会对人才新要求的形势，本次地下水科学与工程专业理论课程教学大纲以国家中长期教育改革和发展规划纲要为指导思想，以学院办学特色为优势，以学院新版地下水科学与工程人才培养方案为依据，以期培养优秀的后备专业人才为目的汇编而成。地下水科学与工程专业理论课程教学大纲汇编本着因材施教、加强基础和实践、拓展
2、专业知识面，注重能力培养，密切结合学院办学思路和特色，体现专业方向的优势，形成制定过程中得到了学院领导、学科带头人迟宝明教授、刘春平教授的关心与指导及学院其他兄弟教研室的积极配合，在地下水科学与工程教研室全体教师共同努力下，经反复讨论修改使汇编工作顺利完成。本次专业汇编主要针对专业理论课程，课程的设置基于理工、地学专业基础教育平台，而后设计了水文地质、工程地质及环境地质等专业方向，三个方向分别由不同的课程作为支撑。理论课程主要由学科（专业）基础课、专业必修课、专业限选课及专业任选课组成，其中，学科（专业）基础课包括 16 门课程，数学类基础课程 3 门，理化类基础课程 3 门，地质类基础课程
3、4 门，工程地质类基础课程 2 门，地下水专业基础课程 4 门，该部分共 62 学分；专业必修课中共设 4 门课程，工程地质专业方向开设了工程地质学课程，水文地质及环境地质方向开设了地下水污染原理及防治及专门水文地质学两门课程，针对学院办学特色开设了地震水文学课程，该部分共 11 学分；专业限选课着重考虑水文、环境与勘察三个方向，分别设置了水力学、水文学、环境学概论和岩土工程勘察课程，该部分共 11 学分；专业任选课为拓宽学生知识面，加强学生动手能力培养和训练，共设置 29 学分，修满 8 学分即为合格。本次专业课程教学大纲汇编是在学院压缩课时的新情况下对专业理论课程教学内容、教学手段、教学方
4、法的研究的初步完善与总结，目的是着力培养学生独立学习与创新能力，使专业理论课程教学水平随着学院教学改革的不断深入而逐步提高。地下水科学与工程专业理论课程教学大纲编 审 委 员 会主 任：高尔根副主任：何世根成 员：迟宝明 刘春平 姜纪沂 谷洪彪 张 莹 宋 洋廖 欣 张 艳 张耀文 李 静编写组：邓金宪 李巨文 卢 滔 袁四化 于晓辉 白相东刘晓燕 石 云 徐国栋 刘小阳 肖专文 王振宇林 玮 门 妮 温立平 王 伟 孙广通 朱 敏赵学艳 曹桂荣 杨绪海 王福昌 张梅东审稿人：李德伦目 录学科（专业）基础课高等数学（理工类上）教学大纲 .存目高等数学（理工类下）教学大纲 .存目线性代数教学大纲
5、 .存目概率论与数理统计教学大纲 .存目大学物理（上、下）教学大纲 .存目大学物理实验教学大纲 .存目普通化学教学大纲 .存目物理化学教学大纲 .6地球科学概论教学大纲 .15构造地质学教学大纲 .19地貌学及第四纪地质学教学大纲 .26岩石学教学大纲 .33工程测量教学大纲 .37地下水科学与工程专业导论教学大纲 .43水文地质学基础教学大纲 .48地下水动力学教学大纲 .55水文地球化学教学大纲 .60土力学教学大纲 .65专业必修课专门水文地质学教学大纲 .74地震水文学教学大纲 .80地下水污染原理及防治教学大纲 .84工程地质学教学大纲 .90专业限选课水力学教学大纲 .96水文学教
6、学大纲 .103环境学概论教学大纲 .108岩土工程勘察教学大纲 .113专业任选课复变函数与积分变换教学大纲 .121数学物理方程教学大纲 .124环境水化学教学大纲 .128环境同位素水文地质教学大纲 .134地下水资源管理教学大纲 .138地下水流数值方法教学大纲 .141污水处理教学大纲 .146地下水科学与工程专业英语教学大纲 .150地下水地理信息系统教学大纲 .154工程与环境物探教学大纲 .160岩体力学教学大纲 .163弹性力学教学大纲 .1691物理化学教学大纲课程代码：2010290 课程名称：物理化学Physical Chemistry课程类型：学科基础课学时学分：64
