化学基礎

科目基礎情報

学校 阿南工業高等専門学校 開講年度 平成31年度 (2019年度)
授業科目 化学基礎
科目番号 1412A01 科目区分 専門 / 必修
授業形態 授業 単位の種別と単位数 履修単位: 2
開設学科 化学コース 対象学年 2
開設期 通年 週時間数 2
教科書/教材 改訂版 化学(数研出版),セミナー化学基礎+化学(第一学習社)
担当教員 小西 智也,鄭 涛,杉山 雄樹

到達目標

一般教養化学で学習した内容に関する復習・演習問題に取り組み、知識を確実に使いこなせるようになることを目標とする。さらに有機化学・無機化学・物理化学・学生実験の各専門科目で前提となる基礎知識を確実に習得する。

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物質の構成について説明でき、化学反応に伴う物質量の変化を計算できる。物質を構成する元素とその結合について周期表の観点から説明できる。物質の構成や化学変化について説明できない。
評価項目2化学の教科書内の有機化学に関する基礎的な名称・構造・特徴・反応を全て説明することができる。化学の教科書内の有機化学に関する基礎的な名称・構造・特徴・反応を7割程度説明することができる。化学の教科書内の有機化学に関する基礎的な名称・構造・特徴・反応を説明することができない。
評価項目3元素の分類、各族代表的な単体とその化合物の製法、性質、用途について説明できる。元素の分類、各族代表的な単体とその化合物の性質、用途について説明できる。元素の分類、各族代表的な単体とその化合物の製法、性質、用途について説明できない。

学科の到達目標項目との関係

教育方法等

概要:
「化学基礎」と「化学」の学習内容をしっかりマスターし、他の実験実習科目や専門科目の学習を円滑に行えるようにする。
授業の進め方・方法:
テキストの次の授業範囲をあらかじめよく読み予習しておくこと。授業の前に確認テストを行う。授業では、補足説明と例題で基礎知識を確認した後、演習問題で知識の定着を促す。
【授業時間60時間】
注意点:
例題・練習問題は正しく解けるようになるまで繰り返し取り組み、知識を確実なものとすること。演習問題は解答を暗記するのではなく、知識がどのように生かされているのかに留意し、化学的な考え方・解き方をマスターするよう心がけること。

授業計画

授業内容 週ごとの到達目標
前期
1stQ
1週 物質の成分と構成元素 物質を正しく分類することができる。
2週 原子の構成と元素の周期表 原子の構成を周期表の観点から説明できる。
3週 化学結合 分子構造を電子式で説明できる。
4週 化学結合 結晶の種類と特徴を説明できる。
5週 物質量と濃度 物質量と濃度を正しく計算できる。
6週 化学変化と化学反応式 化学反応式を正しく記述でき、関連する計算問題を解くことができる。
7週 酸と塩基・水素イオン濃度 酸と塩基について説明でき、水素イオン濃度に関する計算問題を解くことができる。
8週 【前期中間試験】
2ndQ
9週 気体の性質 気体の法則、理想気体と実在気体の違いについて説明できる。
10週 溶液の性質 コロイド溶液について説明でき、溶解度・希薄溶液に関する計算問題を解くことができる。
11週 有機化合物の特徴と構造 有機化合物の特徴,分類や異性体を説明することができる。
12週 有機化合物の特徴と構造2 有機化合物の成分元素の検出や構造決定を行う方法を説明出来る。
13週 脂肪族炭化水素1 脂肪族炭化水素のアルカン類の特徴などを説明することができる。
14週 脂肪族炭化水素2
脂肪族炭化水素のアルカン類及びアルケン類の特徴などを説明することができる。
15週 脂肪族炭化水素3 脂肪族炭化水素のアルケン類及びアルキン類の特徴などを説明することができる。
16週 【前期期末試験】
【答案返却】
後期
3rdQ
1週 【課題テスト】 物質の三態と状態変化、無機物質と人間生活、有機化合物と人間生活に関する問題を解くことができる。
2週 酸素を含む脂肪族炭化水素1 含酸素脂肪族化合物の特徴,性質,合成法,反応などを説明出来る。
3週 酸素を含む脂肪族炭化水素2 含酸素脂肪族化合物の特徴,性質,合成法,反応などを説明出来る。
4週 酸素を含む脂肪族炭化水素3 含酸素脂肪族化合物の特徴,性質,合成法,反応などを説明出来る。
5週 酸素を含む脂肪族炭化水素4 含酸素脂肪族化合物の特徴,性質,合成法,反応などを説明出来る。
6週 物質の変化と熱・光 反応熱の定義と種類を理解し、ヘスの法則を利用し、反応熱の計算をできる。
7週 電池と電気分解 電池の原理と種類について説明できる。電気分解を理解し、電気分解における量的関係の計算をできる。
8週 【後期中間試験】
4thQ
9週 化学反応の速さ 反応速度の定義を理解し、反応速度と温度、活性化エネルギーとの関係について説明できる。
10週 化学平衡と平行移動 可逆反応と不可逆反応について理解する。温度、濃度、やつ力変化と平行移動の関係について説明できる。
11週 非金属元素の単体と化合物 元素の分類と性質について説明できる。水素、ハロゲンとその化合物の性質、反応について説明できる。
12週 非金属元素の単体と化合物 酸素と硫黄、窒素とリン、炭素とケイ素、その化合物の性質、反応について説明できる。
13週 典型金属元素の単体と化合物 典型元素の単体と化合物の性質、反応、製法について説明できる。
14週 遷移元素の単体と化合物 鉄、銅、銀、クロムとその化合物の性質、反応、製法について説明できる。
15週 イオンの反応と分離 金属イオンの反応、分離方法について説明できる。
16週 【後期期末試験】
【答案返却】

