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1、大学化学主 讲 薛 峰引 言化学是研究物质的组成、结构、性质及 其变化规律和变化过程中能量关系的学 科 化学已产生了许多分支，已成为一个立 体的、多层次的体系。 化学学科的分支化学学科分析化学19世纪初光性质电性质的现代仪器分析无机化学1870年前后周期律及周期表为标志有机化学19世纪下半叶碳氢化合物及其衍生物 高分子化学*物理化学1887年化学反应的方向、限度速率、机理在这体系中各个分支相互作用、相互协同，共同解决化学中的许多重大课题。生物化学环境化学农业化学医化学材料化学地球化学放射化学计算化学与其它学科交叉结合形成的边缘学科化学学科四大化学大学化学是将这多层次的、立体的 各分支化学，提炼
2、、综合、简明扼要介 绍化学知识的一门基础课。也是针对非 化学专业所开的一门专业必修课。目的主要是使广大的工科学生在高中化 学的基础上进一步掌握一些必需的近代 化学基本理论、基本知识和一些实验的 基本技能。并了解这些理论知识和技能 在工程实际中的应用。同时化学是一门实验科学，在实验过程中能培 养学生观察问题、分析问题和解决问题的能力 。人才的素质一般可以分为身体素质、思想政治 素质、 能力素质、心理素质和知识素质等五个 方面。能力从广义上来说，是人们认识、改造客观世 界和主观世界的本领。它表现为顺利完成某项 活动且直接影响活动效率所必备的心理特征。 能力是顺利完成某种活动中的一种心理特征， 但活
3、动中的心理特征并不都是能力。 如何培养日常生活自理能力 1) 首先掌握合理安排日常生活秩序的能力 。 a） 学会如何合理安排自己的时间b） 学会对钱财的管理c） 学会如何与人相处 2）学会如何适应大学课程的学习。 3）要开始思考自己未来发展的方向。最重要的能力：独立思考能力一份考查报告的摘要修改以后的摘要北航是一所具有航空航天特色的综合性 院校，其中化学与环境学院、材料科学 工程系、发动机系、自动化工程系等学 科中有许多知识点与化学有紧密的联系 全校文科专业不开设普通化学或 化学与社会。全校2系、5系、6系等专 业不开设普通化学。其余专业学生 必修大学化学。其中理论课28学时 ，实验8学时，合
4、计36学时现 状变化的：课时数由最初的86学时 64学时到 目 前 36学时。主讲教师人数也从十几人 九人。 没变的：大学化学是大一学生必修的专业基础 课，也是学校多年的优质基础课。教材一直是浙江大学主编的普通化学 内 容教学内容：第一章 热化学 3学 时第二章 化学反应基本原理 8学 时第三章 溶液与离子平衡 6学 时第四章 氧化还原及电化学 5学 时第五章 选讲材料 2学 时习题讨论课 4学 时大学化学学习方法 读书的三个层次：1）把书读厚2）把书读薄3）把书读没（手中有书，心中无书）要灵活掌握知识要点、以点（公式）带 线（各个基本点和慨念）、以线扩面（ 整个大学化学的要求内容）。融会贯通
5、 ，不要死记硬背。大学化学知识要点 希望解决三个问题：化学反应的方向、程度（化学热力学）和速度（化学 动力学） 方向的解决是通过一个公式实现的（本课主线）：G（T） = G(T) + RT lnQ（范特赫夫等温方程） 副线：G(T)= H(T)-TS(T)（吉布斯赫坶赫兹公式）其他内容围绕这个方面展开。 化学变化的特征两个定律化学反应遵守质量守恒定律化学变化遵守能量守恒定律G（T） = G(T) + RT lnQ 自由能方向判据G(T)= H(T)-TS(T)等温等压程度判据热效应焓混乱度熵标准条件三大函数的关系图本课程的核心公式你要做的 上课前先预习。 听好每一堂课（事半功倍）， 下课以后做
