《工程化學基礎》第1章-自用版綜述

1《工程化學基礎》歡迎大家共同學習教材：《工程化學基礎》（第二版）編著：陳林根等出版：高等教育出版社主講人：謝玉群

Email:xieyuqun@xieyuqun@Tel:88910273（家）2第一章緒論1.了解化學學科的地位和作用。2.明確學習《工程化學基礎》的目的和要求。3.轉(zhuǎn)變觀念。4.掌握幾個概念:

原子結合態(tài)單元、介觀粒子、系統(tǒng)（敞開系統(tǒng)、封閉系統(tǒng)、孤立系統(tǒng)）和環(huán)境，聚集狀態(tài)和。反應進度、物質(zhì)的量。5.明確質(zhì)量守恒和能量變化。學習要求31.2

《工程化學基礎》的教學對象和目的①化學研究類,②化學品生產(chǎn)類,③非化學研究非化學品生產(chǎn)類。1.《工程化學基礎》是現(xiàn)實需要的產(chǎn)物大學本科化學教學的分類4一、課程簡介定位:高級科普、一碗餛飩教學對象:非化學研究、非化學品制造類的學生教材特色:以基礎理論為經(jīng)線，以工程應用為緯線，經(jīng)緯交織?；A理論點到為止,不多,不深,通俗應用實例少而精三要素課程文化要素民主要素智慧要素5課程理論1.活動課程2.結構課程3.三要素課程4.情意中心課程5.三支柱課程6使學生理解以下三個方面內(nèi)容:①物質(zhì)的組成無論多么復雜，它們最終都是由原子組成的；②原子是運動的、相互作用著的；電子的運動與光子有關。③物質(zhì)的性質(zhì)與物質(zhì)的結構有關，化學變化時能量與質(zhì)量緊密聯(lián)系，不可分割，能量是物質(zhì)存在的又一種表現(xiàn)形式。學習《工程化學基礎》的目的7其次,通過學習,加深對辨證唯物主義思想的理解,確立具體情況具體分析的觀點,破除形形色色的迷信觀念。第三,通過學習,要求學生在碰到相關的化學問題時有較好的理解能力,并能達到“簡單的問題自己解決,復雜的問題知道找誰解決”。8六章簡介1.編寫目的、教材特色,教學要求和建議2.物質(zhì)的組成、聚集狀態(tài)（宏觀性質(zhì)）3.現(xiàn)象與本質(zhì)的關系（微觀性質(zhì)）4.化學原理（熱力學、動力學）、能量轉(zhuǎn)化與利用5.化學原理的具體應用6.揭示矛盾,化解矛盾,樹立辨證唯物主義世界觀9(1)抓住關鍵,突出重點,透析基礎,與時俱進(2)對化學原理教學不求深入展開,只求通俗易懂。(3)對應用實例的教學不求多,只求精。(4)一定要根據(jù)自己認識思維習慣,未來需要和現(xiàn)在短缺,抓住重點理解難點。怎樣學習《工程化學基礎》10二、用理想引導行動大勢（努力奮斗）現(xiàn)實（庸人泛濫）與（超越現(xiàn)實）“另類”與“正?！钡谋孀C關系11氣體分子的能量分布示意圖E0EkT2能量OA2A1T1Ea平均能量活化能活化分子氣體分子運動論12成材1.性能可靠、經(jīng)久耐用、優(yōu)質(zhì)優(yōu)價2.文理兼重（意義和重要性）3.放眼量（10年,20年,30年,40年后）1302467(天)10080604020保持的百分數(shù)詩抽象詞無意義音節(jié)(艾賓浩斯)《心理學》盧家楣等主編p.130有意義的語義材料的遺忘曲線理性選擇選課、選教師、合理安排時間14科學的學習方法范疇論方法論自然科學人和物（具象）解剖、追問、求證社會科學人和社會關系（意象）觀察、體驗、思考特點價值論關聯(lián)論實證性（是非判斷）求真我、它思辯性（價值判斷）求善我、你15蘇格拉底認為最好的認識方式莫過于采用對話形式。真正的對話式教學中的對話,發(fā)生在對話雙方自由的探究中或自發(fā)的討論中,發(fā)生在對話雙方精神上真正的相互回應與相互碰撞中,發(fā)生在雙方認知視界的真正融合中。真誠對話培養(yǎng)學生形成對話理性,引導學生對話人生,理應成為教育的一種責任和追求。善聽善說有選擇地聽接受再現(xiàn)創(chuàng)造16對話在教育中的意義:“只有通過交流人類生活才有意義。只有通過學生的思考的真實性才能證明教師思考的真實性。教師不能為他的學生思考，也不能將他的思考強加于他們。真正的思考，即關于現(xiàn)實的思考，只能通過交流，不可能發(fā)生于孤立象牙塔之中?！爸挥幸笈行运伎嫉膶υ挘膊拍軐е屡行运伎?。沒有對話就沒有交流，而沒有交流就不會有真正的教育?！?7(a)對話意愿(b)愛。缺乏對世界與人的摯愛就不可能存在對話。“如果我不熱愛這個世界,不熱愛生活,不熱愛人,我就不可能進入對話?！?c)謙遜的態(tài)度(d)信任(e)希望,“沒有希望就不可能存在對話,絕望是一種沉默形式,是一種對世界的否定與逃避形式。(f)批判性思考,批判性思考與幼稚的思考形成鮮明的對照……對幼稚的思考者來說,重要的是適應規(guī)范化的‘今天’。對批判者來說,重要的是為了人的不斷的人性化對現(xiàn)實的不斷改造。對話必須具有的條件《當今世界教育思潮》p.25918宗法思想禮法思想（官本位,權威迷信）（禮貌崇拜）平庸氣世俗氣肅殺氣19知聲、知音、知樂“是故不知聲者,不可與言音,不知音者,不可與言樂。知樂則幾于禮矣”?！抖Y記.樂記》——“知聲而不知音者,禽獸也”?！皩徛曇灾簟笨鬃印卟蝗绾弥?好知者不如樂知者功利與審美功利——過濾作用審美——愉悅20化學研究的對象和內(nèi)容對象:實物，化學是在原子、分子層次上研究物質(zhì)的組成、結構、性質(zhì)及其變化規(guī)律的一門科學，它涉及存在于自然界的物質(zhì)（如礦物、空氣中的氣體、海洋里的水和鹽、動植物體內(nèi)的化學成分），內(nèi)容:化學運動，主要是物質(zhì)的組成、結構以及它們的性質(zhì)，其次是研究變化發(fā)生的一些外界條件。但最終還要對變化本身的規(guī)律進行研究，即反應能否發(fā)生，程度如何，有哪些影響因素等。同時也包含變化過程中的一些物理量的變化。1.范疇論三、什么是化學21任何自然科學的最終目標都是要為人類造福，使人類生活的更美好。