西工大與西安交大期末復(fù)習(xí)考研備考 化學(xué)課件 緒論、物質(zhì)的狀態(tài)

大學(xué)化學(xué)2研究對象：實物（具有靜止質(zhì)量的物質(zhì)）；研究內(nèi)容：在原子、分子或離子層次上研究物質(zhì)的組成、結(jié)構(gòu)和性質(zhì)及其相互聯(lián)系和變化規(guī)律；研究目的：滿足人類日益增長的物質(zhì)、精神生活需要。一、化學(xué)研究的對象、內(nèi)容和目的3（3）化學(xué)變化伴隨能量變化（2）化學(xué)變化服從質(zhì)量守恒（1）化學(xué)變化是質(zhì)變化學(xué)反應(yīng)前后物質(zhì)的總質(zhì)量不會改變，有關(guān)元素的種類和原子數(shù)目保持不變反應(yīng)物化學(xué)鍵的破壞與生成物化學(xué)鍵的生成，所產(chǎn)生的能量差與反應(yīng)的吸熱或放熱相等二、化學(xué)變化的特征4無機化學(xué)有機化學(xué)分析化學(xué)物理化學(xué)所有元素的單質(zhì)及其化合物研究碳氫化合物及其衍生物物質(zhì)成分的測定方法和理論

運用物理學(xué)的原理和方法研究物質(zhì)化學(xué)變化規(guī)律三、化學(xué)學(xué)科的分支根據(jù)研究對象和目的不同分為：55無機化學(xué)：研究無機物的組成、結(jié)構(gòu)、性質(zhì)和無機化學(xué)反應(yīng)與過程的化學(xué)。包括在元素周期表中所有元素的單質(zhì)及其化合物。三、化學(xué)學(xué)科的分支66有機化學(xué)：研究碳氫化合物及其衍生物的化學(xué)，也有人稱它為“碳的化學(xué)”。1965年我國在世界上首次合成了具有生物活性的結(jié)晶牛胰島素（治療糖尿病）三、化學(xué)學(xué)科的分支7C-60

上世紀(jì)C60的發(fā)現(xiàn)被稱為化學(xué)領(lǐng)域的重大突破，開辟了C化學(xué)的新的里程碑。C60分子直徑是1nm，球中心有0.36nm的空腔，可容納其它原子或離子，又可以形成新的物質(zhì)。C60在超導(dǎo)、電化學(xué)、非線性光學(xué)以及高溫潤滑等方面已經(jīng)有所應(yīng)用。88分析化學(xué)：測量和表征物質(zhì)的組成和結(jié)構(gòu)的學(xué)科。透射電子顯微鏡X-射線衍射儀三、化學(xué)學(xué)科的分支99三聚氰胺化學(xué)式：C3H6N6，是一種重要的有機化工中間產(chǎn)品，主要用來制作三聚氰胺樹脂，有毒性。添加在食品中，可以提高檢測時食品中蛋白質(zhì)檢測數(shù)值。用普通的全氮測定法測飼料和食品中的蛋白質(zhì)數(shù)值時，根本不會區(qū)分這種偽蛋白氮。

1010物理化學(xué)：物理化學(xué)是從化學(xué)變化與物理變化的聯(lián)系入手，研究化學(xué)反應(yīng)的方向和限度（化學(xué)熱力學(xué)）、化學(xué)反應(yīng)的速率和機理（化學(xué)動力學(xué)）以及物質(zhì)的微觀結(jié)構(gòu)與宏觀性質(zhì)間的關(guān)系（結(jié)構(gòu)化學(xué)）等問題。三、化學(xué)學(xué)科的分支1111新的生長點生物藥學(xué)地學(xué)醫(yī)學(xué)化學(xué)農(nóng)學(xué)材料新能源