6、好小结。做一定量的习题巩 固课堂内容。习题以习题册为主（不要 题海战术）。 认真做好每一个实验，认真完成好实验 报告的书写。实 验 课 教 学 实验二 化学反应热效应的测定 实验三 污水中六价铬离子的测定 实验四 醋酸解离常数的测定及缓冲溶液的性质 实验五 氧化还原反应 实验六 水的净化与水质检测 实验九 化学反应速率常数的测定化学实验报告格式要求 实验前一天交预习报告； 要有实验记录统一用整张数学作业纸记录包括实验时 间、地点、名称、原始数据等，实验结 束以后教师审核签字。学生应将此记录 粘贴在实验报告的背面，不得有涂改； 一律使用学校统一印制的“实验报告纸 ” 书写整理实验报告，作图要用坐
7、标纸 ，制表用尺子；实验报告内容包括：一、实验目的、原理及仪器及药品（按实验讲义填写）二、实验内容及步骤（简明扼要）三、数据处理及结果（详细、正确）包括将原记录重新制表抄写，数据计 算及结果。误差计算四、误差分析五、注意事项六、收获与体会（可不写）成绩考核和计算成绩分配：实验25，平时5，期末70； 要求： 1）实验：两次缺席实验者，不得参加期末考试 ，成绩不及格； 2）作业：每章交一次作业（习题集），课代表 收齐后交到主北530办公室的指定位置。两次不交作业者减扣总成绩10； 3）答疑时间：周五下午4:00至5:30期末考试前一天（具体通知）地点：为主北（530） 考试范围和题型:范围:决不
8、会超出课堂所讲授的内容.题型:判断题选择题(可能单选也可能多选)填空题计算题(2到3题,任选2题) 中场休息第一章反应中的能量变化热化学 要点： u 了解一些热力学基本概念：如状态函数、热、功、热力学能、焓等概念 ；u 理解化学变化和相变化中热量测量和计算；u 掌握部分热化学问题的计算方法、盖斯定律 及反应焓变计算。前 言u化学是研究物质的组成、结构、性质及其变化 规律和变化过程中能量关系的学科 u那么，我们会关心一个化学反应中的几个问题 ：反应的可能性（方向） 反应中的能量变化关系如何?如反应能进行，那进行的程度如何？反应进行的速度如何？ u如石墨能变成金刚石吗？如能什么条件下？几个基本概念
9、 1、系统与环境 所研究的对象称系统（system)； 与系统相关的周围部分环境 (surrounding)。 按系统与环境是否存在物质或能量的交换分类为 ：封闭系统（closed system ）无物质交换有能量交换敞开系统（open system ）有物质交换有能量交换孤立系统（isolated system ）既无能量也无物质交换 系统的性质 包括系统所有的物理性质和化学性质 物理性质：聚集态及各种物理参量T、p，V、n、C、U、H、S、G强度性质：T、p，与系统中物质数量无关；广度性质：V、n、C、U、H、S、G与系统 中物质数量成正比，具有加和性；而、Vm、Cm等属强度性质 。化学性
10、质：组成及结构2、相：具有相同物理性质和化学性质的部分。相与相之间有明显的界面组成部分：单相系统多相系统概念区分：固相、液相和气相和相的区别？3、状态函数（state function)当系统中所有化学性质和物理性质均 确定时称系统处于一定状态（state）。 确定系统状态的性质，称为状态性质；状态性质的值，只与系统所处的状 态有关，是状态的单值函数状态函 数。 状态函数的特征状态与状态函数一一对应；状态变化时，状态函数的改变量只与 始末态有关，与变化的途径无关。对于状态函数 x，从xA变为xBABxAxB例如：系统从状态A变化至状态B对循环过程，状态函数的变化量为零，即：4、过程、途径和可逆
