普通化学第6版)全套课件完整版电子教案最新板.ppt

首页首页上一页上一页下一页下一页末页末页普通化学普通化学(第第6版版)1首页首页上一页上一页下一页下一页末页末页2绪论化学是一门既古老又年轻的科学化学是一门既古老又年轻的科学化学是研究和创造物质的科学，同工农业生产和国防现代化，同人民生活和人类社会等都有非常密切的关系化学是一门中心性的、实用的和创造性的科学，主要是研究物质的分子转变规律的科学化学与物理一起属于自然科学的基础学科研究现状研究现状(2000年)化合物2000万种时间分辨率：1fs空间分辨率：0.1nm分析所需最小量：10-13g首页首页上一页上一页下一页下一页末页末页31.化学的定义与分支学科化学是在原子和分子水平上研究物质的组成、结构化学是在原子和分子水平上研究物质的组成、结构和性质及其变化规律和变化过程中能量关系的科学和性质及其变化规律和变化过程中能量关系的科学无机化学：无机物无机化学：无机物有机化学：碳氢化合物及衍生物有机化学：碳氢化合物及衍生物分析化学：测量和表征分析化学：测量和表征物理化学：所有物质系统物理化学：所有物质系统高分子化学：高分子化合物高分子化学：高分子化合物若干新分支：环境化学、核化学等等若干新分支：环境化学、核化学等等定义：定义：化学的分支学科化学的分支学科首页首页上一页上一页下一页下一页末页末页42.2.化学的地位和作用化学的地位和作用v化学仍是解决食物短缺问题的主要学科之一v化学继续推动材料科学发展v化学是提高人类生存质量和生存安全的有效保障v化学在能源和资源的合理开发和高效安全利用中起关键作用v化学是生命科学的重要支柱首页首页上一页上一页下一页下一页末页末页53.学习的目的、内容和要求学习的目的、内容和要求学习目的学习目的了解当代化学学科的概貌了解当代化学学科的概貌用化学的观点分析、认识生活和工作中的化学问题用化学的观点分析、认识生活和工作中的化学问题学习内容学习内容理论化学：两条理论化学：两条“主线主线”应用化学：应用化学：化合物知识；化学在相关学科中的应用化合物知识；化学在相关学科中的应用实验化学实验化学学习要求学习要求辨证的思维辨证的思维发展的眼光发展的眼光实践的方法实践的方法首页首页上一页上一页下一页下一页末页末页6热化学与能源第1章首页首页上一页上一页下一页下一页末页末页7本章学习要求本章学习要求：了解定容热效应(qv)的测量原理。

熟悉qv的实验计算方法了解状态函数、反应进度、标准状态的概念和热化学定律理解等压热效应与反应焓变的关系、等容热效应与热力学能变的关系掌握标准摩尔反应焓变的近似计算了解能源的概况，燃料的热值和可持续发展战略首页首页上一页上一页下一页下一页末页末页8目录目录1.1反反应热的的测量量1.2反反应热的理的理论计算算1.3常常见能源及其有效与清能源及其有效与清洁利用利用1.4清清洁能源与可持能源与可持续发展展选读材料 核能.核燃料和核能的来源.核电的优势与发展趋势本章小本章小结首页首页上一页上一页下一页下一页末页末页91.1反应热的测量反应热的测量系统：作为研究对象的那一部分物质和空间系统：作为研究对象的那一部分物质和空间环境：系统之外，与系统密切联系的其它物质和环境：系统之外，与系统密切联系的其它物质和空间开放系统开放系统有物质和能量交换有物质和能量交换封闭系统封闭系统只有能量交换只有能量交换1.1.1几个基本概念几个基本概念1.系统与环境系统与环境图1.1系统的分类观看动画隔离系统隔离系统无物质和能量交换无物质和能量交换首页首页上一页上一页下一页下一页末页末页102.相相系统中任何物理和化学性质完全相同的、均匀部分称系统中任何物理和化学性质完全相同的、均匀部分称为相。