關(guān)注健康生物化學(xué)材料化學(xué)農(nóng)業(yè)化學(xué)藥物化學(xué)地球化學(xué)醫(yī)用化學(xué)12數(shù)理科學(xué)部化學(xué)科學(xué)部生命科學(xué)部地球科學(xué)部工程學(xué)與材料科學(xué)部信息科學(xué)部管理科學(xué)部數(shù)學(xué)物理學(xué)化學(xué)天文學(xué)地球科學(xué)生命科學(xué)數(shù)學(xué)與物理學(xué)部化學(xué)部生物學(xué)部地學(xué)部技術(shù)科學(xué)部中國科學(xué)院六大基礎(chǔ)科學(xué)國家自然科學(xué)基金四、化學(xué)學(xué)科的地位13

化學(xué)住行材料環(huán)境保護國防醫(yī)藥衛(wèi)生能源衣食資源利用冶金農(nóng)業(yè)建材汽車

化學(xué)是社會需要的中心科學(xué)14化學(xué)纖維世界纖維消耗量中，化學(xué)纖維占約一半。沒有合成纖維工業(yè)，將有接近1/2的人口沒有辦法解決“溫暖”問題。15各種合成纖維的制品琳瑯滿目，聚丙烯腈制成的人造羊毛和噴鍍鋁鈦金屬反射膜制成的絮片，俗稱“太空棉”，具有高于鴨絨的保暖性?，F(xiàn)在市面上廣泛宣傳的保暖內(nèi)衣，實際上是在棉或人造纖維中添加某些元素，使其在吸收人體的熱量后，產(chǎn)生電子躍遷，當(dāng)電子跳回時，又以紅外線的形式將熱量放出來，達到保暖的作用。穿棉布衣服，也同樣離不開化學(xué)。棉布的整理和著色都離不開化學(xué)。今后的新型面料將向健康、阻燃、輕暖以及芳香型發(fā)展，也都離不開化學(xué)。16當(dāng)今世界上有1/3的糧食產(chǎn)量直接來源于施用化學(xué)肥料所導(dǎo)致的增產(chǎn)。1909年，德國化學(xué)家哈伯成功地建立了每小時能產(chǎn)生80克氨的裝置，也因此獲得了1918年的諾貝爾化學(xué)獎。17昔日的饑餓與今天的豐收景象形成鮮明的對照2005年世界糧食計劃署總干事莫里斯提醒人們：截止到世界糧食日（10月16日），全世界已有6,241,512人死于饑餓和饑餓引起的疾病。18化學(xué)農(nóng)藥在防治病蟲害，保護人類生存環(huán)境中發(fā)揮重要作用。19埃及上空的蝗蟲印尼的鼠害20近代建筑中，從建筑材料到室內(nèi)外的裝飾（如塑料壁紙、地板、家具以及各種化學(xué)涂料等）都離不開化學(xué)?；瘜W(xué)雖然造成了污染，但更造就繁榮、輝煌！化學(xué)為我們的社會堆砌出燦爛與輝煌！21新型高分子薄膜材料及其多層膜形成技術(shù)的研發(fā)成功，才使得舉世稱譽的“水立方”游泳館的設(shè)計得以實現(xiàn)，為2008年北京奧運會添彩。22InTransportation飛機、火車、輪船和汽車等重要交通運輸工具的制造上，離不開各種化學(xué)材料；在能源的合理使用上也離不開化學(xué)（如在如何提高燃料的燃燒效率，減少環(huán)境污染以及尋找新能源等）。23化學(xué)合成藥物的發(fā)展，使得許多不治之癥得以治愈，使人們的壽命延長了將近1倍，并大大改善了人類的生存質(zhì)量。24

美國的F—117A隱型戰(zhàn)斗機在海灣戰(zhàn)爭中有42架參戰(zhàn)，出動約1300架次，雖然只占整個戰(zhàn)爭總轟炸次數(shù)的2%，然而卻轟炸了戰(zhàn)略目標(biāo)清單中40%以上的目標(biāo)，而自身無一受損，這曾使世界震驚。

在對南聯(lián)盟的空襲中該飛機仍是主力。為什么伊拉克和南聯(lián)盟的防空系統(tǒng)對這些隱型飛機束手無策呢？

一個重要的原因是采用了隱身材料，其中多為納米材料。由于納米材料特有的結(jié)構(gòu)特點，使探測器得到的反射信號強度大大降低，使紅外探測器和雷達無法正確測定目標(biāo)位置。

