第一章 绪论Introduction内容提要1.基础化学课程的地位和作用2.我国的法定计量单位3.溶液的组成标度①物质的量②物质的量浓度③摩尔分数和质量摩尔浓度④摩尔分数⑤质量摩尔浓度人民卫生出版社第7版《基础化学》第一章教学基本要求•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人民卫生出版社第7版《基础化学》第一章第一节 基础化学课程的地位和作用教材及配套教材人民卫生出版社第7版《基础化学》第一章第一节 基础化学课程的地位和作用1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 人民卫生出版社第7版《基础化学》第一章第一节 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) 光子人民卫生出版社第7版《基础化学》第一章第一节 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:I2(g) 2I(g)(快) 2I(g) + H2(g) 2HI(g)(慢)人民卫生出版社第7版《基础化学》第一章第一节 基础化学课程的地位和作用2化学的分类人民卫生出版社第7版《基础化学》第一章第一节 基础化学课程的地位和作用3化学是一门中心学科人民卫生出版社第7版《基础化学》第一章第一节 基础化学课程的地位和作用4化学和医学、药学的关系人民卫生出版社第7版《基础化学》第一章第一节 基础化学课程的地位和作用5什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)人民卫生出版社第7版《基础化学》第一章第一节 基础化学课程的地位和作用6怎样学好基础化学基础化学人民卫生出版社第7版《基础化学》第一章第二节 我国的法定计量单位1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”(le Système International d’ Unités,缩写为SI),1971年第14届CGPM增加第7个基本单位摩尔。
人民卫生出版社第7版《基础化学》第一章第二节 我国的法定计量单位1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倍数单位人民卫生出版社第7版《基础化学》第一章第二节 我国的法定计量单位1国际单位制2.SI基本单位 量的名称单位符号长 度米m质 量千克kg时 间秒s电 流安[培]A热力学温度开[尔文]K物质的量摩[尔] mol发光强度坎[德拉]cd人民卫生出版社第7版《基础化学》第一章第二节 我国的法定计量单位1国际单位制•SI长度单位—米(meter) “米”定义为真空中 1/299 792 458 秒时间光行距离 氢原子的半径是 53×10-12m(53pm) 表9-4给出37pm?人民卫生出版社第7版《基础化学》第一章第二节 我国的法定计量单位1国际单位制•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。
人民卫生出版社第7版《基础化学》第一章第二节 我国的法定计量单位1国际单位制•SI时间单位—秒(second) 1秒定义为气态铯原子吸收微波辐射9 192 631 770次振荡的时间 铯原子钟人民卫生出版社第7版《基础化学》第一章第二节 我国的法定计量单位1国际单位制•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温度计人民卫生出版社第7版《基础化学》第一章第二节 我国的法定计量单位1国际单位制3.一些SI导出单位 量的名称量的名称单位单位符号符号用用SI基本单位表示基本单位表示 力,重力牛[顿]N1 N = 1 kg·m/s2压力,压强帕[斯卡]Pa1 Pa = 1 N/m2能,功,热量焦[耳]J1 J = 1 N·m电荷[量]库[仑]C1 C = 1 A·s电动势,电位伏[特]V1 V = 1 W/A摄氏温度摄氏度℃T/K = T/℃ + 273. 15人民卫生出版社第7版《基础化学》第一章第二节 我国的法定计量单位1国际单位制4.部分SI词头(常用8个) 因数词头名称符号因数词头名称符号1018exa 艾[克萨]E10-1deci 分d1015peta 拍[它]P10-2centi 厘c1012tera 太[拉]T10-3milli 毫m109giga 吉[咖]G10-6micro 微μ106mega 兆M10-9nano 纳[诺]n103kilo 千k10-12pico 皮[可]p102hecto 百h10-15femto飞[姆托]f10deka 十da10-18atto 阿[托]a人民卫生出版社第7版《基础化学》第一章第二节 我国的法定计量单位2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 量的名称量的名称单位单位符号符号时间分时日minhd体积升l、L能电子伏eV人民卫生出版社第7版《基础化学》第一章第三节 溶液的组成标度1物质的量(amount of substance) 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(elementary entity)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人民卫生出版社第7版《基础化学》第一章第三节 溶液的组成标度1物质的量2.意义•物质的量是表示物质数量的基本物理量 •1 mol物质的基本单元的数目是阿伏加德罗常数(Avogadro constant)的数值:6.022 136 7±0.000 003 6)×1023•阿伏加德罗常数:L=(6.022 136 7±0.000 003 6)×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人民卫生出版社第7版《基础化学》第一章第三节 溶液的组成标度1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。
•12g 12C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 0.012kg 12C的原子数目一样多,就是1mol1mol C人民卫生出版社第7版《基础化学》第一章第三节 溶液的组成标度1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 [ 6.022 136 7±0.000 003 6)×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罗铅笔人民卫生出版社第7版《基础化学》第一章第三节 溶液的组成标度1物质的量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 人民卫生出版社第7版《基础化学》第一章第三节 溶液的组成标度?问题:1mol 物质有多少•1mol水能一口喝下,宇宙中的星球约 1/10 mol,算算直径 1cm 的小球排满我国 9.6×106 km2 陆地会有多厚?人民卫生出版社第7版《基础化学》第一章第三节 溶液的组成标度1物质的量(amount of substance) 4.摩尔质量(molar mass)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人民卫生出版社第7版《基础化学》第一章第三节 溶液的组成标度例0.53g Na2CO3的物质的量是多少?l运用摩尔质量的定义式 可以方便地计算MB 、 mB 和nB解 人民卫生出版社第7版《基础化学》第一章第三节 溶液的组成标度2物质的量浓度1.定义•溶液的物质的量浓度(amount-of-substance concentration)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(concentration) 人民卫生出版社第7版《基础化学》第一章第三节 溶液的组成标度2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+)=4 mmol·L-1 •未知相对分子质量的物质B可用质量浓度ρB(mass concentration)表示,单位为kg·L-1,定义是人民卫生出版社第7版《基础化学》第一章第三节 溶液的组成标度例正常人血浆中每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? 解 人民卫生出版社第7版《基础化学》第一章第三节 溶液的组成标度例市售浓硫酸密度为1.84kg·L-1,H2SO4的质量分数为96%,计算物质的量浓度c(H2SO4)和c(1/2H2SO4),单位用mol·L-1。
解H2SO4的摩尔质量为98 g·mol-1, 1/2H2SO4的摩尔质量为49 g·mol-1 人民卫生出版社第7版《基础化学》第一章第三节 溶液的组成标度3摩尔分数和质量摩尔浓度 1.摩尔分数(mole fraction)•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人民卫生出版社第7版《基础化学》第一章第三节 溶液的组成标度3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人民卫生出版社第7版《基础化学》第一章第三节 溶液的组成标度例将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)解M(H2C2O4·2H2O)= 126g·mol-1,而M(H2C2O4)= 90.0 g·mol-1, 故7.00g结晶草酸中草酸的质量为人民卫生出版社第7版《基础化学》第一章第三节 溶液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 人民卫生出版社第7版《基础化学》第一章。