人民卫生出版社第7版《基础化学》第一章

第一章绪论Introduction内容提要1.基础化学课程的地位和作用2.我国的法定计量单位3.溶液的组成标度①物质的量②物质的量浓度③摩尔分数和质量摩尔浓度④摩尔分数⑤质量摩尔浓度教学基本要求•掌握物质的量、物质的量浓度、摩尔分数和质量摩尔浓度的定义、表示方法及计算。•熟悉SI单位制和我国法定计量单位。•了解基础化学课程的地位和作用。第一节基础化学课程的地位和作用教材及配套教材第一节基础化学课程的地位和作用一．化学：在原子-分子层次上研究物质的组成、结构、性质及其变化规律的科学。实物：具有静止质量，物质化学的研究对象。场：没有静止质量，不属于化学的研究对象。第一节基础化学课程的地位和作用•物质的例子实物(substance)：星球汽车分子场(field)：无线电波（电磁场）光子第一节基础化学课程的地位和作用•化学研究的例子反应：H2(g)+I2(g)2HI(g)机理：I2(g)2I(g)（快）2I(g)+H2(g)2HI(g)（慢）第一节基础化学课程的地位和作用二．化学的分类第一节基础化学课程的地位和作用三．化学是一门中心学科第一节基础化学课程的地位和作用四．化学和医学、药学的关系OCCCCHOCH2HOHHHOHHH脱氧核糖deoxyriboseOCCCCHOCHHOHHOHH碱基POOOOOCCCCHOCHHOHHOHH碱基POOOONNNHNNHHNNHOOHHNNNHNONNNHNOHHHHH腺嘌呤胸腺嘧啶胞核嘧啶鸟嘌呤adenineguaninecytosinethymine第一节基础化学课程的地位和作用五．什么是基础化学基础化学溶液化学反应的能量、速率、电化学物质结构化学分析酸碱、电解质、渗透压、胶体（生理、病理基础）反应的自发性、平衡、速率、机理，电位（生理、病理、药理基础）原子、分子、配合物（有机分子、生物分子基础）化学和仪器分析方法（临床分析和实验技能基础）第一节基础化学课程的地位和作用六．怎样学好基础化学基础化学第二节我国的法定计量单位一．国际单位制•1960年第11届国际计量大会（CGPM）以六个基本单位为基础命名“国际单位制”（leSystèmeInternationald’Unités，缩写为SI），1971年第14届CGPM增加第7个基本单位摩尔。第二节我国的法定计量单位一．国际单位制1.组成SI基本单位SI单位SI单位SI导出单位SI倍数单位第二节我国的法定计量单位一．国际单位制2.SI基本单位量的名称单位符号长度米m质量千克kg时间秒s电流安[培]A热力学温度开[尔文]K物质的量摩[尔]mol发光强度坎[德拉]cd第二节我国的法定计量单位一．国际单位制•SI长度单位—米（meter）“米”定义为真空中1/299792458秒时间光行距离。氢原子的半径是53×10-12m(53pm)表9-4给出37pm？第二节我国的法定计量单位一．国际单位制•SI质量单位—千克（kilogram）国际标准千克用铂-铱合金制造，保存在位于法国的国际标准局。第二节我国的法定计量单位一．国际单位制•SI时间单位—秒（second）1秒定义为气态铯原子吸收微波辐射9192631770次振荡的时间。铯原子钟第二节我国的法定计量单位一．国际单位制•SI热力学温度单位—开[尔文]（kelvin）常压下水的冰点是0℃，热力学温度和摄氏温度的关系是：T/K=T/℃+273.15温度计第二节我国的法定计量单位一．国际单位制3.一些SI导出单位量的名称单位符号用SI基本单位表示力，重力牛[顿]N1N=1kg·m/s2压力，压强帕[斯卡]Pa1Pa=1N/m2能，功，热量焦[耳]J1J=1N·m电荷[量]库[仑]C1C=1A·s电动势，电位伏[特]V1V=1W/A摄氏温度摄氏度℃T/K=T/℃+273.15第二节我国的法定计量单位一．国际单位制4.部分SI词头（常用8个）因数词头名称符号因数词头名称符号1018exa艾[克萨]E10-1deci分d1015peta拍[它]P10-2centi厘c1012tera太[拉]T10-3milli毫m109giga吉[咖]G10-6micro微μ106mega兆M10-9nano纳[诺]n103kilo千k10-12pico皮[可]p102hecto百h10-15femto飞[姆托]f10deka十da10-18atto阿[托]a第二节我国的法定计量单位二．我国的法定计量单位•一切属于国际单位制的单位都是我国的法定计量单位。可与SI单位并用的法定计量单位量的名称单位符号时间分时日minhd体积升l、L能电子伏eV第三节溶液的组成标度一．物质的量(amountofsubstance)1.定义摩尔是一系统的物质的量，该系统中所包含的基本单元(elementaryentity)数与0.012kg碳12的原子数目相等。在使用摩尔时，基本单元应予指明，可以是原子、分子、离子、电子及其他粒子，或这些粒子的特定组合。第三节溶液的组成标度一．物质的量2.意义•物质的量是表示物质数量的基本物理量。•1mol物质的基本单元的数目是阿伏加德罗常数(Avogadroconstant)的数值：6.0221367±0.0000036)×1023•阿伏加德罗常数：L=(6.0221367±0.0000036)×1023mol-1，单位mol-1。