25

很顯然：在過去的100多年里，化學(xué)，特別是合成化學(xué)的發(fā)展為人類的生存、生存質(zhì)量的改善做出了無法比擬的貢獻。

由此可見，化學(xué)合成技術(shù)的發(fā)展和完善是化學(xué)科學(xué)工作者在20世紀(jì)對人類做出的最大貢獻，也是在20世紀(jì)最偉大的科學(xué)技術(shù)進展26

化學(xué)與生物、環(huán)境、材料、新能源等的關(guān)系更加密切；化學(xué)對這些學(xué)科的支撐作用更加凸現(xiàn)。無論是尋找新能源，還是節(jié)能都離不開化學(xué)。

化學(xué)電源將是21世紀(jì)的重要能源之一。而其中的Ni-H電池更被譽為綠色電池，不象Cd-Ni等電池會給環(huán)境造成污染。27

生命過程總是伴隨著各種各樣的化學(xué)反應(yīng)，因此生命科學(xué)離不開化學(xué)。

正常人的血液應(yīng)是弱堿性，pH在7.35～7.45之間。為了保持堿性體系，必須注意均衡膳食。如果由于偏食而引起血液發(fā)生了酸化，人體就會表現(xiàn)出手足冰涼，易患感冒，或老傷口遲遲不能愈合等，還會影響大腦和神經(jīng)功能，使記憶減退、思維能力下降，進而出現(xiàn)神經(jīng)衰弱等。28上游科學(xué)：數(shù)學(xué)、物理（特點：研究對象簡單；研究深度很深）中游科學(xué)：化學(xué)等（特點：研究對象比較復(fù)雜；體系比較系統(tǒng)、嚴(yán)密）下游學(xué)科：生物、材料、地學(xué)、環(huán)境、天文等（特點：研究對象復(fù)雜；體系尚不夠系統(tǒng)、完善；經(jīng)驗型的描述多）

化學(xué)是承上啟下的中心科學(xué)29化學(xué)學(xué)科的聲譽在惡化30

化學(xué)工業(yè)的發(fā)展對環(huán)境帶來污染，給人類帶來很大危害。但治理污染同樣離不開化學(xué)。發(fā)生在日本的“水俁病”，是環(huán)境污染的典型事例?！八畟R病”是甲基汞中毒，使中樞神經(jīng)系統(tǒng)受到損害。這種危害甚至危及貓，狗，出現(xiàn)瘋貓，瘋狗。近年來發(fā)展起來的綠色化學(xué)，將從根本上消除化工生產(chǎn)給環(huán)境帶來的污染。31綠色化學(xué)（GreenChemistry）從科學(xué)觀點看——化學(xué)學(xué)科的源頭創(chuàng)新從環(huán)境觀點看——從源頭上消除污染從經(jīng)濟觀點看——合理利用資源和能源，降低生產(chǎn)成本環(huán)境治理的歷史回顧★20世紀(jì)40～50年代——稀釋廢物★20世紀(jì)60～70年代——廢物后處理★20世紀(jì)90年代以后——從源頭消除污染源符合經(jīng)濟和社會可持續(xù)發(fā)展的要求傳統(tǒng)化學(xué)不曾有的新理念不斷產(chǎn)生