7、 学时/4 学分 适用专业：地下水科学与工程 开课部门：基础课教学部一、课程的地位、目的和任务物理化学是高等院校地下水科学与工程专业一门必修的基础理论课，本课程的目的是在大学化学、基础化学实验、高等数学和大学物理等先行课程的基础上，运用物理学和化学的有关理论和方法，进一步定量地研究物质的化学变化和物理变化的普遍规律。本教学大纲力求贯彻理论联系实际与少而精的原则。通过物理化学的学习，使学生了解、熟悉并掌握物理化学的基本概念、基础知识、基本理论和基本方法，培养学生今后在教学、生产和科学研究中综合运用所学知识，观察问题、分析问题和解决实际问题的能力。二、课程与相关课程的联系与分工本课程的先修课程有大
8、学化学、高等数学、大学物理等基础课，以上基础课为本课程打下了数学、物理、化学的基础，使学生能够更有效的学习本课程。本课程也将为后续专业课水文地球化学、地下水动力学的学习打下基础。三、教学内容与基本要求第一章 热力学第一定律1.教学内容第一节 热力学第一定律第二节 恒容热、恒压热与焓第三节 热容第四节 相变焓第五节 标准摩尔反应焓第六节 化学反应标准摩尔反应焓的计算第七节 化学反应怛压热与怛容热的计算2第八节 可逆过程与可逆体积功的计算第九节 真实气体的节流膨胀2.重点难点重点：热力学第一定律文字表述和数学表达式；热力学第一定律在纯 P V T 变化、在相变化及化学变化中的应用；计算各种过程的功
9、、热、热力学能变、焓变的方法。难点：计算各种过程的功、热、热力学能变、焓变的方法。3.基本要求理解系统与环境、状态、过程、状态函数与途径函数等基本概念，了解可逆过程的概念。掌握热力学第一定律文字表述和数学表达式。理解功、热、热力学能、焓、热容、摩尔相变焓、标准摩尔反应焓、标准摩尔生成焓、标准摩尔燃烧焓等概念；热力学第一定律在纯 P V T 变化、在相变化及化学变化中的应用；计算各种过程的功、热、热力学能变、焓变的方法。 第二章 热力学第二定律1.教学内容第一节 热力学第二定律 第二节 熵变计算 第三节 热力学第三定律 第四节 亥姆霍兹函数与吉布斯函数第五节 热力学基本方程和麦克斯韦关系式 2.
10、重点难点重点：物质纯 PVT 变化、相变化中熵、亥姆霍兹函数、吉布斯函数的计算及热力学第二定律的应用；主要热力学公式的推导和适用条件；热力学基本方程和麦克斯韦关系式。难点：相变化中熵、亥姆霍兹函数、吉布斯函数的计算及热力学第二定律的应用；主要热力学公式的推导和适用条件；热力学基本方程和麦克斯韦关系式。3.基本要求理解自发过程、卡诺循环、卡诺定理。掌握热力学第二定律的文字表述和数学表达式。理解熵、亥姆霍兹函数、吉布斯函数定义；掌握熵增原理、熵判据、亥姆霍兹函数判据、吉布斯函数判据。掌握物质纯 PVT 变化、相变化中熵、亥姆霍兹函数、吉布斯函数的计算及热力学第二定律的应用。 掌握主要热力学公式的推
11、导和适用条件。掌握热力学基本方程和麦克斯韦关系式；理解推导热力学公式的演绎方法。理解克拉佩龙方程、克劳修斯克拉佩龙方程，掌握其计算。 第三章 化学平衡31.教学内容第一节 化学反应的方向和限度 第二节 理想气体反应的平衡常数 第三节 有纯态凝聚相参加的理想气体反应 第四节 标准摩尔反应吉布斯函数 第五节 化学平衡的移动 第六节 真实气体的化学平衡 2.重点难点重点：摩尔反应吉布斯函数、标准摩尔反应吉布斯函数、标准摩尔生成吉布斯函数定义及应用；等温方程和范特霍夫方程的推导及应用；热力学数据计算平衡常数及平衡组成的方法判断在一定条件下化学反应可能进行的方向；真实气体化学平衡及溶液中的化学平衡。 难
12、点：等温方程和范特霍夫方程的推导及应用；热力学数据计算平衡常数及平衡组成的方法判断在一定条件下化学反应可能进行的方向；真实气体化学平衡及溶液中的化学平衡。3.基本要求了解热力学第三定律，规定熵、标准熵，理解标准摩尔反应熵定义及计算；摩尔反应吉布斯函数、标准摩尔反应吉布斯函数、标准摩尔生成吉布斯函数定义及应用；等温方程和范特霍夫方程的推导及应用。掌握标准平衡常数的定义。掌握用热力学数据计算平衡常数及平衡组成的方法判断在一定条件下化学反应可能进行的方向, 会分析温度、压力、组成等因素对平衡的影响。了解化学反应过程的推动力；真实气体化学平衡及溶液中的化学平衡。 第四章 多组分系统热力学1.教学内容第