11、过程 系统从一状态变化到另一状态的经过为过程； 实现过程的具体步骤的总和为途径； 如果系统的变化是在等温条件下进行的，则称 等温过程（isothermal process)。 如果系统的变化是在等压条件下进行的，则称 等压过程（isobar process) 如果系统的变化是在绝热条件下进行的，则称 绝热过程（adiabatic process)。 如果系统的变化是在循环条件下进行的，则称 循环过程（cyclic process)。H2O(s)H2O(g)H2O(l)C(s)+O2(g)CO2 (g)CO(g)+1/2O2(g)例：一定T , p条件下可逆过程： 系统复原时环境也复原(包括物质
12、和能量)5、化学计量数和反应进度aA+bB=yY+ zZB 称为化学计量数，对反应物取负，对产物取正当反应从零开始按计量数完成1单位反应时 ， 即1 mol，简称为摩尔反应。反应进度 定义：单位为：mol6、热(heat)和功(work)热(q)：系统与环境间因温度差而传递的能量；功(w)：除温度差外系统与环境间传递的能量；热和功皆非状态函数，而是途径函数系统吸热：q 0 系统放热：q 0 系统对环境做功：w 0系统放热：q 0 系统对环境做功：w 0w 的符号有序能 状态函数的三个特点：1）状态一定，其值一定。2）殊途同归，值变相等。3）周而复始，值变为零。我们的世界遵守物质守恒和能量守恒定
13、律，这个是我们目前公认的真理。解： H2O(l)=H2O(g) 蒸汽设为理想气体若忽略液态水的体积：即，计算相变及化学反应过程体积功可忽略反应中 液态或固态物质体积；且非高压下设蒸汽为理想气体 。例1-1、100和101.3kPa下，1molH2O(l)蒸发为 1molH2O(g)，液态水100的密度为0.958 gcm-3。求 该过程的体积功。反应(相变)的体积功(w)例1-2、100和101.3kPa下，2molH2(g)与1molO2(g) 反应生成2molH2O(g)，求体积功。解：2H2(g)+ O2(g) 2H2O(g)结论：有气体参加的定温定压的化学变化中，w总约 为RT 的倍数
14、，且量级10kJ；而q的量级常在102kJ，即w 对反应能量变化的影 响较 q 小的多，计算中w常可忽略。讲 故 事 1983年中国出了一个王洪成。到处表演水 变油的把戏， 把一滴神奇的药液滴到水中后 ，水就能像油一 样燃烧起来！ 王洪成，东北人，中等身材，父亲是粮库退休 工人，母亲无工作，祖孙三代没有出过文化人 。王读书时由于淘气和不及格， 总共上了四 年小学，却被两次开除，再没有受过什么高等 教育。王洪成养过猪，学过木匠，当过兵，出 名之前是哈尔滨公共汽车公司的一名驾驶员。 从1984年初开始，王洪成推出了他的所谓“水变油” 的发明，唯一的依据是他能够即兴“表演”。王洪成 的所有表演不是按
15、照严格的科学条件进行的，表演是 由王说了算，即兴而发，产生“眼见为实”的观众效 应。 如：（一盘录像带哈尔滨市一位公安局副局长电视记录片盘古开天惊世篇中国王洪成在河 北某县广场上的表演等等） 1992年8月3日某大报称：“王洪成发明的膨化燃料， 可望对能源短缺作出重大贡献。最近，北京市汽车研 究所、中国汽车质量北京监督检验所采用这种膨化燃 料在汽车上试验。经测定，汽车以每小时40公里行驶 ，百公里燃料消耗为7.06公升，与参考指标相比，节 油率为44.84%，国家有关部门将在全国推广应用这项 具有世界领先水平的新产品。” 1984年初，黑龙江省一位副省长就与王洪成联系，准 备测试声称的水变油的可靠性，王不干。 1984年5月，当时一位中央领导亲赴哈尔滨探望王洪成 ，并观看了王的表演。 1985年冬，王洪成从大庆到北京、河北、浙江、上海 等地表演、许愿，诈骗钱财。 1986年冬，国家计委一位常务副主任受中央领导同志 的委托抓这件事，根据王洪成的要求，一次拨款60万 元，还给了王洪成一辆豪