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)代表的な金属やプラスチックなど有機材料について、その性質、用途、また、その再利用など生活とのかかわりについて説明できる。3後1
洗剤や食品添加物等の化学物質の有効性、環境へのリスクについて説明できる。3後1
物質が原子からできていることを説明できる。3前1
単体と化合物がどのようなものか具体例を挙げて説明できる。3前1
同素体がどのようなものか具体例を挙げて説明できる。3前2
純物質と混合物の区別が説明できる。3前1
混合物の分離法について理解でき、分離操作を行う場合、適切な分離法を選択できる。3前2
物質を構成する分子・原子が常に運動していることが説明できる。3後1
水の状態変化が説明できる。3後1
物質の三態とその状態変化を説明できる。3後1
ボイルの法則、シャルルの法則、ボイル-シャルルの法則を説明でき、必要な計算ができる。3前9
気体の状態方程式を説明でき、気体の状態方程式を使った計算ができる。3前9
原子の構造(原子核・陽子・中性子・電子)や原子番号、質量数を説明できる。3前2
同位体について説明できる。3前2
放射性同位体とその代表的な用途について説明できる。3前2
原子の電子配置について電子殻を用い書き表すことができる。3前2
価電子の働きについて説明できる。3前3
原子のイオン化について説明できる。3前3
代表的なイオンを化学式で表すことができる。3前3
原子番号から価電子の数を見積もることができ、価電子から原子の性質について考えることができる。3前2
元素の性質を周期表(周期と族)と周期律から考えることができる。3前2
イオン式とイオンの名称を説明できる。3前4
イオン結合について説明できる。3前4
イオン結合性物質の性質を説明できる。3前4
イオン性結晶がどのようなものか説明できる。3前4
共有結合について説明できる。3前4
構造式や電子式により分子を書き表すことができる。3前4
自由電子と金属結合がどのようなものか説明できる。3前4
金属の性質を説明できる。3前4
原子の相対質量が説明できる。3前5
天然に存在する原子が同位体の混合物であり、その相対質量の平均値として原子量を用いることを説明できる。3前5
アボガドロ定数を理解し、物質量(mol)を用い物質の量を表すことができる。3前5
分子量・式量がどのような意味をもつか説明できる。3前5
気体の体積と物質量の関係を説明できる。3前5
化学反応を反応物、生成物、係数を理解して組み立てることができる。3前6
化学反応を用いて化学量論的な計算ができる。3前6
電離について説明でき、電解質と非電解質の区別ができる。3前7
質量パーセント濃度の説明ができ、質量パーセント濃度の計算ができる。3前7
モル濃度の説明ができ、モル濃度の計算ができる。3前7
酸・塩基の定義(ブレンステッドまで)を説明できる。3前7
酸・塩基の化学式から酸・塩基の価数をつけることができる。3前7
電離度から酸・塩基の強弱を説明できる。3前7
pHを説明でき、pHから水素イオン濃度を計算できる。また、水素イオン濃度をpHに変換できる。3前7
中和反応がどのような反応であるか説明できる。3
中和滴定の計算ができる。3
酸化還元反応について説明できる。3
イオン化傾向について説明できる。3後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後7
ダニエル電池についてその反応を説明できる。3後6
鉛蓄電池についてその反応を説明できる。3後7
一次電池の種類を説明できる。3後7
二次電池の種類を説明できる。3後7
電気分解反応を説明できる。3後7
電気分解の利用として、例えば電解めっき、銅の精錬、金属のリサイクルへの適用など、実社会における技術の利用例を説明できる。3後7
ファラデーの法則による計算ができる。3後7
専門的能力分野別の専門工学化学・生物系分野有機化学有機物が炭素骨格を持つ化合物であることを説明できる。1前11
