工程化学1绪论

4/15/20241工程化学工程化学Evaluation only.Created with Aspose.Slides for.NET 3.5 Client Pro.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.14/15/20242一一.化学课的任务化学课的任务 二二.学习方法学习方法 三三.要求要求 总学时总学时:40学时学时(讲课讲课32学时，周学时学时，周学时2)作业作业:整齐的整齐的16K纸张或作业本纸张或作业本 (不必抄题，可反正面书写！不必抄题，可反正面书写！)参考书参考书:各种版本的普通化学及无机化学上册各种版本的普通化学及无机化学上册绪论绪论（作业右上方注明学号，课代表排好顺序后上交。）（作业右上方注明学号，课代表排好顺序后上交。）（作业右上方注明学号，课代表排好顺序后上交。）（作业右上方注明学号，课代表排好顺序后上交。）Evaluation only.Created with Aspose.Slides for.NET 3.5 Client Pro.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.24/15/20243 前前前前 言言言言 1 1、意义、意义：工程化学是高等学校非化工类各专业工程化学是高等学校非化工类各专业培养现代工程技术人才的必修基础课。本培养现代工程技术人才的必修基础课。本课程的目的主要是帮助学生建立物质变化课程的目的主要是帮助学生建立物质变化的观点和能量变化的观点，提高学生的基的观点和能量变化的观点，提高学生的基本素质和创新能力。本素质和创新能力。2 2、学时、学时：32+832+832+832+8Evaluation only.Created with Aspose.Slides for.NET 3.5 Client Pro.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.34/15/20244 3.3.内容：内容：第一章第一章 绪论绪论 第二章第二章 物质的化学组成和聚集状态物质的化学组成和聚集状态第三章第三章 物质的结构和材料的性质物质的结构和材料的性质第四章第四章 化学反应与能源化学反应与能源第五章第五章 水溶液中的化学反应和水体保护水溶液中的化学反应和水体保护第六章第六章 化学反应和材料保护化学反应和材料保护Evaluation only.Created with Aspose.Slides for.NET 3.5 Client Pro.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.44/15/202454.4.教材：教材：陈林根陈林根 编工程化学基础编工程化学基础（1 1）内容：）内容：工程化学从物质的化学组成、化学结构和化学工程化学从物质的化学组成、化学结构和化学反应出发，密切联系现代工程技术中遇到的如反应出发，密切联系现代工程技术中遇到的如材料材料的选择和寿命、环境的污染与保护、能源的开发与的选择和寿命、环境的污染与保护、能源的开发与利用、信息传递、生命科学发展利用、信息传递、生命科学发展等有关化学问题，等有关化学问题，深入浅出地介绍有现实应用价值的基础理论和基本深入浅出地介绍有现实应用价值的基础理论和基本知识，使学生在今后的实际工作中能知识，使学生在今后的实际工作中能有意识的运用有意识的运用化学观点去思考、认识和解决问题化学观点去思考、认识和解决问题。Evaluation only.Created with Aspose.Slides for.NET 3.5 Client Pro.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.54/15/20246（2 2）学时：）学时：原因：原因：不同学校，不同专业，本课程各有特点和不同学校，不同专业，本课程各有特点和 侧重，故对教材必有所增减。但教材不是侧重，故对教材必有所增减。但教材不是 参考书，理论实验和习题都以此为主。参考书，理论实验和习题都以此为主。60-80学时学时（包括实验（包括实验）。不可能按书系统讲授，要自成体系。不可能按书系统讲授，要自成体系。Evaluation only.Created with Aspose.Slides for.NET 3.5 Client Pro.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.64/15/202475.5.主要参考书：主要参考书：各种版本的普通化学及无机化学上册各种版本的普通化学及无机化学上册 6.6.成绩记录：成绩记录：平时成绩平时成绩（作业，实验）（作业，实验）：20%期终考试：期终考试：80%Evaluation only.Created with Aspose.Slides for.NET 3.5 Client Pro.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.74/15/20248 系统与环境：系统与环境：系统与环境：系统与环境：二者的关系：二者的关系：二者的关系：二者的关系：分类：分类：分类：分类：实例：实例：实例：实例：物质的聚集状态：物质的聚集状态：物质的聚集状态：物质的聚集状态：物质的三态：物质的三态：物质的三态：物质的三态：举例：举例：举例：举例：一、系统：一、系统：二、相：二、相：三、物质的量：三、物质的量：四、反应进度：四、反应进度：“绪论绪论绪论绪论”主要内容如下：主要内容如下：主要内容如下：主要内容如下：Evaluation only.Created with Aspose.Slides for.NET 3.5 Client Pro.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.84/15/20249物质的层次：物质的层次：物质的层次：物质的层次：宏观宏观介观介观微观微观微观粒子的位置和动量不能同时确定微观粒子的位置和动量不能同时确定Evaluation only.Created with Aspose.Slides for.NET 3.5 Client Pro.