基礎(chǔ)化學(xué)——教案物質(zhì)存在狀態(tài)

1、緒 論2011年9月5日上海農(nóng)林職業(yè)技術(shù)學(xué)院上海農(nóng)林職業(yè)技術(shù)學(xué)院上海食品科技學(xué)校上海食品科技學(xué)校數(shù)學(xué)數(shù)學(xué)物理物理化學(xué)是自然科學(xué)基礎(chǔ)課屬于自然科學(xué)屬于自然科學(xué)基礎(chǔ)課基礎(chǔ)課，是培，是培養(yǎng)大學(xué)生的養(yǎng)大學(xué)生的基基本素質(zhì)課程本素質(zhì)課程?；瘜W(xué)化學(xué)上海農(nóng)林職業(yè)技術(shù)學(xué)院上海農(nóng)林職業(yè)技術(shù)學(xué)院上海食品科技學(xué)校上海食品科技學(xué)校一、化學(xué)的研究對象 化學(xué)是在原子和分子水平上研究物質(zhì)的組成、結(jié)構(gòu)、性能及其變化規(guī)律和變化過程中能量關(guān)系的學(xué)科。上海農(nóng)林職業(yè)技術(shù)學(xué)院上海農(nóng)林職業(yè)技術(shù)學(xué)院上海食品科技學(xué)校上海食品科技學(xué)校二、化學(xué)的分支無無機(jī)機(jī)化化學(xué)學(xué)有有機(jī)機(jī)化化學(xué)學(xué)高高分分子子化化學(xué)學(xué)分分析析化化學(xué)學(xué)物物理理化化學(xué)學(xué)化化學(xué)學(xué)的的分

2、分支支上海農(nóng)林職業(yè)技術(shù)學(xué)院上海農(nóng)林職業(yè)技術(shù)學(xué)院上海食品科技學(xué)校上海食品科技學(xué)校三、化學(xué)與其它學(xué)科的滲透與交叉 化化 學(xué)學(xué)物理學(xué)物理學(xué) 數(shù)數(shù) 學(xué)學(xué) 地地 學(xué)學(xué)材料科學(xué)材料科學(xué)生命科學(xué)生命科學(xué)工程科學(xué)工程科學(xué) 天天 文文 學(xué)學(xué)計算與信息科學(xué)計算與信息科學(xué)上海農(nóng)林職業(yè)技術(shù)學(xué)院上海農(nóng)林職業(yè)技術(shù)學(xué)院上海食品科技學(xué)校上海食品科技學(xué)校四、化學(xué)是社會需要的中心科學(xué) 化化 學(xué)學(xué)住住行行材料材料環(huán)境保護(hù)環(huán)境保護(hù)國防國防醫(yī)藥衛(wèi)生醫(yī)藥衛(wèi)生能源能源衣衣食食資源利用資源利用冶金冶金農(nóng)業(yè)農(nóng)業(yè)建材建材汽車汽車上海農(nóng)林職業(yè)技術(shù)學(xué)院上海農(nóng)林職業(yè)技術(shù)學(xué)院上海食品科技學(xué)校上海食品科技學(xué)校五、普通化學(xué)的教學(xué)目標(biāo)o 普通化學(xué)是一門現(xiàn)代化

3、學(xué)導(dǎo)論課程。o 通過化學(xué)反應(yīng)基本規(guī)律和物質(zhì)結(jié)構(gòu)理論的學(xué)習(xí)，能運(yùn)用化學(xué)的理論、觀點(diǎn)、方法審視公眾關(guān)注的環(huán)境污染、能源危機(jī)、新興材料、生命科學(xué)、健康與營養(yǎng)等社會熱點(diǎn)話題，了解化學(xué)對人類社會的作用和貢獻(xiàn)。o 把化學(xué)的理論、方法、工程技術(shù)的觀點(diǎn)與食品加工結(jié)合起來。上海農(nóng)林職業(yè)技術(shù)學(xué)院上海農(nóng)林職業(yè)技術(shù)學(xué)院上海食品科技學(xué)校上海食品科技學(xué)校六、普通化學(xué)的教學(xué)內(nèi)容o 理論化學(xué)：包括化學(xué)熱力學(xué)、化學(xué)動力學(xué)和物質(zhì)結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)。o 基礎(chǔ)知識和應(yīng)用化學(xué)：包括單質(zhì)和化合物的知識，化學(xué)與能源、環(huán)境、材料等。o 實(shí)驗化學(xué)：主要是性質(zhì)或理論的驗證，重要數(shù)據(jù)的測定，并訓(xùn)練實(shí)驗基本操作和儀器的使用等。上海農(nóng)林職業(yè)技術(shù)學(xué)院上海農(nóng)林職業(yè)

