普通化学浙大六版绪论第一章

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第一章
➢物理化学：在物理和化学两大学科基础上发展起来的。
它以丰富的化学现象和体系为对象，大量采纳物理学的理 论成就与实验技术，探索、归纳和研究化学的基本规律和 理论，构成化学科学的理论基础。物理化学的水平在相当 大程度上反映了化学发展的深度。
➢高分子化学：研究高分子化合物的合成、化学反应、
物理化学、物理、加工成型、应用等方面的一门新兴的综 合性学科。
3.不同固体的混合物，是多相系统。注意固溶体可 视为一相。
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第一章
需要注意的是，相与态是两个不同的概念，“态” 是指 物质宏观的聚集状态，物质的态一般分为气态、液态、和 固态。对“相”来说，通常任何气体均能无限混合，因此 系统无论有多少种气体都只为一个气相，汽油和水虽同为 液态，但不能互溶而分层，因此为两相系统。
环境：系统之外，与系统密切联系的其它物质和空间。
系统与环境之间有时有明显的界面，如包括细胞壁在内的细胞 是一个系统，它用细胞壁与环境隔开；有的则没有明显的界面， 如研究的对象是一块雨云，它与环境的界限就很模糊； 如烧杯里装着水溶液，水溶液里发生一个放热反应，可以只划 定水溶液为系统，也可以把水溶液上方的气体也包括在内，甚 至把烧杯壁也算作系统的一部分，这要根据研究需要而定。
➢ 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。
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第一章
目录
1.1 热化学 1.2 反应热与焓 1.3 能源的合理利用
选读材料 本章小结
核能
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第一章 1 .1 化学热力学基本概念
1.1.1 几个基本概念
1. 系统与环境
这种规定是人为的， 是为了研究的方便
系统：作为研究对象的那一部分物质和空间。
第一章
普通化学（第六版）
浙江大学
授课教师：张黎 课 时：46学时 其 中： 教学 38学时
实验 8学时
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第一章
绪论
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。化学已成为高科技发展的强大 支柱，已渗入社会、技术和科学的各个领域。
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第一章
化学是自然科学基础课
2.上世纪20～50年代，60～80年代：研究土壤，农 业等地球化学环境。
3.我国于90年代利用1:20万化探资料研究地方病， 环保，农业等方面进行探索。
4.在地热调查，地震预报，城市工程，考古（秦始 皇陵）等方面也有成功的实例。
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第一章
5.应用地球化学的研究方向:
矿产资源勘查评价：1.固体矿产（金属，非金属）勘查。2. 油气勘查。3.地热田勘查。
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第一章
三、勘查地球化学：应用地球化学的一个分支，研 究地质作用中化学元素迁移，演化，富集成矿的 规律，其基本过程为采样――化验――数据分析 ――异常――验证。
四、地球化学→应用地球化学→勘查地球化学。
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第一章
勘查地球化学的形成过程：
一、矿产勘查地球化学的产生和发展. 1.古代时期：古希腊和罗马时期：利用溪流沉积 物淘洗黄金——“金羊毛”。 中国：2000多年前，《管子·地数篇》有“山上 有赭者，其下有铁，上有铅者，其下有银，上有 丹砂者，其下有铁金者，上有磁石者，其下有铜 金，此山之见荣者也”。
热化学 化学反应基本原理
水化学 电化学
物质结构理论 及物质性质
物质结构基础 元素化学与无机材料 高分子化合物与材料 生命物质与人体健康28
第一章
第1章
热化学与能源
化学反应时，伴随有能量的变化，其形式虽 有多种但通常多以热的形式放出或吸收。
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第一章
热化学与能源
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。
❖ 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 ❖ 化学是生命科学的重要支柱
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第一章
化学是社会需要的中心科学
农业
衣
食
建材 住
汽车 行
能源
化学
冶金 材料
医药卫生
国防 资源利用 环境保护 9
第一章 绪 论
化学在生活中的应用-环境化学
印染工厂废水处理
工厂烟囱废气处理
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第一章 绪 论
