工程化学-绪论-(1)

“化学发展到今天，已经成为人类认识物质 自然界，改造物质自然界，并从物质和自然 界的相互作用得到自由的一种重要的武器。 就人类的生活而言，农轻重，吃穿用，无不 密切地依赖化学。在新的技术革命浪潮中， 化学更是引人瞩目的弄潮儿。”
——卢嘉锡
11
1、化学使人类丰衣足食
——化学肥料为农业增产起着不可替代的作用；各 种农药和植物生长调节剂、土壤改良剂、动物饲料 添加剂、食品保鲜剂等化学制剂的使用，为解决“ 民以食为天”的问题作出了巨大贡献。
体 系 环境 TheSurroundings
The System
环境：
系统以外与之直接联系的部分，则称为环境.(例子)
系统分类
（1）敞开系统： 系统与环境间既有能量交换，又有物质交换。 （2）封闭系统： 系统与环境间有能量交换，没有物质交换。 （3）孤立系统： 系统与环境间既没有能量交换，也没有物质交
理论课教材：
1.普通高等教育“十一五”国家级规 划教材，
童志平等编： 《工程化学基础》，高等教育出版社
， 2008年9月第1版
2
参考书：
1.陈林根主编.《工程化学基础》（第二版）. 北京：高等教育出版社，2005
2.浙江大学普通化学教研组编. 《普通化学》 （第五版）.北京：高等教育出版社，2002
3.天津大学无机化学教研室编. 《无机化学》 （第三版）.北京：高等教育出版社，2002
4.天津大学物理化学教研室编. 《物理化学》 （第四版）.北京：高等教育出版社，2001 3
讲课内容：
绪论 第一章 物质的聚集状态 第二章 化学反应热效应与能源利用 第三章 化学反应基本原理 第四章 溶液与离子平衡 第五章 电化学与金属腐蚀 第六章 物质结构基础 第七章 化学与材料 第八章 化学与环境保护 第九章 化学与生命 第十章 现代分析测试技术
——合成纤维使人类的衣着材料有了更广的来源以 及更多的选择。
12
2、化学能保护和改善人类赖以 生存的环境
一个洁净的世界、一个可持续发展的社会在很大 程度上依赖于化学的进步。
——汽车烟雾：催化转化器，燃料电池 ——白色垃圾：塑料、金属和橡胶的再循环 ——温室效应：原因和措施 ——干净的制造化学产品：绿色合成 绿色化学是指化学反应和过程以“原子经济性”为原
化学在自然科学中的地位如何?
化学正处于现代自然科学的中心位置，是一门中心的科学
6
化学和自然科学其它领域的联系
7
化学是实用性的科学
古代希腊的彩陶
我国商朝的青铜器
8
化学在二十世纪对人类社会的奉献
9
化学是富有创造性的科学
化学家在研制新型聚合物 化学家按科学数据用计算机设计药物
10
二、化学的作用
17
研究对象为无机物质
化学的分类
研究对象为有机物质
无机化学：
定性分析和定量分析
有机化学： 分析化学：用 的物科理学学，的研原究理内和容方对法象来为研物究理化学学和变化化学规交律叉 物理化学：内容。
三、几个基本概念
一、系统：
为研究的方便，我们把某一部分真实世界作 为研究的对象，并将它与其周围的物质或空间区 分开来，这部分研究对象就称为系统（有时称体 系或物系）
则，即在获取新物质的化学反应中充分利用参与反应 的每个原料原子，实现“零排放”，其核心是要利用 化学原理从源头消除污染。
13
3、化学提供人类合理使用能源的方法 、是人类使用新材料的源泉。
——石油、煤、原子核能、化学电源的开发和利用 。
——高分子材料（塑料、橡胶、纤维）、功能材料 （光电材料 、信息储存材料、光导纤维、超导体 ）、表面活性剂、硅酸盐材料（玻璃、水泥）、吸 附材料等的开发和研制。
4
绪论
(Introduction)
一、化学的定义：
化学是在原子、分子水平上研究物质 的组成、结构、性质及其变化规律 的学科。
5
什么是化学?
一种物质变成另一种组成、结构和性质完全不同的物质， 研究这种变化的学问就是化学。简而言之：化学是一门研 究物质的化学变化的科学，它是整个自然科学的一个组成 部分
T始=T终
恒温过程
恒容过程
Isothemal pBiblioteka Baiduocess Isovolumn process
恒压过程 Isobar process
28
途径2： 过程
途径1：
系统从始态到终态，完成一 个变化过程，其中完成变化的 具体步骤称为途径（Path）。
状态函数的变化只取决于终 始态而与途径无关
29
物态：
状态1： T1=298K
先 冷 却
直接加热 T=273K
状态2： T2=308K
再 加 热
另外，体系的各状态函数间相互制约，如气体，P， V，n，T之间存在着内在联系： PV=nRT
26
27
三、过程与途径
当系统状态发生变化时，状态变化的经过称之为过程 （Process）.
热力学中常用的三种过程： 恒压过程、恒温过程和 恒容过程。
状态函数具有以下特征： (1)状态一定，状态函数一定；
状态变则状态函数随之改变。 (2)状态函数变化只与系统的终始态
有关，而与变化的具体途径无关。
“状态函数有特征，状态一定值一定，殊 途同归变化等，周而复始变化零”
P V n T均为状态函数
25
例如，水的状态一定时，水的温度是定值，所 以，T是一个状态函数。如状态1变为状态2 时，T=308-298=10 K
换。
①敞开(开放) ； ②封闭；
有m, E 交换
有E，无m
③孤立(隔离) 无m, E
常见！(例子)
二、 状态和状态函数
由一系列表征系统性质的宏观物理量（如压力、温度、密 度、体积、组成等）所确定下来的系统的存在形式称系统的状 态（State）。藉以确定系统状态的宏观物理量称为系统的状 态函数（State function）。
物质在一定的温度和压力条件下所处的 相对稳定的状态，称为物质的聚集状态，简 称物态 。
14
4、化学使人类世界五彩缤纷
——焰火中的化学 ——五光十彩的化学涂料 ——艳丽的化装用品 ——逼真的彩照
15
5、化学帮助人类延年益寿
——各种医疗和保健制品是人类健康的保证。 ——化验手段为确诊疾病提供了依据。 从分子水平了解病理过程，提出检测方法，建议预
防途径。
16
在人类当前面临的人口、资源 、粮食、能源和环境等严峻问 题中，化学处于中心科学的地 位。