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1、 1 基础化学 第一章绪论 Introduction 教学基本要求 掌握物质的量 物质的量浓度 摩尔分数和质量摩尔浓度的定义 表示方法及计算 熟悉SI单位制和我国法定计量单位 了解基础化学课程的地位和作用 第一节基础化学课程的地位和作用 一 化学在原子 分子层次上研究物质的组成 结构 性质及其变化规律的科学 实物 具有静止质量 物质化学的研究对象 场 没有静止质量 不属于化学的研究对象 第一节基础化学课程的地位和作用 物质的例子实物 substance 星球汽车分子场 field 无线电波 电磁场 光子 第一节基础化学课程的地位和作用 化学研究的例子反应 H2 g I2 g 2HI g 机理
2、I2 g 2I g 快 2I g H2 g 2HI g 慢 第一节基础化学课程的地位和作用 二 化学的分类 第一节基础化学课程的地位和作用 三 化学是一门中心学科 第一节基础化学课程的地位和作用 四 化学和医学 药学的关系 第一节基础化学课程的地位和作用 五 什么是基础化学 基础化学 溶液化学反应的能量 速率 电化学物质结构化学分析 酸碱 电解质 渗透压 胶体 生理 病理基础 反应的自发性 平衡 速率 机理 电位 生理 病理 药理基础 原子 分子 配合物 有机分子 生物分子基础 化学和仪器分析方法 临床分析和实验技能基础 第一节基础化学课程的地位和作用 六 怎样学好基础化学 基础化学 预习听课
3、笔记练习复习 实验自学讨论课外读物 第二节我国的法定计量单位 一 国际单位制1960年第11届国际计量大会 CGPM 以六个基本单位为基础命名 国际单位制 leSyst meInternationald Unit s 缩写为SI 1971年第14届CGPM增加第7个基本单位摩尔 第二节我国的法定计量单位 一 国际单位制1 组成SI基本单位SI单位SI单位SI导出单位SI倍数单位 第二节我国的法定计量单位 一 国际单位制2 SI基本单位 第二节我国的法定计量单位 2 SI基本单位 1 SI长度单位 米 meter 米 定义为真空中1 299792458秒时间光行距离 氢原子的半径是53 10 1
4、2m 53pm 表9 4给出37pm 第二节我国的法定计量单位 2 SI基本单位 2 SI质量单位 千克 kilogram 国际标准千克用铂 铱合金制造 保存在位于法国的国际标准局 第二节我国的法定计量单位 2 SI基本单位 3 SI时间单位 秒 second 1秒定义为气态铯原子吸收微波辐射9192631770次振荡的时间 铯原子钟 第二节我国的法定计量单位 2 SI基本单位 4 SI热力学温度单位 开 尔文 kelvin 常压下水的冰点是0 热力学温度和摄氏温度的关系是 T K T 273 15温度计 第二节我国的法定计量单位 一 国际单位制3 一些SI导出单位 第二节我国的法定计量单位
5、一 国际单位制4 部分SI词头 常用8个 第二节我国的法定计量单位 二 我国的法定计量单位一切属于国际单位制的单位都是我国的法定计量单位 可与SI单位并用的法定计量单位 第三节有效数字 一 有效数字的概念有效数字 significantfigure 是既能表达数值大小 又能表明测量值准确程度的数字表示方法 它包括测得的全部准确数字和一位可疑数字 可疑数字的误差为 1 第三节有效数字 一 有效数字的概念在有效数字的表示中 0 9这10个数字 只有 0 作为定位时是非有效数字 例如溶液体积20 50mL 0 02050L 后者在在数字 2 之前的 0 只起定位作用 不是有效数字 0 02050有四
6、位有效数字 第三节有效数字 一 有效数字的概念为了准确表述有效数字 需要使用科学计数法 scientificnotation 科学计数法用一位整数 若干位小数和10的幂次表示有效数字 如4 2 103 两位有效数字 4 20 103 三位有效数字 4 200 103 四位有效数字 第三节有效数字 一 有效数字的概念表示倍率 分率的数 凡定义给定的值 国际协议的值等 不带有误差者 称为准确值 exactnumber 不受有效数字位数限制 例如以Na2CO3为基本单元 摩尔质量M Na2CO3 106 0 2 g mol 1 此处2是自然数 一般计算时也不考虑相对原子质量等常数的有效数字位数 第三
7、节有效数字 一 有效数字的概念化学中常见的以对数表示的pH pK及lgc等其有效数字的位数 仅取决于小数部分的位数 因为整数部分只与其对应真数中的10的方次有关 如pH 10 20有两位有效数字 与表示成 H3O 6 3 10 11mol L 1一致 第三节有效数字 二 有效数字及其运算规则1 修约当实验测定值和计算值的有效位数确定之后 要对它后面的多余的数字进行取舍 这一过程称为修约 rounding 通常按 四舍六入五留双 规则进行处理 当约去数为4时舍弃 为6时则进位 当约去数为5而后面无其它数字时 若保留数是偶数 包括0 则舍去 是奇数则进位 使修约后的最后一位数字为偶数 第三节有效数
8、字 二 有效数字及其运算规则2 加减运算加减运算所得结果的有效数字位数以参加运算各数字中精度最低 即小数点后位数最少的数为准 例如0 5362 0 25 和为0 79 3 乘除运算乘除运算所得结果的有效数字位数以参加运算各数字中相对误差最大 即有效数字位数最少的数为准 例如0 0121 25 64 积为0 310 第三节有效数字 例 计算21 64mL 0 2463mol LA溶液中溶质物质的量 解 0 2463mol L 21 64mL 5 340mmol21 64 0 2463649212984865643285 339932 第四节量纲分析 量纲分析 dimensionalanalysi
