工程化学

1工程化学授课学时：2×16=32实验学时：1×16=16授课教师盛草樱2实验预习与报告标题实验目的实验原理实验仪器及试剂实验内容3成绩计算平时作业（包括点名）：10%期中考试：10%期末考试：50%实验成绩：30%4绪论5学习内容全书共有绪论第一章物质的聚集状态第二章化学反应热效应与能源利用第三章化学反应的基本原理第四章溶液与离子平衡第五章电化学与金属腐蚀第六章物质结构基础6工程化学简介工程化学是在高中化学基础上的深入，大学普通化学与中学化学比较，具有理论化、抽象化、概念化、定量化的特点，兼具一定的描述性质。72.工程化学的基本概念1.系统与环境2.状态和状态函数3.过程和途径4.聚集态和相5.化学方程式的一般形式与反应进度8（1）系统与环境系统：研究的对象称为系统.环境：系统以外与系统有关的其他物质.例如，研究结晶硫酸铜的溶解过程时，可将结晶硫酸铜和水溶液作为系统，环境就是三角瓶及瓶外的周围物质。9系统与环境之间常进行着物质和能量的交换，根据交换情况的不同热力学系统通常分为三种类型：敞开系统：系统与环境之间既有物质的交换，又有能量的传递；封闭系统：系统与环境之间只有能量的传递，没有物质的交换；隔离系统：系统与环境之间既无物质的交换又无能量的传递。（孤立系统）10图0-1敞开系统图0-2封闭系统图0-3孤立系统11注意系统与环境的划分是人为的。因此，在不同的研究工作中系统与环境的范围是可以变化的。如上图中，若选取硫酸铜晶体作研究对象(系统)，则水、三角瓶及瓶外物质均为环境；若选取盛有硫酸铜溶液的整个三角瓶内的物质为研究对象(系统)，则只有三角瓶及瓶外物质才是环境。12（2）状态与状态函数在热力学中要描述一个宏观系统，必须给出它的一系列的性质，如温度、压力、体积、物质的量、组成等，这些物理性质和化学性质的总和就称为该系统的状态当这些性质都具有确定的值时，系统就处于一定的状态；当系统的某个性质发生变化时，系统的状态也就随之发生改变。这些用以确定系统状态的性质的物理量称为状态函数13例如，要描述CO2气体的状态，通常可用压力P、体积V、物质的量n和温度T来描述。当这些物理量(即性质)都确定后，CO2气体的状态也就被确定了；当这些量中的某个性质如压力P发生变化时，CO2气体的状态也就随之发生改变。可见，对气体来说，气体的压力P、体积V、物质的量n和温度T等都是状态函数。14状态函数按其性质可分为两类①容量性质：在一定条件下，这类性质的量值与系统中所含的物质的量成正比，具有加和性。即整个系统的容量性质是系统各个部分该性质数值的总和。如系统体积、质量。②强度性质：该性质不具有加和性。即它的数值与系统中的物质的数量无关，其数值取决于系统本身的特性。例如温度、粘度。15状态函数的特点系统的状态变化时，状态函数（Z）的变化量（Z）只决定于系统的始态和终态，而与变化的途径无关。即殊途同归16系统的状态函数之间有一定的关系。例如，理想气体系统，其状态函数：体积压力、温度、物质的量之间的关系可用理想气体方程式表述：pV=nRT若已知其体积、压力和温度，即可知其物质的量。17（3）过程与途径过程——系统的状态发生变化，从始态变到终态，则称系统经历了一个热力学过程，简称过程。常见过程有下列几种：(1)恒压过程——系统的变化过程中始态、终态和外界压强保持恒定不变。(2)恒温过程——将发生反应的系统保持在恒温状态之下的这种过程叫做恒温过程。(3)恒容过程——系统的始态和终态保持体积不变。18途径——系统由始态到终态的变化过程可以采取多种不同的方式。每一种具体方式称为一种途径。或将系统由始态到终态所经历的全部过程的总和称为途径。1920（4）聚集状态和相概念：相：系统中任何具有相同的物理性质和化学性质并与其它部分有明确界面分隔开来的任何均匀部分。只含一相的称为单相系统。21两相和两相以上的系统称为多相系统。22注意几点1.同一物质可因不同的聚集状态而形成不同的相。如：水、蒸汽、冰为不同的相。2.一个相并不一定是一种物质。3.如：空气或溶液。4.聚集状态相同的物质放在一起，并不一定是单相系统。如：水和油5.一般一种固体为一个相（固态溶液为一个相）