化学在生活中的应用－药物化学
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第一章
化学勘探是指通过系统测量天然物质的地球化 学性质，发现各种类型的地球化学异常的一种调 查方法。天然物质可以是岩石、铁帽、土壤、水 、水系沉积物、冰积物、植物或气体等。所测量 的地球化学性质主要是元素的含量。地球化学勘 查的目的一直是通过地球化学异常的线索来找寻 矿床，地球化学勘查的应用正在逐步扩大，它不 仅可用于找矿，还可为解决环境污染、农业、畜 牧业、地方病以及各种地质问题提供有价值的资 料。
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第一章
2.20世纪30～50年代，地球化学找矿开始和形成， 发展阶段。 ①．开始于找矿：分析铜，锡元素，提出分散晕, 从土壤，植物，水中进行元素（镍）的研究。 ②．发展阶段:主要在十月革命后的苏联：《地球 化学和矿物学找矿》1955年，苏地矿部：所有找 矿工作中心必须作金属两测量。西方国家在二次 大战后，加拿大，美国，英国，法国开展研究。
生物学 地球物理学
应用地球化学
农业科学
土壤学
医学
现代分析 现 代 计 算 环境化学 气象学
化学
数学
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第一章
普通化学的教学目标
• 普通化学是一门现代化学导论课程。 • 通过化学反应基本规律和物质结构理论的学习，
能运用化学的理论、观点、方法审视公众关注的 环境污染、能源危机、新兴材料、生命科学、健 康与营养等社会热点话题，了解化学对人类社会 的作用和贡献。 • 把化学的理论、方法与工程技术的观点结合起来 ，用化学的观点分析、认识工程技术中的化学问 题。
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第一章
3.我国的情况： 1950年．东北地质局开办化探短训班。 1952年．地矿部成立后在地矿司内成立地球化学探矿
室。 1956年．开展1∶2000000土壤测量。 1956年．冶金部地球物理总队成立了化探组。 1957年．地质部成立物探研究所，化探组。 1960年．北京地质学院设立地球化学专业。 1997年．已完成化探扫面：575×10KM,发现异常5万
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第一章
勘查地球化学的概念
一、地球化学：研究地球物质成分的学科，从地球的 化学成分出发去认识地球，解释地球形成及发展演 化中的各种问题。与地球物理学相对应。
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第一章
二、应用地球化学：运用地球化学基本理论和方法 技术，解决人类生存的自然资源和环境质量的实 际问题的学科。是地球化学的一个分支。主要研 究： 1.地质作用中化学元素迁移，演化，富集的规律。 2.合理的开发，利用矿产资源。 3.岩石圈中元素的分布对土壤、农作物、人类健康 的影响。 4.人类的生活、生产、消费等活动对地质环境及其 本身的影响。
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第一章
所谓均匀是指其分散度达到分子或离子大 小的数量级。相与相之间有明确的界面，超过 此相界面，一定有某些宏观性质(如密度、折射 率、组成等)要发发生突变。
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第一章
1.系统中若只有一种液体，无论这种液体是纯物质 还是（真）溶液，总是一个相；
2.若系统里有两种液体，如乙醚和水，中间以液— 液界面隔开，为两相系统；不相溶的油和水在一 起是两相系统，即使激烈震荡后油和水形成乳浊 液，也是两相；
多个，初步筛选1.36万个，对3000个异常进行验证，发现 工业矿床788个，其中大，中型312处，价值达万亿元。
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源自文库
第一章
应用地球化学从矿产勘查到多方位应用
1.20世纪80年代，工业生产和科学技术达到新的高 度，伴随而来环境恶化问题也凸现出来。温室效 应，酸雨，臭氧层破坏，物种减少。1952年12月 伦敦烟雾，四天内死亡4000多人，日本的水侯病 （Hg）、骨痛病（cd中毒）。
徐光宪
化学的成就是社会文明的重要标志！ 4
第一章
化学的分支学科
➢无机化学：是研究元素、单质和无机化合物的来源、
制备、结构、性质、变化和应用的一门化学分支。
➢有机化学：碳化合物的化学，是研究有机化合物的结
构，性质、制备的学科。
➢分析化学：研究物质的组成、含量、结构和形态等化
学信息的分析方法及理论的一门学科。
数学 物理 化学 ……
属于自然科学 基础课，是培 养大学生的基 本素质课程。
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第一章 绪
论
定义：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
化学是研究从原子，分子片，分子，超分子，生物 大分子，到分子的各种不同尺度和不同复杂程度的 聚集态的合成和反应，分离和分析，结构和形态， 物理性能和生物活性及其规律和应用的科学。