代表的な官能基を有する化合物を含み、IUPACの命名法に基づき、構造から名前、名前から構造の変換ができる。1前11
σ結合とπ結合について説明できる。1前11
混成軌道を用い物質の形を説明できる。1前11
誘起効果と共鳴効果を理解し、結合の分極を予測できる。1前12
σ結合とπ結合の違いを分子軌道を使い説明できる。1前12,前13
ルイス構造を書くことができ、それを利用して反応に結びつけることができる。1前12
共鳴構造について説明できる。1前12,前13
炭化水素の種類と、それらに関する性質および代表的な反応を説明できる。1前12
芳香族性についてヒュッケル則に基づき説明できる。1前13
分子の三次元的な構造がイメージでき、異性体について説明できる。1前11,前12
構造異性体、シスートランス異性体、鏡像異性体などを説明できる。1前11,前12
化合物の立体化学に関して、その表記法により正しく表示できる。1前11,前12
代表的な官能基に関して、その構造および性質を説明できる。1前12
それらの官能基を含む化合物の合成法およびその反応を説明できる。1前12,前13,前14,前15
代表的な反応に関して、その反応機構を説明できる。1前12,前13,前14,前15
高分子化合物がどのようなものか説明できる。1後2
代表的な高分子化合物の種類と、その性質について説明できる。1後2,後3
高分子の分子量、一次構造から高次構造、および構造から発現する性質を説明できる。1後2,後5
高分子の熱的性質を説明できる。1後5
重合反応について説明できる。1後2,後3,後4
重縮合・付加重合・重付加・開環重合などの代表的な高分子合成反応を説明でき、どのような高分子がこの反応によりできているか区別できる。1後3,後4
ラジカル重合・カチオン重合・アニオン重合の反応を説明できる。1後5
ラジカル重合・カチオン重合・アニオン重合の特徴を説明できる。1後5
無機化学価電子について理解し、希ガス構造やイオンの生成について説明できる。1
元素の周期律を理解し、典型元素や遷移元素の一般的な性質を説明できる。1
イオン化エネルギー、電子親和力、電気陰性度について説明できる。1
イオン結合と共有結合について説明できる。1
基本的な化学結合の表し方として、電子配置をルイス構造で示すことができる。1
金属結合の形成について理解できる。1
結晶の充填構造・充填率・イオン半径比など基本的な計算ができる。1
配位結合の形成について説明できる。1
水素結合について説明できる。1
代表的な元素の単体と化合物の性質を説明できる。1後11,後12,後13,後14
物理化学気体の法則を理解して、理想気体の方程式を説明できる。2
気体の分子速度論から、圧力を定義して、理想気体の方程式を証明できる。2
実在気体の特徴と状態方程式を説明できる。2
臨界現象と臨界点近傍の特徴を説明できる。2
混合気体の分圧の計算ができる。2
純物質の状態図(P-V、P-T)を理解して、蒸気圧曲線を説明できる。2
2成分の状態図(P-x、y、T-x、y)を理解して、気液平衡を説明できる。2
束一的性質を説明できる。2
蒸気圧降下、沸点上昇より、溶質の分子量を計算できる。2
凝固点降下と浸透圧より、溶質の分子量を計算できる。2
相律の定義を理解して、純物質、混合物の自由度(温度、圧力、組成)を計算し、平衡状態を説明できる。2
平衡の記述(質量作用の法則)を説明できる。2後10
諸条件の影響(ルシャトリエの法則)を説明できる。2後10
均一および不均一反応の平衡を説明できる。2後10
反応速度の定義を理解して、実験的決定方法を説明できる。2後9
反応速度定数、反応次数の概念を理解して、計算により求めることができる。2後9
微分式と積分式が相互に変換できて半減期が求められる。2後9
電池反応と電気分解を理解し、実用例を説明できる。2後7

評価割合

定期試験小テストレポート・課題発表その他合計
総合評価割合7000030100
基礎的能力600002080
専門的能力100001020
分野横断的能力000000