根据相的概念，系统可分为：为相根据相的概念，系统可分为：单相（均匀）系统单相（均匀）系统多相（不均匀）系统多相（不均匀）系统 相与相之间有明确的界面相与相之间有明确的界面思考思考：1)101.325kPa，273.15K(0C)下，H2O(l),H2O(g)和H2O(s)同时共存时系统中的相数为多少2)CaCO3(s)分解为CaO(s)和CO2(g)并达到平衡的系统中的相数答：答：1）在此条件下，存在）在此条件下，存在3相（气、液、固各一相；相（气、液、固各一相；2）3相（气体相（气体1相，固体相，固体2相）相）首页首页上一页上一页下一页下一页末页末页113.状态与状态函数状态与状态函数状态函数状态函数用于表示系统性质的物理量用于表示系统性质的物理量X 称状态函数，如气体称状态函数，如气体的压力的压力p、体积、体积V、温度、温度T 等状态就是系统一切性质的总和有平衡态和非平状态就是系统一切性质的总和有平衡态和非平衡态之分衡态之分如系统的宏观性质都处于定值，则系统为平衡态如系统的宏观性质都处于定值，则系统为平衡态状态变化时，系统的宏观性质也必然发生部分或状态变化时，系统的宏观性质也必然发生部分或全部变化。

全部变化首页首页上一页上一页下一页下一页末页末页12状态函数的性质状态函数的性质 状态函数是状态的单值函数状态函数是状态的单值函数当系统的状态发生变化时，状态函数的变化量只与系统当系统的状态发生变化时，状态函数的变化量只与系统的始、末态有关，而与变化的实际途径无关的始、末态有关，而与变化的实际途径无关图1.2状态函数的性质以下例子说明：当系统由始态变到终态时，系统的状态函数压力p和体积V的变化量与途径无关外压从3p变为pVT3p首页首页上一页上一页下一页下一页末页末页13广度性质和强度性质广度性质和强度性质状态函数可分为两类：状态函数可分为两类：广度性质：广度性质：其量值具有加和性，加和性，如体积、质量等强度性质：强度性质：其量值不具有加和性，不具有加和性，如温度、压力等思考思考：力和面积是什么性质的物理量？它们的商即压强(热力学中称为压力)是强度性质的物理量由此可以得出什么结论？推论推论：摩尔体积(体积除以物质的量)是什么性质的物理量？答：力和面积都是广度性质的物理量结论是两个广度答：力和面积都是广度性质的物理量结论是两个广度性质的物理量的商是一个强度性质的物理量性质的物理量的商是一个强度性质的物理量。

首页首页上一页上一页下一页下一页末页末页144.过程与途径过程与途径系统状态发生任何的变化称为过程；系统状态发生任何的变化称为过程；可逆过程可逆过程体系经过某一过程，由状态体系经过某一过程，由状态变到状态变到状态之后，之后，如果通过逆过程能使体系和环境都完全复原，这如果通过逆过程能使体系和环境都完全复原，这样的过程称为可逆过程它是在一系列无限接近样的过程称为可逆过程它是在一系列无限接近平衡条件下进行的过程平衡条件下进行的过程实现一个过程的具体步骤称途径实现一个过程的具体步骤称途径思考思考：过程与途径的区别设想如果你要把设想如果你要把20C的水烧开，要完成的水烧开，要完成“水烧开水烧开”这个这个过程，你可以有多种具体的过程，你可以有多种具体的“途径途径”：如可以在水壶中常：如可以在水壶中常压烧；也可以在高压锅中加压烧开再降至常压压烧；也可以在高压锅中加压烧开再降至常压首页首页上一页上一页下一页下一页末页末页155.化学计量数化学计量数一般用化学反应计量方程表示化学反应中质量守恒一般用化学反应计量方程表示化学反应中质量守恒关系，关系，通式为：通式为：B称为B的化学计量数符号规定：反应物：B为负；产物：B为正。