(1)保證人類的生存，(2)提高人類的生活質(zhì)量，(3)延長人類的壽命。（舉例:使糧棉油增產(chǎn)、改善生活、合成藥物）研究目的:揭示自然規(guī)律、服務于人類2.價值論22準晶曾經(jīng)在理論上被反復證明了的晶體中不可能存在的五次軸,在1984年11月被Shechtman否定,文章報道,在急冷的Al-Mn合金中發(fā)現(xiàn)了二十面體相。我國郭可信等也同時獨立地在急冷(Ti1–x,Vx)2Ni合金(x=0.0~0.3)中發(fā)現(xiàn)二十面體相,并于1985年初發(fā)表。從文獻的報道來看,這些物質(zhì)內(nèi)部結構都具有嚴格的位置序,但不具有平移周期性,它們不是晶體而是一種準周期晶體,簡稱準晶體或準晶圖1-1準晶的晶體結構23獨角金草的克星——獨角金酮獨角金草是危害棉花的寄生草。它的種子可以在土壤中休眠幾年。只有當被寄生植物的根部釋放出一種特殊的化學物質(zhì)時才會發(fā)芽。然后這種寄生的雜草就會把根依附到棉株的根部,去大肆奪取本該屬于棉花的營養(yǎng)物質(zhì)?；瘜W信息物質(zhì)24蕓苔素交酯:(一種甾體結構化合物)據(jù)說美國科學家從油菜花上采集花粉的蜜蜂的腿上收集花粉，再從227kg花粉中，分離出15mg蕓苔素交酯，這是一種極其有效的植物激素，通過細胞分裂和增大，能成倍地加速糧食作物的生長?；瘜W家們已經(jīng)合成出一些類似的化合物，農(nóng)學家正在試驗。25年份已知化合物的數(shù)目190055萬種1945110萬種，大約45年翻一倍197023.7萬種，大約25年翻一倍1975414.8萬種1980593萬種，大約10年翻一倍1985785萬種19901057.6萬種，大約10年翻一倍1999超過2000萬種3.運行論化學的任務是認識世界、改造世界、創(chuàng)造新物質(zhì),以滿足人類對物質(zhì)的需求。20世紀新分子和新材料的增長情況26大量的事實都在說明一個道理,即人類對物質(zhì)世界的認識有其自身的局限性,今天的結論一旦到了明天就有可能變成謬誤。因此,我們應當自覺地運用唯物辯證法的基本原理指導我們的學習和實踐。對人類已有的知識既要虛心學習,又要有懷疑的勇氣；既要有繼承的能力,又要有打破常規(guī)、勇于創(chuàng)新的能力；繼承是前提,創(chuàng)新是目的；創(chuàng)新是教育的永恒主題,創(chuàng)新是人類進步的不竭動力。繼承與創(chuàng)新27第三，物質(zhì)世界一方面是可以被感知的；另一方面人類對物質(zhì)世界的認識又受到認識水平、實驗手段等主、客觀因素的制約。例如:早就存在于各種煙氣中的納米顆粒（如納米碳管），只是在高倍電子顯微鏡出現(xiàn)之后，人類才對它們的“廬山真面目”有所認識；認識受認識水平、實驗手段等主、客觀因素的制約28在學習工程化學時應當注重理論與實踐相結合,定性與定量相結合,二者不可偏廢。理論與實踐相結合,定性與定量相結合4.方法論經(jīng)驗形而上學科學29伽利略近代科學研究方法1.對自然現(xiàn)象進行觀察,總結出規(guī)律；2.提出理論假設,解釋實驗現(xiàn)象；3.利用數(shù)學和邏輯得到推論；4.對推論進行客觀、可重復、精確定量的實驗檢驗；5.修正理論及假設；6.實驗檢驗里及假設；……《物理學與人類文明》盛正卯,葉高翔編著p.14303132鑒定四種棉子象鼻蟲信息素,需要400萬只象鼻蟲和97kg糞便物。美洲蟑螂信息素。需要75000只雌蟑螂,花了30年時間,最后得到兩種化合物性誘劑0.2mg和0.02mg。33化學的發(fā)展、興盛也離不開其它學科的發(fā)展和技術進步。元素周期律的發(fā)現(xiàn),盧瑟福的原子結構模型以及薛定諤方程的建立等等,為化學的發(fā)展翻開了嶄新的一頁,計算機、微電子、激光等技術的進步為化學工作者探究物質(zhì)奧秘、進行分子設計和合成提供了更有力的技術支持,化學也因此獲得了前所未有的發(fā)展?；瘜W與其他學科之間的關系5.關聯(lián)論34六大分支學科（即化學的二級學科）:(1)無機化學:主要研究無機物的組成、結構、性質(zhì)和無機化學反應與過程；(2)有機化學:主要研究碳氫化合物及其衍生物的化學，也有人稱之為“碳的化學”；(3)高分子化學:主要研究高分子化合物的結構、性能與反應、合成方法、加工成型及應用的化學。(4)分析化學:主要是測量和表征物質(zhì)的組成和結構。(5)物理化學:主要研究所有物質(zhì)系統(tǒng)的化學行為的原理、規(guī)律和方法。(6)結構化學:研究物質(zhì)的原子和分子等結合態(tài)單元結構和性質(zhì)的關系及其應用?；瘜W的學科體系35與其它學科之間的交叉與滲透萌發(fā)出許多新的學科，例如:藥物化學、地球化學、環(huán)境化學、生物化學、材料化學等。由化學萌發(fā)出的新興學科36化學不僅是重要的基礎學科之一,它在物理、生物、環(huán)境、天文宇宙、地質(zhì)地理、材料等學科發(fā)展中起著不可替代的作用。它與我們的日常生活以及社會活動息息相關?；瘜W是重要的基礎學科之一37化學工業(yè)及化學品與生態(tài)危機人類在其創(chuàng)造活動中也帶來了不少人為的危害，如:廢水、廢氣、廢渣和噪聲、輻射的污染，臭氧層的破壞，資源的枯竭等等。要解決這些問題一方面要加強科學管理,依法治國,另一方面仍要依賴于化學科學和相應的技術進步。學術是中性的應用科學成果是有善惡之分的381.4一些基本概念一、物質(zhì)的層次物質(zhì)是客觀實在,是運動的,運動是物質(zhì)的基本屬性和存在形式。物質(zhì)分為實物和場（引力場、電磁場、弱場、強場）兩種基本形態(tài),就物質(zhì)的構造情況來看,其間可分為若干層次如微觀、宏觀和宇觀三個層次。39表1.1有關物質(zhì)層次的一些情況層次典型尺寸/m過渡尺寸/m實例理論脹觀1040？3×1030