4、技術(shù)學(xué)院上海食品科技學(xué)校上海食品科技學(xué)校七、教材內(nèi)容安排普通化學(xué)普通化學(xué)化學(xué)反應(yīng)基本化學(xué)反應(yīng)基本原理及反應(yīng)原理及反應(yīng)物質(zhì)結(jié)構(gòu)理論物質(zhì)結(jié)構(gòu)理論及物質(zhì)性質(zhì)及物質(zhì)性質(zhì)熱化學(xué)熱化學(xué)化學(xué)反應(yīng)基本原理化學(xué)反應(yīng)基本原理水化學(xué)水化學(xué)電化學(xué)電化學(xué)物質(zhì)結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)認(rèn)識物質(zhì)結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)認(rèn)識元素化學(xué)與人體健康元素化學(xué)與人體健康化學(xué)與環(huán)境保護(hù)化學(xué)與環(huán)境保護(hù)上海農(nóng)林職業(yè)技術(shù)學(xué)院上海農(nóng)林職業(yè)技術(shù)學(xué)院上海食品科技學(xué)校上海食品科技學(xué)校八、本課程學(xué)習(xí)基本情況 本課程為64學(xué)時,其中理論授課為50學(xué)時，實(shí)驗課為10學(xué)時，共5個實(shí)驗。 課程成績期末考試成績60 +實(shí)驗成績20% +平時成績20（包含作業(yè)、課堂提問、考勤制度）。1.課程安排上

5、海農(nóng)林職業(yè)技術(shù)學(xué)院上海農(nóng)林職業(yè)技術(shù)學(xué)院上海食品科技學(xué)校上海食品科技學(xué)校2.課程學(xué)習(xí)要求o課前預(yù)習(xí)：根據(jù)教學(xué)進(jìn)度表，在課前學(xué)習(xí)相關(guān)授課內(nèi)容，做到心中有數(shù)。課前預(yù)習(xí)：根據(jù)教學(xué)進(jìn)度表，在課前學(xué)習(xí)相關(guān)授課內(nèi)容，做到心中有數(shù)。o作好筆記：記清老師所講課程內(nèi)容的綱目、補(bǔ)充的材料和提出的問題和作好筆記：記清老師所講課程內(nèi)容的綱目、補(bǔ)充的材料和提出的問題和自己沒有理解的問題。自己沒有理解的問題。o課后復(fù)習(xí)課后復(fù)習(xí) 主要是整理筆記，有的放矢的參考和查閱參考書，解決課堂未主要是整理筆記，有的放矢的參考和查閱參考書，解決課堂未理解的問題，將有關(guān)的計算公式和概念制成表格或卡片，以便隨時閱讀理解的問題，將有關(guān)的計算公式

6、和概念制成表格或卡片，以便隨時閱讀和記憶。和記憶。o及時完成作業(yè)：及時完成作業(yè)： 做作業(yè)解習(xí)題是鞏固和加深理解化學(xué)理論的具體實(shí)踐，做作業(yè)解習(xí)題是鞏固和加深理解化學(xué)理論的具體實(shí)踐，重點(diǎn)是掌握解題的技巧，每人準(zhǔn)備一個練習(xí)本，課后布置作業(yè)。重點(diǎn)是掌握解題的技巧，每人準(zhǔn)備一個練習(xí)本，課后布置作業(yè)。o認(rèn)真作好實(shí)驗。認(rèn)真作好實(shí)驗。 做到實(shí)驗前預(yù)習(xí)本次實(shí)驗，通過實(shí)驗驗證、補(bǔ)充、鞏固做到實(shí)驗前預(yù)習(xí)本次實(shí)驗，通過實(shí)驗驗證、補(bǔ)充、鞏固課堂知識，掌握實(shí)驗操作技能，培養(yǎng)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)作風(fēng)。課堂知識，掌握實(shí)驗操作技能，培養(yǎng)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)作風(fēng)。上海農(nóng)林職業(yè)技術(shù)學(xué)院上海農(nóng)林職業(yè)技術(shù)學(xué)院上海食品科技學(xué)校上海食品科技學(xué)校 各種物質(zhì)總是