很顯然，當(dāng)今的化學(xué)與傳統(tǒng)概念中的化學(xué)已經(jīng)很不相同

。32Angew.Chem.Int.Ed.2004,43,3632-3641Chemistryisn’teverything,buteverythingisnothingwithoutchemistry化學(xué)不能代替一切，但沒有化學(xué)肯定沒有一切Chemistryisthefuture,andnofuturewithoutchemistry化學(xué)就是未來，沒有化學(xué)就沒有未來332008年12月31日，第63屆聯(lián)大通過決議，將2011年定為InternationalYearofChemistry。彰顯化學(xué)對于知識進步、環(huán)境保護和經(jīng)濟發(fā)展的重要貢獻?；瘜W(xué)在開發(fā)可替代能源、養(yǎng)活全世界日益增多的人口方面將起到主要作用。增加公眾對于化學(xué)的欣賞和了解，提高年輕人對于科學(xué)的興趣，培養(yǎng)對于化學(xué)未來發(fā)展的熱情。2011年為“國際化學(xué)年”34現(xiàn)代高新技術(shù)的發(fā)展離不開化學(xué)化學(xué)是解決食物短缺問題的主要學(xué)科之一化學(xué)在能源和資源合理開發(fā)和高效安全利用中起關(guān)鍵作用化學(xué)繼續(xù)推動材料科學(xué)發(fā)展化學(xué)是提高人類生存質(zhì)量和生存安全的有效保障五、為什么學(xué)習(xí)大學(xué)化學(xué)？35化學(xué)是新型人才知識體系的重要組成部分五、為什么學(xué)習(xí)大學(xué)化學(xué)？36熟練的化學(xué)基本計算能力化學(xué)實驗操作能力自主學(xué)習(xí)能力科學(xué)思維方法運用化學(xué)解決實際問題能力創(chuàng)新思維和創(chuàng)新能力37大學(xué)與中學(xué)的不同：課程多講課節(jié)奏快自習(xí)時間多老師管的少“要我學(xué)”“我要學(xué)”六、如何學(xué)好大學(xué)化學(xué)？3838

“我們（科學(xué)工作者）所能擁有的最美好經(jīng)歷就是：世界是如此神奇和不可思議。這種情感是一切真正藝術(shù)和真正科學(xué)的搖籃?！?---愛因斯坦興趣：對未知世界的強烈興趣六、如何學(xué)好大學(xué)化學(xué)？39391主動學(xué)習(xí)2預(yù)習(xí)和復(fù)習(xí)3聽好每一堂課（事半功倍）4課后練習(xí)5有效地管理個人時間6認真準(zhǔn)備考試六、如何學(xué)好大學(xué)化學(xué)？40基本要求學(xué)時：32（理論）+8（實驗）考試：筆試（75%）+實驗（25%）平時：作業(yè)、回答問題、課程小論文七、關(guān)于大學(xué)化學(xué)？41本課程的內(nèi)容可分為三部分：1、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)等；2、應(yīng)用化學(xué)，化學(xué)與環(huán)境、能源、材料、生命和信息的關(guān)系等；3、實驗化學(xué)，主要是理論和性質(zhì)的驗證，重要數(shù)據(jù)的測定，應(yīng)用化學(xué)實驗的設(shè)計等，并訓(xùn)練實驗基本操作和現(xiàn)代儀器的使用等。

七、關(guān)于大學(xué)化學(xué)？42大學(xué)化學(xué)實驗實驗一：醋酸離解度和離解常數(shù)的測定（驗證）弱酸解離、酸度計、電導(dǎo)率儀的使用實驗二：磺基水楊酸鐵配合物的組成及穩(wěn)定常數(shù)的測定（驗證）配位化合物組成、分光光度計的使用實驗三：蛋殼中碳酸鈣含量的測定（綜合）滴定操作、酸堿滴定相關(guān)計算實驗四：純水的制備與檢驗（設(shè)計）蒸餾裝置、離子交換裝置的使用，酸度計、電導(dǎo)率儀的使用。43[1]張煒．大學(xué)化學(xué)．北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2008[2]陳林根．工程化學(xué)基礎(chǔ)．北京：高等教育出版社，2005[3]劉祥萱，王煊軍．工程化學(xué)學(xué)習(xí)指導(dǎo)．北京：科學(xué)出版社，2003[4]大連理工大學(xué)普通化學(xué)教研組．大學(xué)普通化學(xué)．大連：大連理工大學(xué)出版社，2007[5]天津大學(xué)無機教研室.大學(xué)化學(xué)，天津大學(xué)出版社，1994

參考書目441021040102110-1710-3610-9

物質(zhì)就其大小而言，大致可分為微觀、宏觀和宇觀三個層次，每個層次又可分為無數(shù)個亞層次。八、物質(zhì)的層次451、氣體氣體特征：氣體分子間距離大，分子間作用力弱，具有明顯的壓縮性和無限膨脹性；具有良好的擴散性和滲透性。