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.94/15/202410 系统与环境：系统与环境：系统与环境：系统与环境：一、系统：一、系统：为了科学研究的需要，人为的把被研究为了科学研究的需要，人为的把被研究为了科学研究的需要，人为的把被研究为了科学研究的需要，人为的把被研究的对象和周围的物质隔离开，这种被研究的对象和周围的物质隔离开，这种被研究的对象和周围的物质隔离开，这种被研究的对象和周围的物质隔离开，这种被研究的对象叫做的对象叫做的对象叫做的对象叫做系统系统系统系统，系统以外叫做，系统以外叫做，系统以外叫做，系统以外叫做环境环境环境环境。二者的关系：二者的关系：二者的关系：二者的关系：一个整体的两个部分一个整体的两个部分 分类：分类：分类：分类：根据二者之间是否有物质交换或能量传递：根据二者之间是否有物质交换或能量传递：Evaluation only.Created with Aspose.Slides for.NET 3.5 Client Pro.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.104/15/202411 敞开系统：敞开系统：系统与环境之间既有物质的交换，系统与环境之间既有物质的交换，又有能量的传递；又有能量的传递；封闭系统：封闭系统：系统与环境之间没有物质的交换，系统与环境之间没有物质的交换，而只有能量的传递；而只有能量的传递；孤立系统：孤立系统：系统与环境之间没有物质的交换，系统与环境之间没有物质的交换，又无能量的传递；又无能量的传递；绝对意义上的孤立系统是不存绝对意义上的孤立系统是不存在的，它仅是一种理想化了的抽象，在的，它仅是一种理想化了的抽象，然而却有重要的理论意义。然而却有重要的理论意义。Evaluation only.Created with Aspose.Slides for.NET 3.5 Client Pro.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.114/15/202412实例：实例：实例：实例：系统：人类和生物；系统：人类和生物；环境：与其有关的固体、水、大气等周围环境：与其有关的固体、水、大气等周围 的物质。的物质。系统：人体；系统：人体；环境：与其有关的周围的一切物质。环境：与其有关的周围的一切物质。人体各系统又互为环境。人体各系统又互为环境。以烧结炉为例，说明系统的选择是任意的，以烧结炉为例，说明系统的选择是任意的，可以根据实际问题的需要来确定。可以根据实际问题的需要来确定。Evaluation only.Created with Aspose.Slides for.NET 3.5 Client Pro.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.124/15/202413二、相：二、相：物质的聚集状态：物质的聚集状态：物质的聚集状态：物质的聚集状态：物质在一定的温度和压力条件下，所处的物质在一定的温度和压力条件下，所处的稳定的状态，称为物质的聚集状态，又称稳定的状态，称为物质的聚集状态，又称“物态物态”。物质的三态：物质的三态：物质的三态：物质的三态：固态固态（Solid）液态液态（Liquid）气态气态（Gas）举例：举例：举例：举例：水（水（s）水（水（l）水（水（g）冰冰 水水 水蒸气水蒸气Evaluation only.Created with Aspose.Slides for.NET 3.5 Client Pro.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.134/15/202414相：相：相：相：系统中任何化学组成均匀，物理和化学性质系统中任何化学组成均匀，物理和化学性质都相同的，且可用机械方法分离出来的部分，都相同的，且可用机械方法分离出来的部分，称为称为“相相”。相的特点：相的特点：相的特点：相的特点：相与相之间存在着明显的界面。相与相之间存在着明显的界面。水的三相点：水的三相点：水的三相点：水的三相点：P P1010 在在273.16K和和611.73Pa的条件下，冰、水、的条件下，冰、水、水蒸气三相长期平衡共存。水蒸气三相长期平衡共存。Evaluation only.Created with Aspose.Slides for.NET 3.5 Client Pro.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.144/15/202415气态物质：气态物质：气态物质：气态物质：液态物质：液态物质：液态物质：液态物质：固态物质：固态物质：固态物质：固态物质：均相：一个或多个组分均相：一个或多个组分均相：一个或多个组分互溶时；均相：一个或多个组分互溶时；多相：一个或多个组分不互溶时。多相：一个或多个组分不互溶时。情况复杂！情况复杂！晶态晶态非晶态非晶态多种结构，不同相。多种结构，不同相。Eg.airEg.乙醇，水乙醇，水Eg.油，水油，水石墨、金刚石、石墨、金刚石、C60 -Fe-Fe，-Fe-Fe相结构对固体材料的性能有着重要的影响。相结构对固体材料的性能有着重要的影响。相结构对固体材料的性能有着重要的影响。相结构对固体材料的性能有着重要的影响。Evaluation only.Created with Aspose.Slides for.NET 3.5 Client Pro.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.154/15/202416质量守恒和能量变化质量守恒和能量变化质量守恒和能量变化质量守恒和能量变化化学计量数化学计量数pP +qQ =yY +zZ化学反应通式：化学反应通式：0 =pP qQ +yY +zZEvaluation only.Created with Aspose.Slides for.NET 3.5 Client Pro.