9、s 化学计算的方程式往往是量的方程式 表示物理量之间的关系 量可以定量地表示为量的数值和量的单位的乘积 A A A 式中 A为物理量的符号 A 为单位的符号 A 是以单位 A 表示量A的数值 量方程式计算的每一个步骤中物理量数据都应该带单位 这些单位在计算时或保留 或相乘 或相除 或 抵消 称为量纲分析 第四节量纲分析 换算因子 conversionfactor 量纲分析的关键是换算因子的运用 换算因子是分子和分母表示具有不同单位的同一物理量的分数形式 例如液体体积的换算 1L 1000mL 所以换算因子是 和另外 相关联的不同物理量之间的相互换算也可作换算因子处理 例如 由密度相关联 溶液的
10、质量和体积可以相互换算 第五节分散系统与混合物的组成标度 一 物质的量 amountofsubstance 1 定义摩尔是一系统的物质的量 该系统中所包含的基本单元 elementaryentity 数与0 012kg碳12的原子数目相等 在使用摩尔时 基本单元应予指明 可以是原子 分子 离子 电子及其他粒子 或这些粒子的特定组合 第五节分散系统与混合物的组成标度 一 物质的量2 意义物质的量是表示物质数量的基本物理量 1mol物质的基本单元的数目是阿伏加德罗常数 Avogadroconstant 的数值 6 0221367 0 0000036 1023阿伏加德罗常数 L 6 0221367
11、0 0000036 1023mol 1 单位mol 1 这个数的精确程度随测量技术水平提高而提高 第五节分散系统与混合物的组成标度 一 物质的量2 意义摩尔的定义是绝对定义 不随测量技术而改变 12g12C的原子数目是阿伏加德罗常数的数值 只要B的基本单元数目与0 012kg12C的原子数目一样多 就是1mol 1molC 第五节分散系统与混合物的组成标度 一 物质的量3 mol的用法mol是物质数量的计量单位 说1mol物质B 6 0221367 0 0000036 1023个基本单元 类似于说1打鸡蛋 12只 1罗铅笔 144支 1打鸡蛋 1罗铅笔 第五节分散系统与混合物的组成标度 一 物
12、质的量3 mol的用法 物质的量 是整体名词 不能拆开 使用mol时必须同时指明基本单元 物质的量的符号是nB 指物质B的物质的量 对于具体物质 应将基本单元表示在括号内 如n Na2CO3 0 5mol基本单元应该用粒子符号 物质的化学式或它们的特定组合表示 如H H2 H2O 1 2H2O 1 2SO42 2H2 O2 等 第五节分散系统与混合物的组成标度 问题 1mol物质有多少1mol水能一口喝下 宇宙中的星球约1 10mol 算算直径1cm的小球排满我国9 6 106km2陆地会有多厚 第五节分散系统与混合物的组成标度 一 物质的量 amountofsubstance 4 摩尔质量
13、molarmass 和物质的量的计算物质B的摩尔质量MB定义为B的质量mB除以B的物质的量nB 即 单位kg mol 1 以g mol 1为单位 原子MB的数值等于其Ar 分子MB的数值等于其Mr 第五节分散系统与混合物的组成标度 0 53gNa2CO3的物质的量是多少 运用摩尔质量的定义式可以方便地计算MB mB和nB 解 第五节分散系统与混合物的组成标度 二 物质的量浓度1 定义溶液的物质的量浓度 amount of substanceconcentration 定义为溶质B的物质的量nB除以溶液的体积V 即 单位mol L 1 浓度很小时可用mmol L 1 cB可简称为浓度 conce
14、ntration 第五节分散系统与混合物的组成标度 二 物质的量浓度2 cB的用法使用cB时必须指明基本单元 对于具体物质 应将基本单元表示在括号内 如c 1 2Ca2 4mmol L 1未知相对分子质量的物质B可用质量浓度 B massconcentration 表示 单位为kg L 1 定义是 第五节分散系统与混合物的组成标度 正常人血浆中每100mL含Na 326mg HCO3 164 7mg Ca2 10mg 它们的物质的量浓度 单位mmol L 1 各为多少 第五节分散系统与混合物的组成标度 市售浓硫酸密度为1 84kg L 1 H2SO4的质量分数为96 计算物质的量浓度c H2S
15、O4 和c 1 2H2SO4 单位用mol L 1 H2SO4的摩尔质量为98g mol 1 1 2H2SO4的摩尔质量为49g mol 1 第五节分散系统与混合物的组成标度 三 摩尔分数和质量摩尔浓度1 摩尔分数 molefraction 定义 B的物质的量与混合物的物质的量之比 符号为xB 单位是一 即 显然 溶质B和溶剂A组成溶液 有xB nB nA nB xA nA nA nB xA xB 1 第五节分散系统与混合物的组成标度 三 摩尔分数和质量摩尔浓度2 质量摩尔浓度 molality 定义 溶质B的物质的量除以溶剂的质量 符号为bB 单位是mol kg 1 即 由于摩尔分数和质量摩尔浓度与温度无关 因此在物理化学中广为应用 第五节分散系统与混合物的组成标度 将7 00g结晶草酸 H2C2O4 2H2O 溶于93 0g水中 求草酸的质量摩尔浓度b H2C2O4 和摩尔分数x H2C2O4 M H2C2O4 2H2O 126g mol 1 而M H2C2O4 90 0g mol 1 故7 00g结晶草酸中草酸的质量为 第五节分散系统与混合物的组成标度 溶液中水的质量为m H2O 93 0g 7 00 5 00 g 95 0g则
