文档介绍：工程化学电子教案
山东大学化学与化工学院
魏云鹤
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8/2/2017
前言
工程化学课程的性质
化学是研究物质的组成、结构、性质及其变化规律的学科。
工程化学是化学与工程技术间的桥梁。它将现代化学的基本知识、基本原理和基本方法与工程实际相结合,努力培养学生的化学观点,为培养知识结构全面的高素质人才打下基础。是部分工科专业必修的一门基础课。
8/2/2017
学习工程化学的目的
学科交叉的需要
知识结构的需要
后续课程的需要
怎样学好工程化学
简单预习认真听课及时复习完成作业
阶段总结积极提问做好实验复习迎考
真正做到战略上藐视战术上重视而不是相反
8/2/2017
第一章化学反应基本原理
本章要解决的问题:
化学热力学
在给定条件下,某化学反应能否自动进行?
若能自动进行,则进行到什么程度为止?
反应完成后是吸热还是放热?该热量是多少?
若利用化学能做有用功,则最多能做多少有用功?
化学动力学
一个化学反应是怎样发生的?经历那些具体步骤?
化学反应进行的速度如何?受哪些因素影响?
8/2/2017
第一节化学反应的热效应
一、基本概念和基本知识
1、系统和环境
人们研究的对象称为系统,系统以外与系统有关的部分称为环境。
常见系统有三种:
敞开系统:既有物质交换又有能量交换
密闭系统:无物质交换但有能量交换
孤立系统:既无物质交换又无能量交换
化学反应系统一般为密闭系统。
8/2/2017
系统和环境举例:
绝热壁
孤立系统
水
水蒸气
密闭系统
系统与环境之间有实际的或想象的界面
敞开系统
8/2/2017
2、状态和状态函数
系统的状态是指系统物理性质和化学性质的综合表现。
描述状态的物理量称为状态性质,如T、p、V、n以及后面将要介绍的U、H、S 和G等。由于各状态性质互呈函数关系,如理想气体状态方程pV=nRT,所以,状态性质又叫做状态函数。
当系统的状态确定时,各状态性质皆有确定值;当状态发生变化时,状态性质亦随之改变。
状态函数的变化值仅取决于系统的始态和终态而与变化的途径无关。
8/2/2017
3、内能(热力学能)
系统内部各种能量的总和称为内能,也称作热力学能,符号U,单位J或kJ。
内能包括系统内部的分子平动能、转动能、振动能,分子间势能,原子间键能,电子运动能和核能等,但不包括系统整体的动能和势能。
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内能是状态函数,状态确定时,内能具有确定值。由于内能的组成极为复杂,这个确定值目前还无法测知,但只要系统的始、终态确定,内能的变化值ΔU=U2-U1可以精确测定。
在热力学中, 重要的不是内能的绝对值而是它的变化值ΔU 。
若ΔU>0,则 U2>U1, 意味着系统的内能增加; 反之,若ΔU<0,则U2<U1,系统的内能降低。
8/2/2017
4、热和功
热和功是系统与环境之间能量交换的两种形式。
热是指系统和环境之间由于温度差存在而传递的能量,符号 Q,单位 J 或 kJ。习惯上,系统吸热Q为正值,放热Q为负值。
功是指除热以外,系统与环境之间以其它所有方式交换的能量,如体积功、电功等。功的符号为W,单位J或kJ。习惯上,环境向系统作功W为正值,系统向环境做功W为负值。
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