宇觀1021銀河系廣義相對論3×1011太陽系宏觀102籃球場牛頓力學3×10–10原子，分子微觀10–17基本粒子量子力學3×10–27渺觀10–36超弦（？錢學森40二、系統(tǒng)和環(huán)境研究對象就稱為系統(tǒng)。系統(tǒng)以外與之直接聯(lián)系的部分,稱為環(huán)境。41有質(zhì)量和能量交換開放系統(tǒng)只有能量交換封閉系統(tǒng)無質(zhì)量和能量交換隔離系統(tǒng)三種熱力學系統(tǒng)系統(tǒng)可分為下述三類:燒杯試劑瓶保溫杯42AgFeN2,H2NH3銀片低熔合金鐵片爐膛支架燒結爐2NH3(g)N2(g)+3H2(g)絕熱層43三、聚集體和相物質(zhì)在一定的溫度和壓力條件下所處的相對穩(wěn)定的狀態(tài),稱物質(zhì)的聚集狀態(tài),簡稱物態(tài)。相:系統(tǒng)中任何化學組成均勻，物理和化學性質(zhì)都相同的，且可用機械方法分離出來的部分。相與相之間存在明顯的界面。44視頻素材:1，01相-實驗解說水乙醇氯化鈉四氯化碳硝酸銀碘化鉀試劑加入次序45四、質(zhì)量守恒和能量變化一般的化學反應方程式:pP

+

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yY

+

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pP

–

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+

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