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1、化学与社会,自我介绍,杨常玲 化学化工与生物工程学院 无机教研室 Tel： 67792308 E-mail: ,绪论 第1章 原子结构和元素周期律 第2章 能源 第3章 化学键 第4章 环境与环境污染 第8章 合成高分子材料 第9章 生命现象与化学 第10章 营养与化学元素,讲课内容,主要参考书,美尤班克斯(Eubanks L. P.)等编著.段连运等译.化学与社会.北京：科学出版社，2008. 江元汝主编.化学与健康.北京：科学出版社，2009. 大连理工大学普通化学教研组编.化学与现代社会.大连：大连理工大学出版社，2006.,使大家了解化学的主要思想方法 了解化学学科的大致轮廓 熟悉和掌
2、握化学的某些基础知识 接触化学领域的丰富资料 在化学世界中获得启发和灵感,课程目标,如何学好化学与社会？,参与：听课是学习的重要环节 阅读：适当阅读一些课外读物 独立思考：在学习中要养成独立思考的习惯 复习：期末考试,成绩评定,平时成绩 （30） 作业 到课率，课堂表现 小论文 小测验 期末考试成绩 （70）,小论文的要求,1.凡学习本课程的学生，均需在学习期 间完成一篇小论文。 2.论文题目自拟，凡与化学与社会联系 密切的素材均可参考，大家最好能提 出自己的观点、意见、建议或学习某 专题的心得体会。 3.论文要用正式纸张书写，或计算机打 印字稿，字数30005000。1份,供参考的小论文题目
3、,1.生活中的化学 2.小议新能源的开发及利用 3.浅谈化妆品中的化学成分及简单的皮肤保养 4.化学污染之我见 5.食品污染与健康 6.论核废料的处理 7.谈转基因食品 8.从改变偏食习惯谈起,辅导、答疑,时间：每周五下午1:001:20 地点：四教一层教师休息室,物理变化: 不产生新物质，只是改变了 物质的状态。 化学变化：一些物质转化为性质不同的 另一些物质。,绪 论,示例(1),铁的生锈 4Fe + 3O2 = 2Fe2O3 从海水晒盐 NaCl(l) = NaCl(s) 蜡烛燃烧 2C22H46 + 67O2 = 44CO246H2O 蔗糖溶于水中 C12H22O11(s) = C12
4、H22O11(l),城市中的生活用水是经自来水厂净化处理过 的，其过程可表示为： 取水沉淀过滤吸附消毒配水。 下列过程属于化学变化的是（ ） A.取水 B.过滤 C.吸附 D.消毒,示例(2),自来水消毒剂氯气（小水厂加二氧化氯） Cl2H2OHClHClO HClOHClH2O,基本定义： 化学是在原子、分子层次上研究物质 的组成、结构、性质及其变化规律的一门科学。 简单定义： 化学是以研究物质的化学变化为主的科学。,化学的定义,人类生活的各个方面，社会发展的各种需要都与化学息息相关。,1.化学在社会发展中的作用和地位,化学对我们的衣、食、住、行贡献巨大 化学对于实现农业、工业、国防和科学技
5、术现代化具有重要作用 促进其他基础学科和应用科学的发展和交叉学科的形成,化学是一门中心学科,目前国际上最关心的几个重大问题： 环境的保护、能源的开发利用、功能材料 的研制、生命过程奥妙的探索。 工业三废：废气、废水、废渣。 三大环境问题：全球气温变暖、臭氧层破 坏和酸雨。 利用太阳能和氢能源的研究工作是化学科 学研究的前沿课题。,国际上最关心的几个重大问题,2. 化学学科的分支,无机化学 研究元素、单质和无机化合物的来源、制备、结构、性质、变化和应用 有机化学 研究有机化合物的组成、结构、性质、反应及制备 分析化学 研究物质的组成、含量、结构和形态等化学信息的分析方法及理论 物理化学 应用物理
6、学原理和方法研究物质的化学变化,无机化学,无机化学的形成，以19世纪下半叶，Mendeleev D. I.和Meyer J. L. 发现周期率和公布周期表为标志。当时已知的元素有63种，迄今已知元素的数目为112种。,丰产元素化学、无机合成化学、无机固体化学、无机材料化学、配位化学、有机金属化学、团簇化学、生物无机化学、物理与理论无机化学、无机纳米化学、核化学与放射化学等。,无机化学学科前沿,19世纪初，原子量的准确测定促进了分析化学的发展。分析化学分定性、定量分析。 随着电子技术的发展，发明了各类用于定性和定量测定的大型仪器。 如：X射线衍射法、红外光谱法、紫外光谱法、核磁共振法等。,分析化
7、学,色谱分析、微-纳尺度分离分析、电化学分析、光谱分析、质谱分析、核磁共振波谱分析、成像分析、化学计量学、生命分析化学、药物分析、环境分析化学、纳米分析化学、公共安全分析、分析科学仪器和装置等。,分析化学学科前沿,有机化学形成于19世纪下半叶，是最大的化学分支学科。它以碳氢化合物及其衍生物为研究对象，也可以称为“碳的化学”。 注：CO、CO2及碳酸盐不属于有机分子。 目前高分子材料越来越多地受到人们的关注，其应用也逐渐广泛，人类社会正在向高分子时代迈进。,有机化学,有机合成化学、金属有机化学、元素有机化学、天然有机化学、物理有机化学、药物化学、生物有机化学、有机分析、应用有机化学、绿色有机化学
