普通化学 大学化学第一章

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1、普 通 化 学 课 件（ general chemistry）单位：贵州大学化工学院制作人：李翠芹贵州大学化工学院绪 论主要内容一、对已学化学知识的回顾与总结二、化学的研究对象与范围三. 化学发展史 教学目的与教学内容 要求与考核贵州大学化工学院中学化学无机：无机元素及化合物的相关知识有机：有机化合物的相关知识基本概念与理论大学化学涉及无机元素及化合物卤素：、l、r、t碱金属：Li、Na、K、Rb、Cs氧族元素：、e、Te、Po族元素：、s、Sb、Bi族元素：C、Si、Ge、Sn、Pb金属元素：Mg、Al、Fe等贵州大学化工学院基本概念及理论物质的组成、性质和分类 化学用语表示构成物质的微粒的

2、化学用语 表示物质宏观组成的化学用语 表示物质变化的化学用语 化学中常用的计量：摩尔等 化学反应基本类型：氧化还原反应等 ：溶液：溶解度等概念 物质的结构：化学键、晶体等 元素周期律和周期表：主族和副族 化学反应速率，化学平衡：重点 电解质溶液：弱电解质的电离平衡 盐类的水解 原电池及电解池反应进行的方向反应速率反应进行的程度 化学平衡的移动氧化剂、还原剂相对强弱的比较 氧化还原反应方向的判断氧化还原反应进行程度的衡量反应进行的方向贵州大学化工学院1 化学的研究对象 化学是在原子和分子水平上研究物质的组成、结 构、性质及其变化规律的学科。2 化学的研究范围物质的组成、结构、物理与化学性质、制备

3、方 法与工艺；物质各种聚集状态（包括晶体、非晶体 、流体、等离子体、介观与纳米态）下的性质、功 能与应用 。 贵州大学化工学院化学的分支(二级)学科：无机化学、有机化学、分析化学、物理化学和高分子化学等；应用方面(交叉边缘学科)有燃料化学、 环境化学、材料化学、生物化学、放射化学、激光化 学、地质化学、计算化学、能源化学、绿色化学、化 学信息学、纳米化学、化学生物学等。大学化学作为一门基础课程，是对化学科学各分 支的基础知识作一整体的介绍。 二 化学的地位 是自然科学的核心一级学科。 是自然科学中处于承上启下地位的中心学科。贵州大学化工学院化 学计算与 信息科学物理学数 学天文学地质与环 境科

4、学工程 科学生命 科学材料 科学贵州大学化工学院 化学是理论与应用并重的科学化学医药 卫生军事 国防衣、食、 住、行资源利用， 环境保护新能源冶金信息电子新材料生物技术贵州大学化工学院三. 化学发展史 四次革命首次给元素下了一个 清晰的定义，被益为 化学中的牛顿使化学成为一 门实验科学建立了价键理论贵州大学化工学院波义耳1661年发表了“怀疑 派化学家”(The ScepticalChymist)，指出:“化 学不是为了炼金，也不是为了治 病，它应当从炼金术和医学中分 离出来，成为一门独立的科学” 。波义耳极为崇尚实验，指出， “空谈毫无用途，一切来自实验 ”。他把严密的实验方法引入化 学研究

5、，使化学成为一门实验科 学。恩格斯的评价：“把化学确立为科学”被誉为“化学之父”（墓碑语）。贵州大学化工学院法国化学家拉瓦锡1783年出版名著“关于燃素的回顾”，提 出燃烧的氧化学说。拉瓦锡1789年出版了“初等化学概论”，首次给元素下了一 个科学和清晰的定义：“元素是用任何方法都不能再分解的简单 物质”。以科学元素说取代了传统思辨的旧元素论。揭开了困惑 人类几千年的燃烧之谜，以批判统治化学界近百年的“燃素说” 为标志，发动了第二次化学革命，被誉为“化学中的牛顿”。贵州大学化工学院英国化学家道尔顿创立科学原子论(化学原子论) ，揭示了各种化学定律、化学现象的内在联系，成为 说明化学现象的统一理

