到達目標
電池や電気分解について、電極で起こる反応を理解し、ファラデーの法則に関する計算ができる。
状態変化、気体の性質に関する原理・法則を理解し、状態変化に伴う熱量の必要や気体の状態方程式を使った計算ができる。
ルーブリック
| 理想的な到達レベルの目安 | 標準的な到達レベルの目安 | 未到達レベルの目安 |
| 評価項目1 | 電池や電気分解について、酸化還元の原理をもとに、電極で起こる反応を化学反応式で表すことができる。また、反応に関与した物質の変化量と電気量の関係を理解し、必要な計算ができる。 | 電池や電気分解について、電極で起こる反応を理解できる。また、ファラデーの法則に関する計算ができる。 | 電池や電気分解について、電極で起こる反応が理解できない。 |
| 評価項目2 | 状態変化を分子間力やエネルギーの出入りと関連付けて考察し状態変化に伴う熱量の計算ができる。また、気体の体積と圧力や温度との関係から法則を導き出し、必要な計算ができる。 | 状態変化、気体の性質に関する原理・法則を理解でき、状態変化に伴う熱量の計算や気体の状態方程式を使った計算ができる。 | 状態変化、気体の性質に関する原理・法則が理解できない。 |
学科の到達目標項目との関係
教育方法等
概要:
本講義では、1年次で学んだ物質の構造や化学反応の基礎を踏まえ、化学現象をより工学的な視点から深化させる。特に、酸化還元反応を基盤とする電池の仕組みや電気分解の原理、各種気体の性質など、工業材料やエネルギー技術に関連する内容を中心に学習する。これらを通じて、高度な専門科目の学習に必要な化学の応用的基礎力を身につけることを目的とする。
授業の進め方・方法:
(i)授業の方法
【授業の進め方】教科書・授業プリントを中心に用いて、講義形式で実施する。また、学習内容に対する理解を深めるために、実験を適宜行う。。
【授業を受ける際には…】
準 備：教科書、問題集、ノート、ファイル・バインダー(授業/演習プリントの整理のため)、関数電卓
予 習：教科書を読み、内容の概略をつかんでから授業に臨んで下さい。
復 習：知識の定着を図るために演習プリントを中心に復習をする習慣を身に付けてください。
その他：1年の化学の知識を前提とするので，必要な用語・知識・化学式については，復習の上きちんと覚えましょう。授業は週に１回です。授業に積極的に参加し復習をしっかり行いましょう。
・関連科目
前関連科目：化学1(1年)、物理(1年)、地球と生命(1年)
後関連科目：物理A ・B(2年)、応用物理I(3年)、、化学と人間生活(専攻科)
(ii)成績評価
【成績評価】：シラバスに定める評価割合に基づき 100 点法で評点を算出し、「学業成績の試験・評価に関する内規」に従い、60 点以上を合格とする。
【成績評価の詳細】：本科目では、定期試験、小テスト、レポート(実験報告書もしくは演習課題)にて評価を行う。
【成績評価の実施条件】：指定したレポート(実験報告書)が全て提出されていること
【課題提出期限】：各実験を実施したもしくは演習課題を課した直近の定期試験実施日
【期限超過時】：当該課題の評価は0点として取り扱う。
【中間評価】：評価割合に準ずる
【再試験評価】
【再試験合否 】：不合格者には補習を行った後、再試験を行い60点以上を合格とし、評点を60点とする。
【再試験の実施条件】：指定したレポート(実験報告書)が全て提出されていること
注意点:
事前に行う準備学習：講義の冒頭で予習・復習内容を説明する．
2年生の化学では，前半は電子が移動することによって起こる酸化還元反応の応用としての電池・電気分解について，後半は気体分子の様々な性質について学んでいきます。他の科目や専門分野とも関連してくる内容が多く含まれていますので，関連する応用事例と結びつけて理解を深めるようにして下さい。
授業の属性・履修上の区分
授業計画
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週 |
授業内容 |
週ごとの到達目標 |
| 前期 |
| 1stQ |
| 1週 |
１ ガイダンス・(復習)酸化と還元・(復習)金属のイオン化傾向 |
電子の授受の観点から酸化還元反応を説明できる
金属の反応性について、イオン化傾向に基づき説明ができる。
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| 2週 |
２ 電池① |
電池の原理を理解し、ダニエル電池の説明ができる。
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| 3週 |
３ 電池② |
一次電池、二次電池について説明ができる。
鉛蓄電池の説明ができる。
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| 4週 |
４ 電気分解① |
塩化銅水溶液、水の電気分解反応の説明ができる。
電気分解による金属・化学物質製造の説明ができる。
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| 5週 |
５ 電気分解② |
ファラデーの法則に関する計算ができる。
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| 6週 |
６ 酸化還元反応の応用 |
金属の製錬(鉄の製錬，アルミニウムの溶融塩電解，銅の電解精錬)について説明することができる。
めっきや金属の腐食について説明することができる。