13、一节 拉乌尔定律与享利定律 第二节 偏摩尔量与化学势 第三节 理想液态混合物 第四节 理想稀溶液 第五节 逸度与逸度系数 第六节 活度及活度系数 2.重点难点重点：拉乌尔定律、享利定律，及有关计算；稀溶液的依数性；理想气体、真实气体、理想液态混合物、理想稀溶液中各组分化学势的表达式；活度及活度系数的概4念；真实理想液态混合物、真实溶液中各组分化学势的表达式。难点： 拉乌尔定律、享利定律，及有关计算；稀溶液的依数性；理想气体、真实气体、理想液态混合物、理想稀溶液中各组分化学势的表达式；活度及活度系数的概念；真实理想液态混合物、真实溶液中各组分化学势的表达式。3.基本要求了解混合物与溶液的区别，会
14、各种组成表示之间的换算；理想气体、真实气体、理想液态混合物的概念；真实理想液态混合物、真实溶液中各组分化学势的表达式；理想液态混合物的定义；活度及活度系数的概念；稀溶液的依数性；化学势判别式的使用；逸度的定义。理解拉乌尔定律、享利定律；偏摩尔量及化学势的概念掌握其有关计算及其应用；混合性质；稀溶液中各组分化学势的表达式。 第五章 相平衡1.教学内容第一节 相律 第二节 单组分系统相平衡 第三节 两组分液态完全互溶系统的气 - 液平衡 第四节 两组分液态部分互溶系统气 - 液平衡 第五节 两组分液态完全不互溶系统的气 - 液平衡 T-X 图， p-T 图，水蒸汽蒸馏 第六节 两组分系统的液一固平
15、衡 2.重点难点重点：相律的意义、推导、应用；单组分系统、二组分气液平衡系统和二组分凝聚系统典型相图的分析和应用；杠杆规则进行分析与计算；由实验数据绘制简单相图的方法。难点：相律的意义、推导、应用；单组分系统、二组分气液平衡系统和二组分凝聚系统典型相图的分析和应用；杠杆规则进行分析与计算。3.基本要求理解相律的意义、推导，掌握其应用。掌握单组分系统、二组分气 液平衡系统和二组分凝聚系统典型相图的分析和应用。 掌握用杠杆规则进行分析与计算。了解由实验数据绘制简单相图的方法。第六章 电化学1.教学内容第一节 电解质溶液导电机理及导电能力 第二节 电解质的平均活度和平均活度系数 5第三节 德拜-休格
16、尔极限公式 第四节 原电池的电动势 第五节 可逆电极与可逆电池 第六节 原电池热力学 第七节 电极电势 第八节 浓差电池 第九节 电池设计 第十节 极化作用 2.重点难点重点：表征电解质溶液导电性质的物理量（电导、电导率、摩尔电导率、电迁移率，迁移数）；离子平均活度及平均活度系数定义及计算；德拜休格尔极限公式计算离子平均活度系数的方法；能斯特方程的推导掌握其应用；电池电动势与热力学函数的关系及其计算；常用电极符号、电极反应及其电极电势的计算；电池电动势的计算及其应用。难点：离子平均活度及平均活度系数定义及计算；德拜休格尔极限公式计算离子平均活度系数的方法；能斯特方程的推导掌握其应用；电池电动势
17、与热力学函数的关系及其计算；常用电极符号、电极反应及其电极电势的计算；电池电动势的计算及其应用。3.基本要求了解表征电解质溶液导电性质的物理量（电导、电导率、摩尔电导率、电迁移率，迁移数）；离子强度的定义；德拜休格尔极限公式计算离子平均活度系数的方法。理解离子平均活度及平均活度系数定义并掌握其计算；可逆电池的概念，能斯特方程的推导掌握其应用；原电池的设计原理。掌握电池电动势与热力学函数的关系及其计算；常用电极符号、电极反应及其电极电势的计算, 掌握电池电动势的计算及其应用。第七章 表面现象1.教学内容第一节 表面吉布斯函数与表面张力 第二节 润湿现象 第三节 弯曲液面的附加压力与毛细现象 第四节 亚稳状态和新相的生成 第五节 固体表面上的吸附作用 第六节 液体表面吸附作用 2.重点难点