7、以一定的聚集狀態(tài)而存在著。物質(zhì)處于什么狀態(tài)與外界條件密切相關(guān)。在通常的壓力和溫度條件下，物質(zhì)主要呈現(xiàn)氣態(tài)、液態(tài)或固態(tài)。 上海農(nóng)林職業(yè)技術(shù)學(xué)院上海農(nóng)林職業(yè)技術(shù)學(xué)院上海食品科技學(xué)校上海食品科技學(xué)校第一章 物質(zhì)的存在狀態(tài)第一節(jié) 物質(zhì)和物質(zhì)的存在狀態(tài) 1、物質(zhì)有4種不同的物理聚集狀態(tài)態(tài)氣態(tài)、液態(tài)、固態(tài)和等離子態(tài)氣態(tài)、液態(tài)、固態(tài)和等離子態(tài)界面、密度、分子間距離、分子間吸引力界面、密度、分子間距離、分子間吸引力分子運(yùn)動情況、能量分子運(yùn)動情況、能量2、物質(zhì)處于不同狀態(tài)時差別特性上海農(nóng)林職業(yè)技術(shù)學(xué)院上海農(nóng)林職業(yè)技術(shù)學(xué)院上海食品科技學(xué)校上海食品科技學(xué)校3、當(dāng)改變外界條件時，物質(zhì)存在狀態(tài)發(fā)生變化第二節(jié) 氣體 1、

8、氣體的基本特性可膨脹性可膨脹性摻合性摻合性對外界條件的敏感性對外界條件的敏感性氣體的體積實(shí)為容器的容氣體的體積實(shí)為容器的容積積2、描述氣體狀態(tài)特征參數(shù)壓力壓力P P （PaPa）體積體積V V （m m3 3） 熱力學(xué)溫度熱力學(xué)溫度T=(t+273.15T=(t+273.15）K K 上海農(nóng)林職業(yè)技術(shù)學(xué)院上海農(nóng)林職業(yè)技術(shù)學(xué)院上海食品科技學(xué)校上海食品科技學(xué)校1、理想氣體分子本身不占有空間，分子間也沒有相互作用力分子本身不占有空間，分子間也沒有相互作用力 2、理想氣體狀態(tài)方程 在通常條件（壓力不太高，溫度不太低）下，可把實(shí)際氣體在通常條件（壓力不太高，溫度不太低）下，可把實(shí)際氣體近似看作理想氣體近

9、似看作理想氣體 PV = PV = n nRTRT理想氣體狀態(tài)方程理想氣體狀態(tài)方程R R叫做摩爾氣體常數(shù)叫做摩爾氣體常數(shù)R R8.314Jmol8.314Jmol-1-1KK-1-1n n、p p、V V、T T等物理量的基本單位等物理量的基本單位molmol、PaPa、m m3 3和和K K 物質(zhì)的量為物質(zhì)的量為密閉容器體積（密閉容器體積（V V）、壓力（）、壓力（p p）和熱力學(xué)溫度（）和熱力學(xué)溫度（T T）一、理想氣體狀態(tài)方程 上海農(nóng)林職業(yè)技術(shù)學(xué)院上海農(nóng)林職業(yè)技術(shù)學(xué)院上海食品科技學(xué)校上海食品科技學(xué)校4、理想氣體狀態(tài)方程變化 標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)時標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)時1mol1mol任何氣體所占體積均為任何氣體

10、所占體積均為22.41422.4141010-3-3m m3 3 ，含，含6.0236.02310102323個分子個分子5、例題 例例1-11-1一鋼瓶裝氧氣，如果瓶的容積為一鋼瓶裝氧氣，如果瓶的容積為30L30L，溫度為，溫度為1616，壓力，壓力為為98.66kPa98.66kPa，問瓶中貯有多少克氧氣？在，問瓶中貯有多少克氧氣？在S.T.P.S.T.P.條件下，這些氧條件下，這些氧氣體積是多少氣體積是多少L L？ 上海農(nóng)林職業(yè)技術(shù)學(xué)院上海農(nóng)林職業(yè)技術(shù)學(xué)院上海食品科技學(xué)校上海食品科技學(xué)校PV=(m/M)RT 或 /p = M/(RT)當(dāng)當(dāng)T=273.15K P=101.325KPa時，稱

