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大学化学第一章绪论No1.1化学研究的对象[WhatIsChemistry]化学研究的对象自然界的一切物质，大至天体，星球，小至生物、原子,无论有生命还是无生命的，都是由各种化学元素组成的，不同的物质具有不同的组成和结构，因而又不同的性质。化学是一门在原子分子上研究物质的组成,结构，性能，应用以及物质相互之间转化规律的科学。No1.2化学的分支学科[TheOffsetScienceOfChemistry]化学科学的迅速发展,表现为化学研究的深度和广度不断扩大,化学知识的大量积累,信息传播和处理技术的高度发展,物资结构新的层次,新的研究领域不断被开拓出来.在化学向纵深发展的同时,又向横的方向扩展,在与其他自然科学学科相互联系,相互渗透的基础上,形成了众多的化学分支科学.1、无机化学（InorganicChemistry）2、分析化学（AnalyticalChemistry）3、有机化学(OrganicChemistry)4、物理化学（PhysicalChemistry）5、高分子化学（PolymersChemistry）6、放射化学（Radiochemistry）1,无机化学是一门研究无机物质[一般指除了炭以外的化学元素及化合物的组成、结构、性质变化、制备及相关理论和应用的科学。现代无机化学的主要分支学科有元素化学（ElementalChemistry）、配位化学（CoordinationChemistry）、同位素化学（IsotopeChemistry）、无机固体化学（InorganicSolidChemistry）、无机分离化学（InorganicSeparateChemistry）、无机合成化学InorganicSynthesisChemistry]、物理分离化学（PhysicalInorganicChemistry）、生物无机化学（BiorganicChemistry）、金属有机（OrganoMet.Chemistry）等。2.分析化学是研究物质化学组分和化学结构的方法及其有关理论的一门学科,分析化学按其分析方法分为化学分析和仪器分析;按其分析要求分为成分分析,定量分析和结构分析;按其分析对象分为无机分析和有机分析;按分析试样量多少,可分为常量分析,半微量分析,微量分析和衡量分析。分析化学的重要分支学科有:定性分析[QualitativeAnalysis],重量分析（Gravimetry）、电化学分析（ElectrochenicalAnalysis）光谱分析（SpectroscopuAnalusis）、波谱分析（WaveSpectrumAnalysis）、质谱分析（MassSpectroscopyAnalusis）、热谱分析（HeatSpectrumAnalysis）、色谱分析（Chromatography）光度分析（AbsorptionSpectroscopu－Analusos）、放射分析（Radiometry）、状态分析和物相分析（StateAnalysisAndPhaseAnalysis）、化学计量学（Chemonetrics）等。3、有机化学是碳化合物的化学或碳氢化合物及其衍生物的化学,是有机物的结构性质、合成及其有关理论的科学。有机化学的重要分支有元素有机化学（ElementOrganicChemistry）、天然有机化学（OranicChemistryOfNaturalProducts）、有机固体化学（OrganicSolidChemistry）、有机合成化学（OrganicSynthesisChemistry）、有机光化学（OrganicPhotochemistry）、物理有机化学（PhysicalOrganicChemistry）、生物有机化学（BiorganicChemstry）、立体化学（Stereochemistry）、理论有机化学（TheoreticalOrganicChemistry）和有机分析化学（OrnagicAnalyticalChemistry）。4、物理化学由化学热力学、化学动力学和结构化学（物质结构）三部分组成。化学热力学研究化学反应中能量的转化以及化学反应的方向和限度。化学动力学研究化学反应进行的速度以及化学反应中的机理。而结构化学则是一量子力学为基础研究原子、分子、晶体内部的结构以及物质性质的关系。物理化学的重要分支学科有：化学热力学（ChemicalThermodynamics）、化学动力学（ChemistryDynamics）、结构化学（StructuralChemistry）、量子化学（QuantumChemistry）、胶体与界面化学（ColloidalandSurfaceChemistry）、催化学（CatalyzingChemistry）、热化学（Thermochemistry）、光化学（Photochemistry）电化学[Photochemistry],磁化学（MagnetoChenistry）,高能化学（HighEnergyChemistry），计算化学（CalculationalChemistry）,晶体化学（CrystalChemistry）等。5、高分子化学是以高分子化合物为研究对象的科学，包括高分子化合物的合成方法，反应机理，反应热力学，反应动力学，高分子化合物改行，高分子化合物材料的加工成型以及高分子化合物的应用。高分子化学的重要分支学科有：无机高分子化学（InorganicPolymersChemistry）,天然高分子化学（NaturalPolymersChemistry)，功能高分子(FunctionalPolymers),高分子合成化学(PolymersSynthesisChemistry)，高分子物理化学（PhysicalChemistryOfPolymers）,高分子光化学（PolymerPhotochemistry）等。