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.164/15/202417三、物质的量：三、物质的量：中学时已接触过！中学时已接触过！1971年，第年，第14届国际计量大会（届国际计量大会（CGPM）选择选择“物质的量物质的量”为基本物理量。为基本物理量。长度、质量、时间、电流、热力长度、质量、时间、电流、热力学温度、发光强度、物质的量学温度、发光强度、物质的量阿伏加德罗常数阿伏加德罗常数Evaluation only.Created with Aspose.Slides for.NET 3.5 Client Pro.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.174/15/202418使用使用使用使用“摩尔摩尔摩尔摩尔”时必须注意：时必须注意：时必须注意：时必须注意：指明基本化学单元指明基本化学单元 分子、分子、原子、基团、电子及其它粒原子、基团、电子及其它粒子，或者是这些粒子的特定组合。子，或者是这些粒子的特定组合。不必限于那些已知的或不必限于那些已知的或不必限于那些已知的或不必限于那些已知的或想象存在的独立单元，或含想象存在的独立单元，或含想象存在的独立单元，或含想象存在的独立单元，或含整数原子的组合。整数原子的组合。整数原子的组合。整数原子的组合。H2+0.234O20.5H2KCl+125.3H2OEvaluation only.Created with Aspose.Slides for.NET 3.5 Client Pro.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.184/15/202419例例例例H2SO4 +2NaOH=Na2SO4 +2H2O同样同样对同一份对同一份H2SO4 溶液溶液 C(H2SO4)=0.1mol/L C(1/2H2SO4)=0.2 mol/LEvaluation only.Created with Aspose.Slides for.NET 3.5 Client Pro.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.194/15/202420四、反应进度：四、反应进度：用来描述和表征化学反应进行的程度的物用来描述和表征化学反应进行的程度的物理量，用符号理量，用符号“”表示，具有与物质的量表示，具有与物质的量相同的量纲，相同的量纲，SI单位为单位为“mol”“mol”。定义定义定义定义1982年，开始引入。年，开始引入。若未反应时的反应进度若未反应时的反应进度 ，则上式可以表示为：则上式可以表示为：Evaluation only.Created with Aspose.Slides for.NET 3.5 Client Pro.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.204/15/202421 合成氨反应：合成氨反应：N2（g）+3H2（g）=2NH3（g）当该反应进行到某阶段，其反应进度为当该反应进行到某阶段，其反应进度为 时，若刚好时，若刚好消耗掉消耗掉1.5mol的的H2（g）（即）（即n（H2）=1.5mol）按照反应方程式可以推算出同时消耗掉按照反应方程式可以推算出同时消耗掉N2（g）的量）的量为为0.5mol（n（N2）=0.5mol），同时生成了），同时生成了1.0mol的的NH3（g）。）。求反应进度。求反应进度。例例1按照反应进度定义式：按照反应进度定义式：Evaluation only.Created with Aspose.Slides for.NET 3.5 Client Pro.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.214/15/202422由此可见：不管用反应系统中的何种物质来由此可见：不管用反应系统中的何种物质来由此可见：不管用反应系统中的何种物质来由此可见：不管用反应系统中的何种物质来表示反应进度，其值不变。表示反应进度，其值不变。表示反应进度，其值不变。表示反应进度，其值不变。Evaluation only.Created with Aspose.Slides for.NET 3.5 Client Pro.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.224/15/202423 合成氨反应：合成氨反应：0.5N2（g）+1.5H2（g）=NH3（g）当该反应进行到某阶段，其反应进度为当该反应进行到某阶段，其反应进度为 时，若刚好时，若刚好消耗掉消耗掉1.5mol的的H2（g）（即）（即n（H2）=1.5mol）按照反应方程式可以推算出同时消耗掉按照反应方程式可以推算出同时消耗掉N2（g）的量）的量为为0.5mol（n（N2）=0.5mol），同时生成了），同时生成了1.0mol的的NH3（g）。）。求反应进度。求反应进度。例例2Evaluation only.Created with Aspose.Slides for.NET 3.5 Client Pro.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.234/15/202424由此可见：反应进度与方程式的书写有关。由此可见：反应进度与方程式的书写有关。由此可见：反应进度与方程式的书写有关。由此可见：反应进度与方程式的书写有关。Evaluation only.Created with Aspose.Slides for.NET 3.5 Client Pro.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.24