第一章化学热力学基础

此系统的压力——P=101325Pa
此系统的体积——V=500ml
CO2
此系统中CO2的物质的量——n=0.018mol
这些物理量T、 P 、V 、 n都有了确定的 数值，这个气态系统的状态便确定了。
绪论
化学及化学发展
化学是在原子和分子水平上研究物质的组成、结构和性 能以及其变化规律的自然科学。
无机化学 所有元素的单质及化合物 (除碳氢化合物及衍生物外)
有机化学 研究碳氢化合物及衍生物
化
学
分析化学 研究物质化学组成的鉴定方法及其原理
物理化学 应用物理测量方法和数学处理方Hale Waihona Puke Baidu研究物质及其反应， 寻求化学性质与物理性质之间本质联系的普遍规律。
溶液的分类：
1.液态溶液：水溶液、非水溶液 2.气态溶液：气体混合物
3.固态溶液： 碳+铁=钢 锌+铜=黄 铜
溶液的浓度
溶液组成量度（浓度）： 一定量的溶剂或溶液中溶质的含量。
1、质量浓度(g·L-1)
mB
rB =
V
V 溶液的体积
2、质量分数
ωB=
mB m
m 溶液的质量
3、物质的量浓度cB
cB
nB =mB/MB VV
2. 课前预习----课堂学习----课后复习
3. 考试方法：闭卷 计算器
溶质进入溶剂的过程是吸引和排斥的过程：
当吸引超过排斥时，形成溶液；当吸 引小于排斥时，形成沉淀或其他稳定的 结构。 当然，吸引和排斥总是处于动态平衡中。
溶液的定义：
一种物质以分子、原子或离子状态分散于另 一种物质中所构成的均匀而又稳定的分散体系叫 做溶液。
为此，我们先建立几个基本概念， 系统、 环境、
质量守恒、 能量守恒
1. 系统：作为研究对象的那一部分物质。 以下图为例：
如果，以反应物为系统 如果，以反应物及其容器为系统 如果，以整个反应装置为系统
2. 环境：系统之外，与系统密 切联系的其它物质。
三种热力学系统
敞开系统
系统与环境间
有物质有能量的交换
许多反应我们可以看得到， 如：
4Fe + 3O2 = 2Fe2O3
Mg + CO2 = MgO + CO
Pb(NO3)2 + 2KI = PbI2(↓) + 2KNO3
有些反应难以看得到： Pb2+ + EDTA = Pb-EDTA 有的反应式可以写出来， 却不知到该反应能否发生：
Al2O3 + 3CO = 2Al + 3CO2
‥ ‥ ‥林林总总，纷繁复杂！
如果要认识、掌握、利用化学反应， 就需要了解化学反应的基本规律。
其中最重要的是化学热力学。
化学热力学——研究化学变化和相变化 过程中能量转换规律的科学。
热力学来自于大量实践的归纳、总结， 因此任何自然过程皆不违背热力学规律。
化学热力学有三个定律，我们重点讨 论第一定律、第二定律。
封闭系统
无物质有能量的交换
孤立系统
无物质无能量的交换
（没有真正的孤立系统）
化学反应中的质量守恒定律
“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。 通式：
0=B BB B称化学计量数。
以合成氨反应为例：N2 +3H2 ==2NH3
此即热力学第一定律，通常表示为： ΔU=Q+W
5.状态与状态函数 系统的状态是指描述该系统的性质的综合。
(1) 对一系统，各种性质都有确定数 值，该系统的状态便被确定；反之， 当系统状态已确定时，该系统的各种 性质也必都有确定的值。 表示系统性质的物理量X 称状态函数。
此系统的温度——T=323.15K
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=BBB 其中B的符号： a、b为负；g、d为正
化学反应的能量守恒定律
“在任何过程中，能量既不能创造， 也不能消灭， 只能从一种形式转化 为另一种形式。”
化学是医学研究的重要基础和手段。
药物的研制；临床检验分析；一些临床诊断；分子生物学 、生物化学、生命大分子的结构确定研究都离不开化学。营 养科学、环境卫生、预防保健都离不开化学。
化学的学习方法和要求
1.尽快适应大学的教学规律和学习方法生活。
掌握各基础化学的基础知识和基础理论；养成高效率的学习方 法，培养较强的自学能力，提高发现问题、分析问题和解决问题 的能力。无机化学理论性强，涉及内容广、需要一定基础学习难 度大。要采用理解与记忆，归纳总结，勤学多练的方法，循序渐 进地学习。师生之间、同学之间多交流。
解：NaCl 的摩尔质量为 58.5 g·mol-1,生理盐水的浓度：
cB
nB =mB/MB VV
c (NaCl) =
0.90/58.5 0.10
= 0.15 mol·l-1
4、质量摩尔浓度
(mol·kg-1)
bB =
nB mA
5、摩尔分数
xB =
nB n
xA+ xB=
nA +
n
nB
nA
nB
n = nA+nB + nA+nB = 1
与化学有关的新兴和交叉学科
生物化学、环境化学、食品化学、药物化学、中药化学、 天然产物化学、生物无机化学、生物有机化学、高分子化学。
化学是一门中心学科；在生命科学、环境保护、能 源开发、新材料的合成等领域发挥着巨大的作用； 人们的日常生活，衣食住行都离不开化学。
化学与医学的关系-----密切
医学主要任务是研制预防和治疗疾病、促进身体健康、保证劳 动力的药物，并揭示药物与人体及病原体相互作用的规律。
基础化学
主 讲：张 雷 职 称：副教授
Email：
关于实验的注意事项
1.上课时间：十一后第一周周三（10.8） 上午8:00，下午1:00
2.教室：102教室，然后去自己的实验室 （李四光实验楼三楼）
3.实验为2人/组；48人/室；30人/室 4.穿白大衣、实验书、实验报告纸、实验预习报
告草纸、笔。 5.地点：李四光实验楼三楼 6.第一次实验： P1-18 ， 实验柜钥匙
nB: B的物质的量 mol
MB : B的摩尔质量 g ·mol-1, kg ·mol-1 。 V: 溶液的体积L, m3
cB 的 SI 单位为 mol·m-3， 常用的单位是mol·L-1 ，mmol·L-1。
*注意：必须指明基本单元。
例 100 ml 生理盐水中含 0.90 g NaCl，计算 生理盐水的物质的量浓度。