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第一章
1.1.1 几个基本概念 1. 系统与环境
敞开系统 有物质和能量交换
封闭系统 只有能量交换
图1.1 系统的分类
隔离系统 无物质和能量交换
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第一章
2. 相
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：
➢单相（均匀）系统 ➢多相（不均匀）系统 相与相之间有明确的界面。 思考：1) 101.325kPa，273.15K(0°C)下，H2O(l), H2O(g) 和H2O(s)同时共存时系统中的相数为多少。 答：在此条件下，存在3相（气、液、固各一相）
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第一章
状态函数
用于表示系统性质的物理量称状态函数，如气 体的压力p、体积V、温度T 等，是由物质系统的状 态决定的物理量。
物体或物质系统由一个状态（始态）变成另一个 状态（终态），它的各种状态函数（设符号位X） 的变化量（△X）就一定是： △X=X终态-X始态
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第一章
广度性质和强度性质
状态函数可分为两类： 广度性质：又称为容量性质，它的数值与体系的物质的量成 正比，如体积、质量、焓、熵等。广度性质具有加和性。 强度性质：它的数值取决于体系自身的特点，与体系的数量 无关，不具有加和性，如温度、压力(压强)、粘度、密度等。 整个系统的强度性质的数值与各个部分该强度性质的数值相 同。
抗癌药物－紫杉醇
对晚期癌症、肺癌 等有十分显著的疗 效
抗骨质疏松药物－
抗甲流药物-达菲 活性维生素D3
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瑞士罗氏公司生产
第一章 绪 论
化学在生活中的应用－石油化学、 胶体化学、高分子化学
一次采油 10% 二次采油-注水注
气等-25-40% 三次采油
三次采油技术－聚合物驱、表面活性剂驱等
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第一章
3. 状态与状态函数
定义：状态就是系统一切性质的总和，是系统所有宏观性质的 综合表现。有平衡态和非平衡态之分。 当系统的温度、压力、体积、物态、物质的量、相、各种能量 等等一定时，就说系统处于一个状态。（无机化学，高教出版 社，第四版） 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全部变化。
➢若干新分支：环境化学、核化学等等
化学是一门既古老又年轻的科学! 6
第一章
化学与其它学科的渗透与交叉
计算与信息科学 物理学
数学
天文学
化学
地学
工程科学 生命科学
材料科学
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第一章 绪
论
2. 化学的地位和作用
❖ 化学仍是解决食物短缺问题的主要学科之一
❖ 化学继续推动材料科学发展
❖ 化学是提高人类生存质量和生存安全的有效 保障
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第一章
普通化学的教学内容
• 理论化学：包括化学热力学、化学动力学和物质结 构基础。
• 基础知识和应用化学：包括单质和化合物的知识， 化学与能源、环境、材料等。
• 实验化学：主要是性质或理论的验证，重要数据的 测定，并训练实验基本操作和仪器的使用等。
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第一章
教材内容安排
普通化学
化学反应基本 原理及反应
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第一章
绪论
化学在生活中的应用－能源
• 有机薄膜太阳能电池模块－－有机化学、高分子化学、 光化学
• 多学科有机结合交叉
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第一章 绪 论
化学在生活中的应用－工程塑料－高分子
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第一章
化学勘探
20世纪70～80年代发展了一些较完善的地球化学 勘查程序。它们的基本思路是运用高效率的地球化学 勘查方法在广大面积内进行广泛的侦察，舍弃大片没 有希望的地区，缩小找矿靶区，然后用效率较低，但 能较精确的圈定矿化范围的方法在已经缩小的靶区范 围内工作。这种做法可以用尽可能少的人力、物力和 时间，找到有经济价值的矿床。
环境质量调查评价：环境地球化学：调查，评价，保护，防 治。
国土资源调查：土壤地球化学、农业化学、国土规划、土壤 改良、农业施肥。
水资源勘查评价：1.淡水资源（储量，分布，质量）。2.矿 泉水品质，分布。
其他应用：地震监测，城市工程，考古等。
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第一章 勘查地球化学与其他学科的关系
水文学 地质学 地球化学 矿产资源学 自然地理