6、放射化学是研究物质和原子核转变规律的科学，放射化学使用化学或化学与物理相结合的方法，研究放射性物质的制备、分离纯化和鉴定，研究核素和原子核转变产物的行为和化学性质；研究放射性示踪原子在化学中的应用；研究将化学技术用于核科学的径途；研究放射性物质在科学技术和社会生产各个领域中的应用等。放射化学的分支学科有：放射性元素化学（RadioelementChemistry）、核化学（NuclearChemistry）、放射性同位素化学（RadioisotopeChemistry）、反应堆化学（Reactorchemistry）、核燃料化学（NuclearFuelChemistry）、聚变化（FusionChemistry）、裂变化学（FissionChemistry）、环境发射化学（EnvironmentalRadiochemistry）等。普通化学（generalchemistry）是一门现代化学概论课程。通过化学反应基本规律和物质结构理论的学习，使学生了解当代化学学科的概貌，能运用化学的理论、方法、观点审视人们关注的环境、能源、材料、生命和健康等社会热点问题，了解化学对人类社会的作用和贡献。对工科专业，着重把化学理论、方法与工程技术的观点结合起来，用化学的观点分析工程技术中的化学问题。本课程的内容可分为三部分：1、理论化学，包括化学热力学、化学动力学和物质结构基础；2、基本知识和应用化学，包括单质和化合物的知识，化学与环境、能源、材料、生命和健康等；3、实验化学，主要是理论和性质的验证，重要数据的测定，应用化学实验的设计等，并训练实验基本操作和现代仪器的使用等。No1.3化学的功能（FunctionOfChemistry）1、化学在现代科学技术发展中的地位化学在世界科学发展中起着十分重要的作用。我国中科院士，有机化学家戴立信教授曾指出:“化学是一门中心科学,化学是一门有用的科学,化学是一门创造性的科学。”80年代初，著名化学家，美国总统科学顾问皮井廉一（kenichifujui）曾说:“在古老的物理学－化学－生物学的排序中，化学是注定是中心位置的占有者。美国T.ATEX大学化学系教授福克斯（M.A.Fox）在1994年第13届国际化学教育会议指出：”化学是中心科学，化学在发展过程中使相关学科有了新的发现。”在长期的发展中，化学学科与其他自然科学之间互相影响。互相渗透，互相综合，不但推动了化学研究和化学理论的发展，也促进和推动了其他自然科学的学科如数学，物理学、生物学、天文学、地质学、材料科学等的发展。2、化学在社会经济发展中的作用化学对人类社会发展作出的贡献是多方面的和全方位的，从人类的衣食住行到高科技发展的各个领域，到处留下了化学研究的足迹，享受着化学发展的成果，特别是即将进入21世纪，人类社会面临着资源、能源、材料、环境等众多问题的挑战，给化学的进步提供了广阔的天地，即在发展新材料学，性能源与可在生能源科学技术，生命科学技术，信息科学技术及有益于环境的高新技术中，化学工作者都将能发挥十分重要的工作。No1．4如何学好化学基础（HowToStudyTheBaseOfChemistry）我国著名科学家戴安邦教授指出：化学教育既要传授化学知识与技能，更要训练科学方法和思维，还要培养科学精神和品德。总的要做到从以下几点：（一）要学好基本功，基本概念和基本知识。（二）要重视能力的训练培养;（三）要加强全面的科学素养。（四）提高课堂效率：1、课前预习，浏览一遍今天老师要讲什么，在心理上有个准备；2、课堂上，准备一笔记本，注意听记，这是提高听课效率确保不走神，能跟上讲课思路的最佳方法；其二，笔记内容为课后复习以及期末的复习重要依据；3、下课时，请静坐1分钟时间，回顾一下本节课讲了什么；4、课后复习总结，包括做习题、看参考书等，希望对每一单元以自己的方法、思路能总结一页，期末时只要看自己的总结就能复习全书。第1章热化学与能源•§1.1反应热一、热力学中几个基本概念1.体系和环境:热力学中研究的对象为体系,称体系以外的其他部分为环境.2.状态和状态函数3.过程和途径可逆过程4.化学计量数和反应进度N2(g)＋3H2(g)＝2NH3(g)•各计量数(N2)=-1(H2)=-3(NH3)=2•反应进度，单位是mol如上述反应消耗了1.5molN24.5molH2生成了3mol的NH3则该反应进度为＝-1.5mol/-1=-4.5mol/-3=3mol/2=1.5mol•注意：对不同反应式有不同的进度；如同样反应消耗1.5molN2对上述反应进度为1.5mol，但对于•下式反应1/2N2(g)＋3/2H2(g)＝NH3(g)反应进度为3mol反应热的测量，•Q或q表示热量，单位用J（焦耳）、kJ(千焦)系统放出热量，则q为负值；系统吸收环境的热量，则q为正值•装置图P12图1.2一般用已知燃烧热的样品测试量热计的热容C：q(已知)＝-CTC含水的总热容和仪器的热容q(未知)＝-CT‘§1.2反应热理论计算•一、热力学第一定律1、能量守恒定律2、焓的定义3、qv与qp差别4、反应热的表示5、盖斯定律•二、标准摩尔生成焓在温度T、标准压力p（100kPa））下，由稳定单质生成1mol某物质时，所产生的反应热就叫该物质的标准摩尔生成热，单位：kJ.mol-1，符号fHm•注：稳定单质？对于存在多种单质形式的有特指，如磷指白磷，碳指石墨等。该温度、压力下的稳定状态：如书中数据常是标准压力、298K的数据。该条件下氯的稳定状态是Cl2（g），而不是Cl2（l）;溴是Br2（l），而不是Br2（g）;碘是I2（s），而不是I2（l）;H2(g)+1/2O2(g)H2O(g)Hm(298.15)=-241.82KJ.mol-1fHmC(s)+O2(g)CO2(g)fHm(g,CO2)=-393.52H2(g)+O2(g)2H2O(g)Hm(298.15)=-483.64kJ.mol-1H2(g)+1/2O2(g)2H2O(l)fH