这个数的精确程度随测量技术水平提高而提高。第三节溶液的组成标度一．物质的量2.意义•摩尔的定义是绝对定义，不随测量技术而改变。•12g12C的原子数目是阿伏加德罗常数的数值。•只要B的基本单元数目与0.012kg12C的原子数目一样多，就是1mol。1molC第三节溶液的组成标度一．物质的量3.mol的用法•mol是物质数量的计量单位，说1mol物质B[6.0221367±0.0000036)×1023个基本单元]，类似于说1打鸡蛋（12只）、1罗铅笔（144支）。1打鸡蛋1罗铅笔第三节溶液的组成标度一．物质的量3.mol的用法•“物质的量”是整体名词，不能拆开。•使用mol时必须同时指明基本单元。物质的量的符号是nB，指物质B的物质的量；对于具体物质，应将基本单元表示在括号内，如n(Na2CO3)=0.5mol•基本单元应该用粒子符号、物质的化学式或它们的特定组合表示。如H、H2、H2O、1/2H2O、1/2SO42-、(2H2+O2)等。第三节溶液的组成标度?问题：1mol物质有多少•1mol水能一口喝下，宇宙中的星球约1/10mol，算算直径1cm的小球排满我国9.6×106km2陆地会有多厚？第三节溶液的组成标度一．物质的量(amountofsubstance)4.摩尔质量(molarmass)和物质的量的计算•物质B的摩尔质量MB定义为B的质量mB除以B的物质的量nB，即：•单位kg·mol-1。以g·mol-1为单位，原子MB的数值等于其Ar，分子MB的数值等于其Mr。BBdefBnmM第三节溶液的组成标度例0.53gNa2CO3的物质的量是多少？运用摩尔质量的定义式可以方便地计算MB、mB和nB。解mol0050.0mol106gg53.0)CONa()CONa()CONa(1-323232MmnBBdefBnmM第三节溶液的组成标度二．物质的量浓度1.定义•溶液的物质的量浓度(amount-of-substanceconcentration)定义为溶质B的物质的量nB除以溶液的体积V，即：单位mol·L-1，浓度很小时可用mmol·L-1。cB可简称为浓度(concentration)。VncBdefB第三节溶液的组成标度二．物质的量浓度2.cB的用法•使用cB时必须指明基本单元。对于具体物质，应将基本单元表示在括号内，如c(1/2Ca2+)=4mmol·L-1•未知相对分子质量的物质B可用质量浓度ρB(massconcentration)表示，单位为kg·L-1，定义是VmBdefB第三节溶液的组成标度例正常人血浆中每100mL含Na+326mg、HCO3-164.7mg、Ca2+10mg，它们的物质的量浓度(单位mmol·L-1)各为多少？解11-Lmmol1421mol1000mmol1L1000mL1000mg1g100mL1molg0.23mg326)(Nac11-Lmmol0.271mol1000mmol1L1000mL1000mg1g100mL1molg0.6164.7mg1)(HCO3c11-2Lmmol5.21mol1000mmol1L1000mL1000mg1g100mL1molg400mg1)(Cac第三节溶液的组成标度例市售浓硫酸密度为1.84kg·L-1，H2SO4的质量分数为96%，计算物质的量浓度c(H2SO4)和c(1/2H2SO4)，单位用mol·L-1。解H2SO4的摩尔质量为98g·mol-1,1/2H2SO4的摩尔质量为49g·mol-1。1-1--142Lmol181kg1000gmolg89100L1.84kg69)SOH(c1-1--142Lmol361kg1000gmolg49100L1.84kg69)SOH(c第三节溶液的组成标度三．摩尔分数和质量摩尔浓度1.摩尔分数(molefraction)•定义：B的物质的量与混合物的物质的量之比，符号为xB，单位是一。即：•显然，溶质B和溶剂A组成溶液，有xB=nB/(nA+nB)，xA=nA/(nA+nB)xA+xB=1AABdefBnnx第三节溶液的组成标度三．摩尔分数和质量摩尔浓度2.质量摩尔浓度(molality)•定义：溶质B的物质的量除以溶剂的质量，符号为bB，单位是mol·kg-1。即：•由于摩尔分数和质量摩尔浓度与温度无关，因此在物理化学中广为应用。ABdefBmnb第三节溶液的组成标度例将7.00g结晶草酸(H2C2O4·2H2O)溶于93.0g水中，求草酸的质量摩尔浓度b(H2C2O4)和摩尔分数x(H2C2O4)。解M(H2C2O4·2H2O)=126g·mol-1，而M(H2C2O4)=90.0g·mol-1,故7.00g结晶草酸中草酸的质量为g00.5mol26g1molg0.09g00.7)OCH(1--1422m第三节溶液的组成标度溶液中水的质量为m(H2O)=93.0g+(7.00-5.00)g=95.0g则g00.5mol26g1molg0.09g00.7)OCH(1--1422m0104.0)molg95.0g/18.0()mol0g(5.00g/90.molg5.00g/90.0)OCH(kgmol585.01kg1000g95.0gmol90.0gL1.84kg5.00g)OCH(1-1-1-4221-1--1422xb