8、及光电功能导向的有机共轭分子等。,有机化学学科前沿,物理化学是化学学科的理论核心，研究化学反应的方向和限度、化学反应的速率和机理、物质的微观结构和宏观性质的关系。 现代科技的空间分辨率已达10-10 m，时间分辨率已达飞秒级（1 fs = 10-15 s）。,物理化学,注：1nm = 10-9m,物理化学中的实验方法和手段、理论化学方法及其应用、结构化学、催化化学、分子反应动力学、胶体及表/界面化学、电化学与分子电子器件、光物理与光化学、化学热力学、生物物理化学和能源、材料、环境等相关领域中的物理化学研究等。,物理化学学科前沿,在探索和处理具体课题时，上述四门学科相互联系、相互渗透。,(1)
9、化学反应遵守质量守恒定律 (2) 化学变化都伴随着能量变化,3. 化学变化的特征,化学反应遵守质量守恒定律,反应前后，体系中物质的总质量不会改变。,新生成的化学键：HCl,反应中断裂的化学键： HH 和 ClCl,化学变化是反应物的原子，通过旧化学键断裂和新化学键形成而重新组合的过程。,H2 + Cl2 = 2HCl,物质的量（1）,国际单位制(SI)中的一个基本物理量 长度(m)，质量(kg)，时间(s)，物质的量(mol)， 热力学温度(K)，电流(A)，发光强度(cd),使用摩尔时，应指明微粒类型，它可以是原 子、分子、离子、电子以及其它粒子，或这 些粒子的特定组合。,12g碳( )中所
10、含的原子数目是6.021023个, 这个数称为阿伏加德罗常数(NA)。,定义：摩尔是一系统的物质的量，该系统中 所包含的微粒数目与12g碳( )的原子数目 相等，则这个系统物质的量为1摩尔(mol)。,摩尔质量1摩尔物质的质量 氢原子(H)的摩尔质量: 1g/mol 氧原子(O)的摩尔质量:16g/mol 钠原子(Na)的摩尔质量:23g/mol NaOH分子的摩尔质量： 23+16+1=40g/mol,物质的量（2）,4克H2和4克O2所含分子数目 4克H2的物质的量：4g2g/mol=2mol 4克O2的物质的量： 4g32g/mol=0.125mol 0.5mol的铁和0.5mol的铜所
11、含原子数目 铁和铜全由原子组成,示例（1）,NaOH 原子量： H1; O16; Na23 NaOH的摩尔质量： 23+16+1=40gmol-1 NaOH的质量： 20g 20克NaOH的物质的量：20g40gmol-1= 0.5mol H2SO4 原子量： H1; O16; S32 H2SO4的摩尔质量： 21+32+416=98gmol-1 H2SO4的质量： 24.5g 24.5克H2SO4的物质的量：24.5g98gmol-1= 0.25mol,示例（2）,摩尔质量/gmol-1,56 44 1吨 0.56吨 0.44吨,摩尔的应用简化化学反应计算,0.7kg 0.70.56kg 0
12、.70.44kg,摩尔/mol 1 1 1,质量/吨,质量/kg,溶液和溶液浓度,溶液: 一种物质以分子或离子状态分散于另一 种物质中所构成的均匀而稳定的体系。 溶液 = 溶质 + 溶剂 摩尔浓度表示方法： 20克NaOH配制成1升(L)溶液： 溶质(NaOH)的物质的量=20g40g/mol= 0.5mol 摩尔浓度= 0.5mol 1L = 0.5mol/L,例：实验用盐酸溶液，质量百分比浓度36.5% 密度1.19g/mL，HCl 摩尔质量36.5g/mol 计算其摩尔浓度。 解：假设为1升溶液，其质量为： 1.19g/mL1000mL=1190g 其中纯HCl质量为: 1190g36.
13、5%=434.35g 纯HCl的物质的量为： 434.35g36.5g/mol=11.9mol 摩尔浓度为： 11.9mol1L=11.9mol/L,示例,例：中和20mL浓度为1.0mol/LNaOH溶液需要浓度为2.0mol/L的 H2SO4溶液多少mL？生成的Na2SO4多少g? (已知 Na2SO4的摩尔质量为 142g/mol),示例,2NaOH + H2SO4 = Na2SO4 + 2H2O 摩尔比： 2 1 1 2 实验值:0.02L1.0mol/L x2.0mol/L y 则 10.02L1.0mol/L = 2x2.0mol/L x = 0.005L = 5mL,解：设需要2.0mol/L的 H2SO4溶液xmL， 生成Na2SO4物质的量为ymol。,生成Na2SO4的物质的量为： y = 0.02L1.0mol/L2 = 0.01mol Na2SO4的摩尔质量为： 142g/mol 生成Na2SO4的质量为： 0.01mol142g/mol = 1.42g,示例,吸热反应,放热反应,化学变化都伴随着能量变化,H称为反应焓变，等于生成物的焓减去反应物的焓。 H 0 体系吸热,不能写,不能写,