6、论，完成了化学领域内一次极 为重大的理论综合。有人称为近代化学史上的第三次 化学革命。1803年，道尔顿提出了原子学说：元素是由非常 微小的、看不见的、不可再分割的原子组成；原子既 不能创造，不能毁灭，也不能转变，所以在一切化学 反应中都保持自己原有的性质；同一种元素的原子其 形状、质量及各种性质都相同，不同元素的原子的形 状、质量及各种性质则不相同，原子的质量（而不是 形状）是元素最基本的特征；不同元素的原子以简单 的数目比例相结合，形成化合物。化合物的原子称为 复杂原子，它的质量等于其组合原子质量的和。 贵州大学化工学院1807年道尔顿发表化学哲学新体系，全面阐述了化学原子论的思想。 19

7、30年，美国化学家鲍林（L.Pauling，19011994）和德国物理学家J.C.Slater（19001976）把量子力学处理氢分子的成果推广到多原子分子体系，建立了价键理论（VBT）。阐明了共价键的方向性和饱和性，指出了由于原子轨道重叠方式不同而形成的键和键这两种基本共价键类型。 贵州大学化工学院1931年，为解释甲烷分子的空间构型， 鲍林又根据波函数叠加原理，提出了杂化轨 道理论。作为价键理论的重要补充，较满意 地解释了共价多原子分子的空间构型。代表作“化学键的本质”至今仍是一部 权威性著作。还提出电负性、键参数、杂化 、共振、氢键等概念。在生物化学领域提出 了蛋白质分子多肽链的螺旋结

8、构。在量子化学和结构化学领域，几乎到处 可以看到鲍林的足迹。1954年获诺贝尔化学 奖，1962年获诺贝尔和平奖贵州大学化工学院四.教学目的与教学内容目的 使同学具有必备的近代化学基本理 论、基本知识和基本技能； 了解这些理论知识和技能在工程实际的应用； 培养高素质人才。使同学成为知识面宽、基础扎实、有开拓创新能力的高素质人才。贵州大学化工学院教学内容 基本理论和基本知识：热化学（热力学）；化学反应的方向 、程度和速率；水化学；电化学（动力学 ）；物质结构基础；元素化学。 工程实际应用：能源、大气污染、水污染、金属腐蚀 及防止、金属材料及表面处理贵州大学化工学院五.要求与考核 理论课： 重点弄

9、清各章的内容。课 堂上认真听讲、课后认真复习与消化、认 真完成作业。 实验：是课程的重要环节，做实验能加 深与巩固对基本理论和知识的理解；能训练基本操作技能，培养独立操作、观察记录、分析归纳写报告等多方面的能力以及科学工作方法。要求：写好预习报告，不得迟到缺席，独立操作，独立写实验报告。贵州大学化工学院成绩评定方法：理论课+实验课 平时：30（包括考勤、课题提问、 完成作业情况、实验等）考试：70%贵州大学化工学院第 1 章热 化 学 与 能 源普 通 化 学 课 件（ general chemistry）贵州大学化工学院教学基本要求1.掌握系统、环境、相、状态函数、化学计量数 、反应进度的概

10、念和热化学定律。2.掌握化学反应中的焓 变在一般条件下的意义。 理解定压反应热(qp)与反应中的焓变的关系。了 解qv与反应中的内能变的关系掌握化学反应的 标准摩尔焓变的近似计算。3. 适当了解能源中的燃料燃烧反应的热效应。了解 能源的概况、燃料的热值和可持续发展战略。贵州大学化工学院（一）反应热的测量（二）反应热的理论计算1几个基本概念1热力学第一定律2化学反应的反应热与焓3反应标准摩尔焓变的计算主要内容贵州大学化工学院1.1.1 几个基本概念作为研究对象的那一 部分物质；系统之外，与系统密切联系 的其它物质。1. 系统：2. 环境：1-1 反应热效应的测量贵州大学化工学院封闭系统 三种热力

11、学系统：孤立系统孤立系统是一种科学的抽象,对于科 学研究有重要意义.敞开系统贵州大学化工学院应用相的概念需区分： *相与聚集态不同；3 相：系统可分为:单相（均匀）系统；多相（不均匀）系统。 相与相之间有明确的界面。系统中任何物理和化学性质完全相同的部分。*相数与物质种类数；*相与界面的关系。一种物质的不同聚集态 ，不同相同聚集态不同相不同物质同聚集 态同或不同相贵州大学化工学院4.状态与状态函数（1）系统的状态：指用来描述系统的诸如压力p，体积V，温度 T，质量m和组成等各种宏观性质的综合表现。（）状态函数：用来描述系统状态的物理量（） 在系统状态变化时，状态函数的改变量只与系统的始、末态有

