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1、 上课：56学时实验：24学时 要求：课堂上认真听讲，遵守课 堂纪律，课后独立完成作业。课程安排和要求上课：大学普通化学一 二 三 四 五 六 七 相平衡 学时：10 6 8 8 4 4 4 10作业：每一章收一次，每次批改总人数的1/3。答疑：每章完成后安排一次. 具体内容教材：“大学普通化学”第五版大连理工大学出版社；实验教材：“大学普通化学实验”高等教育出版社教材和参考书辅导书：“大学普通化学学习指导”大工出版社参考书：“普通化学”、“无机化学”“物理化学” 六 次 实 验（24学时）实验一 固体乙醇的制备 实验二 化学反应焓变的测定 实验三 废水中铬含量的测定 实验四 氧化还原与电化学
2、（一） 实验五 氧化还原与电化学（二） 实验六 无机合成-碳酸氢钠的制备实 验 安 排普化预约网址：http:/202.118.73.170/finaldlut密码： dlut考试方式：笔试 A，B卷笔试： 80分平时： 20分 结束课后全院统考 考 试 序 言非化学化工类专业为什么学习化 学？ 普通化学课程的基本内容及教学 目的。1.科学技术发展的需要： * 高新技术迅猛发展；* 不同学科间的相互交叉、相互渗透、相互联系 是当代科学技术的新特点，它们都直接包含着化 学的许多知识和内容。 *许多的社会问题，如工程问题、环境问题，人 们的衣、食、住、行都是包含了多个学科、多方 面的知识。2.培养
3、具有高素质、创新能力的科学 技术人才的需要。3. 化学是高等教育中不可缺少的基 础课程，它覆盖了无机化学、有机化学 、物理化学、材料化学、环境化学、生 物化学等。大学普通化学是在高中化学基础上的深入，大学普通化学与中学化学比较，具有理论化、抽象化、概念化、定量化的特点。 第一节 化学反应中的能量关系1.1基本概念1.2焓与反应热重点:1.概念-相、状态与状态函数、热和功、焓、 物质的标准摩尔生成焓f Hm 、反应的标 准摩尔焓变rHm 等。第一章 化学反应的基本原理第一节 化学反应中的能量关系第二节 化学反应的方向 第三节 化学反应进行的程度-化学平衡第四节 化学反应速率2.计算：分压定律 p
4、B = yB p 热力学第一定律 U = U2 - U1 = Q + W反应热 QP = r Hm(298K)= vB f Hm(B,物态,298K) 第一节 化学反应中的能量关系化学反应过程必然伴随能量变化 ，研究化学变化中的能量传递和 转换规律的科学领域叫化学热力 （chemical thermodynamics)。本 节讨论热力学第一定律(first law of thermodynamics)及运用此定律 研究化学反应中能量变化，计算 各种化学反应的反应热。1 .1 几个基本概念 1 . 系统、环境2 . 状态与状态函数3。 相与相变4。 气体定律1. 系统与环境2. 状态与状态函数3
5、. 相与相变4. 气体定律系统(system) ：被研究的对象环境(surrounding)：系统以外与系统 有关的其他物质1.系统与环境系统与环境的概念是相对的，是为了研究的需要和方便人为划分出来的。系统与环境示意图例如，研究 结晶硫酸铜 的溶解过程 时，可将结 晶硫酸铜和 水溶液作为 系统，环境 就是三角瓶 及瓶外的周 围物质根据系统与环境之间发生物质的质量与能量 的传递情况，系统可分为三种类型：敞开系统(unclosed system)：系统与环境之 间通过界面既有物质的质量传递又有能量的传递 ；隔离系统(isolated system)：系统与环境之 间既无物质的质量传递又无能量的传递
6、；封闭系统(closed system)：系统与环境之间 通过界面只有能量的传递，没有物质的质量传递 。(a) 敞开系统 (b)封闭系统 (c)隔离系统状 态 函 数(state function)：系统的状态是用系统的各种热力学宏观性质来 描述的，如温度、压力、体积、热力学能、焓、熵等，这些性质与系统的状态有关，所以也称系统的状态函数。系 统 的 状 态(state)：系统所处的状况。2.状 态 与 状 态 函 数(1) 系统的状态确定，系统的各种性质 即所有的状态函数也都确定，反之亦然 。(2) 当系统的状态发生变化，系统的状态函数也变化，但不一定所有的状态函Attention：数都变化，
7、如等温、等压过程。(3) 反过来，当系统有一个状态函数发生变化，系统的状态一定发生变化。状 态 函 数 的 特 点1. 系统的状态一定，状态函数有唯一确定的值。2. 系统的状态变化时，状态函数（Z）的变化量（ Z）只决定于系统的始态（开始的状态）和终态（变化后的状态），而与变化的途径无关。即 Z = Z（终) Z（始） 3. 系统的状态函数之间有一定的关系。例如，理想气体系统，其状态函数：体积、压力、温度、物质的量之间的关系可用理想气体 方程式表述：pV= nRT若已知其体积、压力和温度，即可知其物质 的量。 .相(phase)是指系统中物理性质和化学性质完 全相同的均匀部分,相与相之间有明确
8、的界面 。图a的气球中只有一种纯气体，显 然只一相；图b的气球中充满了空 气，虽然空气是由几种气体混合 组成的，但是根据气体的特性， 各种气体混合后都是均匀分布的 ，所以气球中任何部分空气的物 理性质和化学性质完全相同，该 气球内也只有一个相。(a)(b )3.相与相变下图给出了两种气球，各气球内有几相? 如下图所示，试管内的物质有几相组成?因为试管a内的酒精和水互 溶，故溶液中任何部分的物理 性质和化学性质完全相同；而 试管b内，煤油和水互不相溶 ，致使上下两层液体的物理性 质和化学性质完全不相同，而 且上下层间有明确的界面隔开 ，因此上下层液体形成两个相 。 但是，如果把液体上方的空 气也
9、考虑进去，则试管a中有 两相：气相和溶液相；试管b 中有三相，分别是水相、煤油 相及液体上方的气相。(a)(b)如图所示的复合材料中有几相? 碳纤维复合材料中有两 相。它们分别是碳纤维 相和树脂相。1、 对于系统中的气体来说，无论是纯气 体还是混合气体，都是单相系统。 2、对于系统中的液体来说，如果是纯液体 或是完全互溶的两种液体所形成的溶液，则 为单相系统；如果是互不相溶的几种液体所 形成的，则为两相或多相系统。 3、对于系统中的固体来说，不论固体分散 得多么细，只要存在相界面，每种固体就是 一相。例如：白糖和食盐的混合物是两相。从上面三个例子中可知：相变 相变名称 相变点 实例固 液 固
10、气液 固液 气气 液气 固熔 化 升 华凝 固蒸 发冷凝、液化冷凝、沉积熔点 升华点凝固点沸点液化点冷凝点冰的熔化 干冰(固态CO2)的气化 水的凝固 水的蒸发 二氧化碳的液化 雪的形成相变(phase change)是指 物质从一相转变成另一相的过程。常见相变 类型见下表4. 气 体 定律我们常见的气体大都是混合气体，在混 合气体中，每一种气体都称为混合气体的一 种组分气体(constituent gas)。组分气体在混合气体中的含量可表示为：分体积、体积分数、摩尔分数和气体分压。分 体 积N2O2分体积(partial volume)（VB）：相同温度下，组分气体具有和混合气体相同压力时所
11、占的体积。混合气体的体积：V= VBT、P、V相同体 积 分 数体积分数(volume fraction)（B）：组分气体的分体积与混合气体的体积之比。 B =B=1摩 尔 分 数摩尔分数(mole fraction)（yB）：组分气体的物质的量与混合气体的物质的量之比。yB = yB=1如果是溶液摩尔分数用xB表示用理想气体状态方程式推导，在T、P 不变时可得：yB = =分压(partial pressure)（PB）：组分气体 占据与混合气体相同体积时对容器所产生的压力。混合气体的压力： p = PB 理想气体当V、T不变时可知：气 体 分 压 pB = yB pyB分 压 定 律 混合
12、气体的总压力等于各组分气体的分压之和；组分气体的分压等于该组分气体的摩尔分数乘以混合气体的总压力。称道尔顿(J.Dalton, 1766-1844,英）分压定律。此定律适应于理想气体。使用分压定律时摩尔分数 yB有两种方法得到：一是通过摩尔分数定义；二是通过体积分数。请同学思考例1-1在一容器中含有NH3 、O2和N2的混合气体， 已知其中NH3为0.24mol,O2为0.36mol,N2为1.40mol ，计算总压力为101.3kPa时各组分气体的分压。 解： 潜 水 员 携 带 的 水 下 呼 吸 器 中，充 有 氧 气 和 氦 气 的 混 合 气 体。在 25C 时 ，将 1105 Pa
13、 的 46dm3 O2 和 1105 Pa 的 12 dm3 He 填 充 到 体 积 为 5.0 dm3 的 储 罐 中 ，试 计 算 两 种 气 体 的 分 压 和 混 合 气 体 的 总 压。例1-2归纳一下分压的计算：1. pB = yB p2. pBv = nBRT3.恒温下 p1v1 = p2v2此题2,3都行解：已知T=(273+25)K=298K .混合前后温度不变.对同一组分服从 p1v1=p2v2所以p O2=1105 Pa46dm3 /5.0dm3 =9.2 102 kPap He= 1105 Pa12dm3 /5.0dm3 =2.4 102 kPap=p O2+pHe=
14、(9.2+2.4) 102 kPa=11.6 102 kPa1.2 焓 变 与 反 应 热 1 . 焓(enthalpy)和 焓变(enthalpy change)2 . 反 应 热(reaction heat)1.焓和焓变热力学能（U）(themodynamic eneryg)： 系统内部能量的总和。内部能量包括质点运动的动能、分子间势能 、分子的转动能、振动能、原子间的键能、电子的 能量及核能等。单位是焦耳（J） 。热力学能是状态函数，无法测定其绝 对值，只能测定其变化值。热量（Q）(heat)： 由于温度不同在系统和环境 之间传递的能量。单位为焦耳（J）规定：系统吸热 Q为正值，放热 Q为负值。 功（W）(work)： 除热之外，系统和环境之间 传递的各种能量。单位为焦耳（J）规定：环境对系统做功W 为正值，反之W 为负值。 热 和 功如：使气体发生膨胀或压缩，是 做了体积功(volume work)。功的形式有多种，通常分为体积 功和非体积功两大类。一般化学反应只作体积功，但也有作非体积功