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| 7週 |
７ まとめ・演習 |
電池や電気分解の問題を解くことができる。
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| 8週 |
前期中間試験:実施する |
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| 2ndQ |
| 9週 |
８ 実験 無機化学反応に関する実験① |
理論をもとに，無機化合物の系統分離に関する実験計画を立てることができる。
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| 10週 |
９ 実験 無機化学反応に関する実験② |
立案した実験計画に従い実験を行い，得られた結果を理論や法則にのっとって分析・解釈し、考察を行うことができる。
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| 11週 |
１０ 状態変化 |
物質の三態と状態変化を説明できる。
分子間力、気体の圧力、蒸気圧等について説明できる。
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| 12週 |
１１ 気体の法則① |
ボイルの法則、シャルルの法則、ホイル・シャルルの法則の説明と、関連する計算ができる。
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| 13週 |
１２ 気体の法則②・混合気体の圧力 |
気体の状態方程式の説明ができ、関連する計算ができる。
分圧の法則の説明ができ、関連する計算ができる。
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| 14週 |
１３ 理想気体と実在気体 |
理想気体と実在気体の違いについて，説明することができる。
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| 15週 |
１４ まとめ・演習 |
気体の法則に関する問題を解くことができる。
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| 16週 |
前期期末試験:実施する |
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モデルコアカリキュラムの学習内容と到達目標
| 分類 | 分野 | 学習内容 | 学習内容の到達目標 | 到達レベル | 授業週 |
| 基礎的能力 | 自然科学 | 化学(一般) | 化学(一般) | 物質を構成する分子・原子が常に熱運動していることについて説明できる。 | 3 | 前11,前15 |
| 水の状態変化について説明できる。 | 3 | 前11,前15 |
| 物質の三態とその状態変化について説明できる。 | 3 | 前11,前15 |
| ボイル-シャルルの法則について説明でき、必要な計算ができる。 | 3 | 前12,前14,前15 |
| 気体の状態方程式について説明でき、必要な計算ができる。 | 3 | 前13,前14,前15 |
| 極性と水素結合について説明できる。 | 3 | 前11,前15 |
| 酸化還元反応について説明できる。 | 3 | 前1,前6,前7 |
| イオン化傾向について説明できる。 | 3 | 前1,前7 |
| 金属の反応性についてイオン化傾向に基づき説明できる。 | 3 | 前1,前7 |
| 一次電池についてその反応を説明できる。 | 3 | 前2,前7 |
| 二次電池についてその反応を説明できる。 | 3 | 前3,前7 |
| 電気分解反応について説明できる。 | 3 | 前4,前7 |
| ファラデーの法則による計算ができる。 | 3 | 前5,前7 |
| 化学実験 | 化学実験 | 実験器具（電子天秤やガラス器具など）を目的と精度に応じて選択し正しく使うことができる。 | 3 | 前9,前10 |
| 試薬（粉体及び液体）の取扱いができる。 | 3 | 前9,前10 |
| 整理整頓により実験環境を適切に保ち、手順に従って安全に実験ができる。（物理実験と共通） | 3 | 前9,前10 |
| 事故への対処の方法（薬品の付着、引火、火傷、切り傷など）を説明できる。 | 3 | 前9,前10 |
| 実験条件やデータなどを正確に記録できる。（物理実験と共通） | 3 | 前9,前10 |
| 実験結果を表やグラフなどに見やすく整理できる。 | 3 | 前9,前10 |
| 適切な有効数字及び単位を用いて物理量を表すことができる。（物理実験と共通） | 3 | 前9,前10 |
| 観察・実験結果を座学などで学んだ内容と関連付けて説明できる。（物理実験と共通） | 3 | 前9,前10 |
評価割合
| 試験 | 小テスト | 相互評価 | 態度 | ポートフォリオ(レポート) | その他 | 合計 |
| 総合評価割合 | 60 | 15 | 0 | 0 | 25 | 0 | 100 |
| 基礎的能力 | 60 | 15 | 0 | 0 | 25 | 0 | 100 |
| 専門的能力 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
| 分野横断的能力 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |