(理学)大学化学 第一章能量守恒

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1、重庆理工大学大学化学主讲教师：葛淑萍geshuping@cqut.edu.cn本课程考察内容及方式：本课程所讲授主要章节，1、2、3、5、6、7、8、9平时成绩（出勤情况，平时作业）20%考试成绩80%化学研究的对象：化学式从原子、分子及其凝聚态层次上研究物质的组成、结构、性质、变化规律及其应用的科学。注意：化学研究的是化学物质，但是化学并不研究所有物质（如电磁波和电子）。化学是研究泛分子的科学，包括原子、原子片、结构单元、分子及其组装体等。化学学科的分支：无机化学：研究无机物质的组成、结构、性质变化、制备及其相关理论和应用的科学。分析

2、化学：研究物质化学组分和化学结构的方法及其有关理论的一门学科。有机化学：研究碳化合物的化学或碳氢化合物及其衍生物，是有机物的结构性质、合成及其有关理论的科学。物理化学：研究化学反应中能量的转化以及化学反应的方向和限度，研究化学反应进行的速度以及化学反应中的机理，研究原子、分子、晶体内部的结构以及物质性质的关系。高分子化学：是以高分子化合物为研究对象的科学，包括高分子化合物的合成方法、反应机理、反应热力学、反应动力学，以及高分子化合物的改性、加工成型和应用。另外，还有很多其他的交叉学科，如：材料化学、药物化学和生物化学等。大学化学：1.它

3、是一门现代化学研究的基础课程。2.通过化学反应的基本规律和物质结构理论的学习，了解当代化学学科的概貌。3.运用化学的理论、方法、观点审视人们关注的环境、能源、材料、生命和健康等社会热点问题，了解对人类社会的作用和贡献。4.对工科专业，着重把化学理论、方法与工程技术的观点结合起来，用化学的观点分析工程技术中的化学问题。如何学好化学：要学好基本概念和基本知识。要重视能力的训练培养。要加强全面的科学素养，重视实验学习。提高课堂效率。参考书：傅献彩编《大学化学》史启祯编《无机及分析化学》清华大学上网课程《化学与社会》吉林大学上网课程《普通化学》

4、第一章化学反应基本规律热力学的研究对象：热力学是研究热和其它形式能量之间转化规律的科学。不涉及物质的微观结构。热力学的研究方法是宏观的方法，是以实验事实为基础。研究系统状态变化过程中的功能转化和热力学过程的方向性问题。化学反应时需要考虑的几个问题：在一定条件下，化学反应是否能够发生？如果反应能够发生，能量变化如何（吸热、放热）？如果反应能够进行，反应的程度如何？如果反应能够进行，反应的速率如何？化学反应的本质是什么（物质的结构和性能的关系）？热力学来自于大量实践的归纳总结，化学热力学有三个定律，我们重点讨为此，我们先建立几个基本概念，系

5、统、质量守恒、环境、相；能量守恒因此任何自然过程皆不违背热力学规律。论第一、第二定律。包括：作为研究对象的那一部分物质；系统之外，与系统密切联系的其它物质。系统：环境：例3.如一支试管中装一定量NaCl水溶液，再加一定量AgNO3的混合溶液：系统---试管中的溶液混合物（含可能有的沉淀）环境---试管和试管外的相关联的物质和空间。例2.研究钢瓶中混合气体的主要组分---氧气系统---钢瓶中的氧气环境---钢瓶中的其它气体及钢瓶和钢瓶外的物质和空间。例1.研究杯子中的水。系统---水环境---水面上的空气、杯子等。1.1系统和环境系统是由

6、大量微观粒子组成的集合体，而非单个分子。系统与环境有时有明确的界面，有时又没有明确的界面。仅关注与系统有密切关系的环境。系统与环境放在一起，在热力学上叫做宇宙。按照系统与环境间能量和物质的交换情况，将系统分为三类：系统分类物质交换能量交换敞开系统√√封闭系统—√孤立系统——例如，一个敞着瓶口，盛满热水的瓶子，水为系统，则是一个敞开系统。若加上一个盖子，则成为封闭系统。若将瓶子换成杜瓦瓶（保温瓶），则成为孤立系统。系统中任何物理和化学性质完全相相与相之间有明确的界面。相：例如：H2OCCl4同的部分。水冰汽油-水界面亦如此。粉末颗粒间亦有

7、界面。“在化学反应中，质量既不能创造，也不能毁灭。只能由一种形式转变为另一种形式。”通常用化学反应计量方程表示这种系统。B称化学计量数。0=BBB通式：1.2化学反应中的质量守恒定律例：N2+3H22NH3可写为：0=-N2-3H2+2NH3即：N2+3H2==2NH3对于一般的反应：aA+bB==gG+dD其化学反应计量方程为：0=BBB其中B的符号：a、b为负；g、d为正1.3状态和状态函数状态：由一系列表征体系性质的物理量所确定下来的体系的一种存在形式，称为体系的状态。它是体系中一切客观性质的综合。当体系的所有性质都有

8、确定值时，该系统处于一定状态。反过来，若系统状态确定了，则系统中一切宏观性质也就有了确定的数值。若系统中某种或几种性质发生变化，则体系状态也就发生了变化。将这种能够表征体系特征的每个个别的宏观性质，成为系统