11、為標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)時，稱為標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)3、標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)（S.T.P）一、理想氣體狀態(tài)方程 二、混合氣體分壓定律 1、道爾頓分壓定律 理想氣體理想氣體: :分子之間沒有作用力分子之間沒有作用力, , 一種氣體的壓力不因其它氣體的存在而改變一種氣體的壓力不因其它氣體的存在而改變 理想氣體狀態(tài)方程與氣體的分子組成無關(guān)理想氣體狀態(tài)方程與氣體的分子組成無關(guān) 上海農(nóng)林職業(yè)技術(shù)學(xué)院上海農(nóng)林職業(yè)技術(shù)學(xué)院上海食品科技學(xué)校上海食品科技學(xué)校1、道爾頓分壓定律 理想氣體理想氣體: :分子之間沒有作用力分子之間沒有作用力 一種氣體的壓力不因其它氣體的存在而改變一種氣體的壓力不因其它氣體的存在而改變 理想氣體狀態(tài)方程與氣體的分子組成無關(guān)

12、理想氣體狀態(tài)方程與氣體的分子組成無關(guān) p=p(A)+ p(B)+ p(C)+p(i) 1 1）定義）定義: :混合氣體的總壓等于各組分氣體的分壓之和混合氣體的總壓等于各組分氣體的分壓之和p為混合氣體的總壓力為混合氣體的總壓力p（i）組分氣體的分壓組分氣體的分壓 P=P(i)上海農(nóng)林職業(yè)技術(shù)學(xué)院上海農(nóng)林職業(yè)技術(shù)學(xué)院上海食品科技學(xué)校上海食品科技學(xué)校混合氣體中組分的分壓等于該組分的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)與總壓力的混合氣體中組分的分壓等于該組分的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)與總壓力的乘積乘積 P(i)=X(i)PX(i)為為i組分氣體物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)（物質(zhì)的量百分?jǐn)?shù)）組分氣體物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)（物質(zhì)的量百分?jǐn)?shù)） X(i)=n(i)/n=

13、P(i)/P指在混合氣體中每一種組分氣體單獨(dú)占有與整個混合氣體相同指在混合氣體中每一種組分氣體單獨(dú)占有與整個混合氣體相同體積時的壓力體積時的壓力 2 2）分壓）分壓 二、混合氣體分壓定律 上海農(nóng)林職業(yè)技術(shù)學(xué)院上海農(nóng)林職業(yè)技術(shù)學(xué)院上海食品科技學(xué)校上海食品科技學(xué)校2、分體積定律 （P、T一定）分體積定律分體積定律: :混合氣體總體積等于各組分氣體的分混合氣體總體積等于各組分氣體的分體積之和體積之和混合氣體的組成常用各組分氣體的體積百分?jǐn)?shù)來表示混合氣體的組成常用各組分氣體的體積百分?jǐn)?shù)來表示分體積分體積: :混合氣體在恒溫下混合氣體在恒溫下, , 各單獨(dú)組分與混合氣體各單獨(dú)組分與混合氣體具有相同壓力時

14、的體積具有相同壓力時的體積V=V（i）X(i)=n(i)/n=P(i)/P=V(i)/V體積分?jǐn)?shù)：體積分?jǐn)?shù)： V(i)/V二、混合氣體分壓定律 例題 例例1-21-2用用130130的水蒸氣（飽和壓力為的水蒸氣（飽和壓力為273.58kPa273.58kPa）與）與12001200的的焦炭反應(yīng)生成水煤氣，如果通入的水蒸氣反應(yīng)掉焦炭反應(yīng)生成水煤氣，如果通入的水蒸氣反應(yīng)掉70%70%，問反，問反應(yīng)后混合氣體中各組分氣體的分壓各為多少？應(yīng)后混合氣體中各組分氣體的分壓各為多少？ （設(shè)總壓保持（設(shè)總壓保持273.58kPa273.58kPa不變）不變） 3、平均摩爾質(zhì)量概念(適用于混合氣體) 混合氣體組成不變，看成純氣體混合氣體組成不變，看成純氣體, ,用平均摩爾質(zhì)量進(jìn)行運(yùn)算用平均摩爾質(zhì)量進(jìn)行運(yùn)算 M=M=x x(A)(A)M M(A)(A)+x+x(B)(B)M M(B(B) ) + +x x(C)(C)M M(C(C) )+ + x x(i)(i)M M(i(i) )= =xx(i)(i)M