理想氣體狀態(tài)方程：理想氣體是一種假想的模型，氣體分子只有位置不占體積，分子間沒有相互作用力。

壓力很小，溫度較高時，實際氣體可以近似看作理想氣體八、物質(zhì)的聚集狀態(tài)46混合氣體分壓定律（道爾頓分壓定律）：混合氣體的總壓等于混合氣體各組分氣體的分壓之和?；旌蠚怏w中某組分的分壓（pi）等于該組分的摩爾分數(shù)與混合氣體總壓（V）的乘積。47恒溫下，將2mol的N2和1mol的O2混合，混合氣體總壓為300kPa，求各組分氣體的分壓。計算各組分摩爾分數(shù)：計算各組分分壓：48實際氣體狀態(tài)方程：高壓、低溫下實際氣體與理想氣體行為差別較大，理想氣體狀態(tài)方程不再適用，須作相應(yīng)修正。體積項：對實際氣體，當(dāng)壓力較高時，分子自身所占體積不能忽略。設(shè)每摩爾氣體分子自身所占體積的修正值為b，對于n摩爾氣體，狀態(tài)方程中體積項應(yīng)修正為：壓力項：實際氣體處于高壓時，容器內(nèi)部分子受到周圍引力是均的，可以相互抵消；靠近器壁表面的分子所受引力不均勻，其受到內(nèi)層分子的吸引力產(chǎn)生一種向內(nèi)的壓力p內(nèi)，使得對器壁產(chǎn)生的壓力小于理想氣體，狀態(tài)方程中壓力項應(yīng)修正為：p+p內(nèi)492、液體液體：性狀介于固體和氣體之間502、液體液體的特征：分子間距離小，分子間作用力大，運動自由度小于氣體，微觀結(jié)構(gòu)“短程有序，長程無序”，宏觀上各向同性，具有流動性、黏度、表面張力。液體的氣化：液體轉(zhuǎn)變?yōu)闅怏w的過程稱液體的氣化，有蒸發(fā)和沸騰兩種形式。液體的蒸汽壓51蒸發(fā)與蒸氣壓：密閉容器中，液體蒸發(fā)與蒸汽凝聚的速率相等時，達到動態(tài)平衡，此時的蒸汽壓力稱飽和蒸汽壓，簡稱蒸氣壓。蒸發(fā)動畫液體蒸氣壓測定裝置

飽和蒸氣壓：宏觀上看，蒸氣的密度不再增加，此時，與液體處于動態(tài)平衡的氣體叫飽和蒸氣，壓力叫飽和蒸氣壓。飽和蒸氣壓

與氣體體積無關(guān)，與液相的量無關(guān)；與氣體的種類有關(guān)，與溫度有關(guān)。52沸騰與沸點：溫度升高，液體蒸汽壓增大，當(dāng)溫度升至蒸汽壓等于外壓時，液體沸騰，此時的溫度即為液體的沸點。液體的沸點僅與外界壓力有關(guān)。凝固與凝固點：當(dāng)液體溫度降至一定值時，分子的動能足夠低，分子間引力足以把分子固定在相對固定的位置上，液體開始變成固體，此過程稱為液體的凝固，此時的溫度稱為該物質(zhì)的凝固點。5353液體的表面張力

液體內(nèi)部分子所受的力可以彼此抵銷，但表面分子受到體相分子的拉力大，受到氣相分子的拉力小(因為氣相密度低)，所以表面分子受到被拉入液相的作用力，這種作用力就稱為表面張力。液體表面常顯示出自動收縮的現(xiàn)象543、固體固體特征：分子間距離最短，分子間作用力最強，具有一定體積和形狀，不隨容器的變化而變化，具有剛性和不可壓縮性。晶體非晶體固體內(nèi)部粒子有序排列固體內(nèi)部粒子排列無序有固定的幾何形狀沒有固定的幾何形狀有固定的熔點無固定的熔點各向異性各向同性晶體與非晶體的比較55在高溫、激光或電磁場等作用下，氣體分子電離產(chǎn)生大量的帶電粒子