附例附例1.1应用化学反应统通式形式表示下列合成氨的化学反应计量方程式：N2+3H2=2NH3解：解：用化学反应通式表示为：0=-N2-3H2+2NH3首页首页上一页上一页下一页下一页末页末页166.反应进度反应进度反应进度反应进度 的定义：的定义：反应进度的单位是摩尔（mol），它与化学计量数的选配有关nB 为物质B的物质的量，dnB表示微小的变化量或定义思考思考：反应进度与化学反应方程式的书写有关吗？答：有关如对于反应：答：有关如对于反应：0=N23H2+2NH3，当有，当有1molNH3生成时，反应进度为生成时，反应进度为0.5mol若将反应写成若将反应写成则反应进度为则反应进度为1mol首页首页上一页上一页下一页下一页末页末页171.1.2反应热的测量反应热的测量反应热指化学反应过程中系统放出或吸收的热量反应热指化学反应过程中系统放出或吸收的热量热化学规定：系统放热为负，系统吸热为正热化学规定：系统放热为负，系统吸热为正摩尔反应热指当反应进度为摩尔反应热指当反应进度为1mol时系统放出或吸时系统放出或吸收的热量收的热量等容）反应热可在弹式量热计中精确地测量测量反应热是热化学的重要研究内容。

观看动画图1.3 弹式量热计首页首页上一页上一页下一页下一页末页末页181.反应热的实验测量方法反应热的实验测量方法设有nmol物质完全反应，所放出的热量使弹式量热计与恒温水浴的温度从T1上升到T2，弹式量热计与恒温水浴的热容为Cs(JK-1)，比热容为cs(JK-1kg-1)，则：由于完全反应，=n因此摩尔反应热：思考思考：反应热有定容反应热和定压反应热之分前者的反应条件是恒容，后者的反应条件是恒压用弹式量热计测量的反应热是定容反应热还是定压反应热？答：定容反应热答：定容反应热首页首页上一页上一页下一页下一页末页末页19示例示例例例1.1联氨燃烧反应：N2H4(l)+O2(g)=N2(g)+2H2O(l)已知：解解：燃烧：燃烧0.5g联氨放热为联氨放热为首页首页上一页上一页下一页下一页末页末页202.热化学方程式热化学方程式表示化学反应与热效应关系的方程式称为热化学方表示化学反应与热效应关系的方程式称为热化学方程式其标准写法是：程式其标准写法是：先写出反应方程，再写出相先写出反应方程，再写出相应反应热，两者之间用分号或逗号隔开应反应热，两者之间用分号或逗号隔开例如：标明反应温度、压力及反应物、生成物的标明反应温度、压力及反应物、生成物的量和状态；量和状态；书写热化学方程式时应注意：书写热化学方程式时应注意：N2H4(l)+O2(g)=N2(g)+2H2O(l)；2H2(g)+O2(g)=2H2O(l)；若不注明若不注明T,p,皆指在皆指在T=298.15K，p=100kPa下。

下首页首页上一页上一页下一页下一页末页末页21 反应热与反应式的化学计量数有关；反应热与反应式的化学计量数有关；一般标注的是等压热效应一般标注的是等压热效应qp思考思考：qp与qv相同吗？不相同不相同首页首页上一页上一页下一页下一页末页末页221.2反应热的理论计算反应热的理论计算并不是所有的反应热都可以实验测定例如反应：2C(s)+O2(g)=2CO(g)思考思考：为什么上述反应的反应热无法实验测定？实验过程中无法控制生成产物完全是实验过程中无法控制生成产物完全是CO因此，只能用理论方法来计算反应热首页首页上一页上一页下一页下一页末页末页231.2.1热力学第一定律热力学第一定律封闭系统，不做非体积功时，若系统从环境吸封闭系统，不做非体积功时，若系统从环境吸收热收热q，从环境得功从环境得功w，则系统热力学能的增加，则系统热力学能的增加U(U2U1)为：为：U=q+w热力学第一定律的实质是能量守恒定律在热力学中的的应用其中，热力学能从前称为内能首页首页上一页上一页下一页下一页末页末页241.热力学能热力学能系统内部运动能量的总和内部运动包括分子的平系统内部运动能量的总和内部运动包括分子的平动、转动、振动以及电子运动和核运动。

动、转动、振动以及电子运动和核运动思考思考：同样的物质，在相同的温度和压力下，前者放在10000m高空，以400m/s飞行的飞机上，后者静止在地面上两者的内能相同吗？答：相同答：相同内能的特征：内能的特征：状态函数状态函数无绝对数值无绝对数值广度性质广度性质由于分子内部运动的相互作用十分复杂，因此目前尚无法测定内能的绝对数值首页首页上一页上一页下一页下一页末页末。