12、关而与过程无关。 即： X =X2-X1状态函数的三个特点：状态一定，其值一定；殊途同归 ，其值相等；周而复始，值变为零。问题：在一定条件下，由氯化钠的过饱和溶液、冰、乙醇溶液、 氮气和氢气组成的系统中，有几种组分，几个相？几个聚集态？贵州大学化工学院途 径 1状态函数按其性质可分为两类广度性质：将系统分成若干部分时，系统的性质等于各部分性 质之和，广度性质的量值与系统中物质的量成正比，具有加和 性，如体积、热容、物质的量、质量、熵、焓和热力学能均有 加和性。贵州大学化工学院强度性质：此类性质不具有加和性，其量值与系统中物质的量 多少无关，仅取决于系统本身的特性如温度、压力、密度、黏 度、硬度

13、等均是强度性质系统的某种广度性质除以物质的量或质量后就变成强度性 质，如体积是广度性质，而密度是强度性质。、过程与可逆过程过程：系统的状态发生的任何变化称为过程，实现这个 过程的具体步骤称为途径。可逆过程：系统经过某过程由状态变到状态后，当 系统沿该过程的逆过程回到原来状态时，若原来对环境产生 的饿一切影响同时被消除，这种理想化的过程称为热力学可 逆过程。贵州大学化工学院、化学计量数和反应进度B表示反应中物质的化学式， 是B的化学计量数，是量纲 为1的量，对反应物取负值，对产物取正值。反减少，产增加 。对同一个反应，化学计量数与化学方程式的写法有关，例 如合成氨的反应若写作：将任意方程式： a

14、A+bBYy+Zz写做： aAbBYy+Zz并表示成：贵州大学化工学院、反应进度 的定义式为:对于一般反应式（1.1a）（1.2） 式中，对于有限的变化，有 对于化学反应来讲，一般选尚未反应时， ，因此以合成氨为例反应前物质的量n1/mol反应某时刻物质的量n2/mol10 30 08 24 4贵州大学化工学院则反应进度为可见，对同一反应方程式，不论选用哪种物质表示反应进 度均相同。但若将合成氨反应式写成：对于上述物质的量变化，则求得 ，同一反应，反应 方程式写法不同， 就不同，因而 也不同，所以当涉及反应 进度时，必须指明化学反应方程式。当反应按所给反应式的系数比例进行了一个单位的化学反 应

15、时，即 ，这时反应进度 就等于1mol。我们就说 进行了1mol化学反应，简称摩尔反应。贵州大学化工学院1.1.2反应热的测量1.反应的热效应化学反应时所放出或吸收的热称为反应的热效应，简称反 应热。反应热一般可用测定一定组成和质量的某种介质（如溶液 或水）的温度的改变，再用下式求得qcsms(T2-T1)csmsT =CST2.测量反应热的步骤1）准确称量反应物(固态或液态）装入钢弹内，通入氧气，密封;2）将钢弹安放在一钢质容器中，向容器内加入足够的已知质量的水，使钢 弹淹没，钢弹与环境绝热;3）精确测定系统的起始温度(T1);4）电火花引发反应，测量系统(包括钢弹及内部物质、水和金属容器等

16、)的终态温度(T2)。贵州大学化工学院3 测量装置 氧弹式量热计 (calorimeter)贵州大学化工学院贵州大学化工学院C叫做量热计常数（calorimeter constant）为弹 液(如水)和热量计部件(如杯体，钢弹,温度计,搅拌棒和引 燃丝等)热容之和.(例如盛水2000g的弹式热量计的常数为 10.1 kJK-1)4.计算：q-q(H2O)+qb-C(H2O)T+CbT-CT弹式量热剂中环境所吸收的热可分为两部分：主要的部 分是加入的吸热介质水所吸收的，另一部分是金属容器等钢 弹部件所吸收的，前一部分的热以q(H2O)表示，则后一部分热以qb表示，若钢弹部件的总热容以Cb表示，则则系统的反应热为贵州大学化工学院注意：1）反应热与反应进度之比，即等于摩尔反应热