《工程化学基础》教案-第1章

1工程化学2第1章绪论一、教学系统第1章绪论一、教学系统理学部化学系分子设计与应用研究所玉泉校区教八-307主讲人：姚加Email：[e-mail]:13958129302,879524243教材《工程化学基础》教材定位于大学本科将来不从事化学研究、及化学品生产类学生的化学教学。2002年获国家级优秀教材二等奖，同时确立为国家级“十五”规划教材。第1章绪论一、教学系统4二、学什么？怎样学？第1章绪论二、学什么？怎样学？1、学习化学原理学习《工程化学基础》的目的2、通过学习，在碰到相关的化学问题时有较好的理解能力，达到“简单的问题自己解决，复杂的问题知道找谁解决”。51.化学研究的对象化学是从原子和分子等原子结合态单元层次上研究物质的组成、结构、性质及其变化规律的科学三、化学是什么？第1章绪论三、化学是什么？6创造新物质表：新分子和新材料的飞速增长年份已知化合物的数目190055万种1945110万种，大约45年翻一倍1970237万种，大约25年翻一倍1975414.8万种1980593万种，大约10年翻一倍1985785万种19901057.6万种，大约10年翻一倍1999超过2000万种2.化学的主要任务第1章绪论三、化学是什么？7(1)保证人类的生存(2)提高人类的生活质量……3.化学的研究目的第1章绪论三、化学是什么？8六大分支学科（即化学的二级学科）：(1)无机化学：主要研究无机物的组成、结构、性质和无机化学反应与过程（知识）(2)有机化学：主要研究碳氢化合物及其衍生物的化学，也有人称之为“碳的化学”（知识）(3)高分子化学：主要研究高分子化合物的结构、性能与反应、合成方法、加工成型及应用的化学（知识）(4)分析化学：主要是测量和表征物质的组成和结构（技术）(5)物理化学：主要研究所有物质系统的化学行为的原理、规律和方法（思维）(6)结构化学：研究物质的原子和分子等结合态单元结构和性质的关系及其应用（思维）4.化学的学科体系第1章绪论三、化学是什么？9与其它学科之间的交叉与渗透萌发出许多新的学科例如：5.由化学萌发出的新兴学科第1章绪论三、化学是什么？药物化学地球化学环境化学生物化学材料化学……10化学在物理、生物、环境、天文宇宙、地质地理、材料等学科发展中起着中心环节的作用。6.化学是重要的基础学科第1章绪论三、化学是什么？11四、一些基本概念1、物质的层次哲学上说：物质是客观实在，是运动的，运动是物质的基本属性和存在形式。物质是有层次的，如微观、宏观和宇观第1章绪论四、一些基本概念12表1.1有关物质层次的一些情况层次典型尺寸/m过渡尺寸/m实例理论胀观1040？3×1030宇观1021银河系广义相对论3×1011太阳系宏观102篮球场牛顿力学3×10-10原子，分子微观10–17基本粒子量子力学3×10-27渺观10–36超弦？钱学森第1章绪论四、一些基本概念介观132、系统和环境研究对象就称为系统系统以外与之直接联系的部分，称为环境第1章绪论四、一些基本概念14有物质和能量交换开放系统只有能量交换封闭系统无物质和能量交换隔离系统三种热力学系统系统可分为下述三类：第1章绪论四、一些基本概念15AgFe银片低熔合金铁片炉膛支架烧结炉绝热层第1章绪论四、一些基本概念16系统西医中医第1章绪论四、一些基本概念173、聚集状态和相物质在一定的温度和压力条件下所处的相对稳定的状态，称物质的聚集状态，简称物态相：系统中任何化学组成均匀，物理和化学性质都相同的部分。相与相之间存在明显的界面。第1章绪论四、一些基本概念18相实验水乙醇氯化钠硝酸银四氯化碳试剂加入次序第1章绪论四、一些基本概念19气态：均相空气液态：水（1）酒精+水（1）水+食盐（1或2）水+食盐+硝酸银（2或3）再加四氯化碳（3或4）固态：一物一相石墨金刚石球碳a-Fe910Cg-Fe与结构有关第1章绪论四、一些基本概念204、质量守恒和能量变化第1章绪论四、一些基本概念一般的化学反应方程式：aA+bB＝yY+zZ或0=–aA–bB+yY+Zz通式：B0BB式中νB为相应指定物化学式B的计量数，B为相应指定物的化学式能量变化如何表示？215、物质的量1971年，第14届国际计量大会选择了物质的量作为7个基本的物理量（长度、质量、时间、电流、热力学温度、发光强度和物质的量）之一。用以计量原子、分子、电子等介观和微观物质的量。n与阿佛加德罗常数NA和粒子数N的关系是n=N/NA，其中NA=6.02×1023mol–1。符号记为n，单位为摩尔(mol)。摩尔质量（符号为M）：M=m/n，单位为kg·mol–1第1章绪论四、一些基本概念22使用摩尔时，基本单元必须指明。教材P12上的例子如果我们说（1/2H2O），(H2+1/2H2O)，(H2+0.234O2)，C(石墨)，C（金刚石），AgCl(s)，Fe0.9S(s)，1/5MnO4-(aq)，1/2H2SO4或（KCl+123.4H2O）的物质的量，都是正确的。相反，如果说“氢的物质的量”，“氯化汞的物质的量”就不明确了，因为他们可以是n(H)，也可以是n(H2)；可以是n(HgCl2)，也可以是n(Hg2Cl2)，因氯化亚汞有时统称为氯化汞。因此在使用物质的量的时候，必须指明基本单元。第1章绪论四、一些基本概念236、反应进度一般定义为：BBB)]0()([nn-反应进度ξ为1mol简称摩尔反应。根据反应进度的定义，它只与化学反应的方程式有关，而与选择反应系统中何种物质来表述无关。例如合成氨反应。第1章绪论四、一些基本概念24反应前物质的量n1/mol10300反应某时刻物质的量n2/mol8244则反应进度为：mol2)1(mol)108()N()]N()N([22122---nn或mol2)3(mol)3024()H()]H()H([22122---nnmol22mol)04()NH()]NH()NH([33132--nn322NH)g(H23)g(N21mol4N2(g)+3H2(g)2NH3(g)例第1章绪论四、一些基本概念25作业：第1章绪论作业练习题：P134,5；P148,9