工程化學(xué)電子教案(1)(編輯修改稿)
2025-02-14 01:11 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 、 執(zhí)行大綱的幾點(diǎn)說(shuō)明 教材中第六 、 七 、 八 、 九章內(nèi)容根據(jù)各專(zhuān)業(yè)具體情況由任課教師選講其中二章 。 緒 論 一、工程化學(xué)簡(jiǎn)介 1. 化學(xué)是研究物質(zhì)組成、結(jié)構(gòu)和性質(zhì)及其變化規(guī)律的科學(xué)。 2. 21世紀(jì)人類(lèi)最為關(guān)注的環(huán)境、能源、信息、材料和生命等問(wèn)題都與化學(xué)有密切的關(guān)系。 3. 化學(xué)學(xué)科是一門(mén)試驗(yàn)性很強(qiáng)的學(xué)科。 二、基本概念 1. 系統(tǒng)與環(huán)境 將某一物體的一部分從其它部分劃分出來(lái)，作為我們研究的對(duì)象，這一部分物體，我們稱(chēng)為 “ 系統(tǒng) ” 。系統(tǒng)以外的部分叫作 “ 環(huán)境 ” 。 （ 1）敞開(kāi)系統(tǒng)： 系統(tǒng)和環(huán)境之間既有物質(zhì)交換，又有能量交換。 （ 2）封閉系統(tǒng)： 系統(tǒng)和環(huán)境之間沒(méi)有物質(zhì)交換，只有能量交換。 （ 3）孤立系統(tǒng)： 系統(tǒng)和環(huán)境之間既沒(méi)有物質(zhì)交換，也沒(méi)有能量交換 。 2. 狀態(tài)和狀態(tài)函數(shù) 某一熱力學(xué)系統(tǒng)的狀態(tài)是系統(tǒng)的物理性質(zhì)和化學(xué)性質(zhì)的綜合表現(xiàn)。規(guī)定系統(tǒng)狀態(tài)的性質(zhì)的物理量稱(chēng)為狀態(tài)函數(shù)。 3. 過(guò)程和途徑 系統(tǒng)狀態(tài)所發(fā)生的一切變化我們稱(chēng)為 “ 過(guò)程 ” ，如 “ 恒溫過(guò)程 ” 、 “ 恒壓過(guò)程 ” 。 在系統(tǒng)狀態(tài)變化時(shí)，由一始態(tài)到另一終態(tài)，可以經(jīng)由不同的方式。這種由同一始態(tài)到同一終態(tài)的不同方式就稱(chēng)為不同的“ 途徑 ” 。 4. 聚集狀態(tài)和相 系統(tǒng)中任何分布均勻、物理性質(zhì)和化學(xué)性質(zhì)均相同的部分稱(chēng)為相。 5. 化學(xué)方程式的一般形式 0 = ∑ υ B B B N2 + 3H2 2NH3 0 = 2NH3 — N2 — 3H2 第一章 化學(xué)反應(yīng)熱效應(yīng) 能源利用 內(nèi)容提要 任何化學(xué)變化中體系的能量都會(huì)改變 ，化學(xué)反應(yīng)發(fā)生時(shí)可以吸熱或放熱 ， 這是最常見(jiàn)的能量改變 。 本章主要討論有關(guān)化學(xué)變化過(guò)程中的熱效應(yīng)的計(jì)算和測(cè)量 ， 并適當(dāng)介紹能源的利用問(wèn)題 。 目的要求： （ 1） 了解化學(xué)反應(yīng)中的能量形式。理解熱力學(xué)第一定律的意義。 （ 2） 理解化學(xué)反應(yīng)中焓變的意義，了解等壓熱效應(yīng)（qp）與等容熱效應(yīng)（ qv）關(guān)系。 （ 3） 掌握測(cè)定化學(xué)反應(yīng)熱效應(yīng)的實(shí)驗(yàn)原理和方法。 （ 4） 掌握化學(xué)反應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)摩爾焓變的計(jì)算。 （ 5） 了解能源的主要類(lèi)別及其利用。 化學(xué)反應(yīng)熱效應(yīng) 1. 熱力學(xué)第一定律 (1) 能的意義 對(duì)于我們研究的系統(tǒng)，其內(nèi)部各種能量的總和，稱(chēng)為 “ 內(nèi)能 ” ，用符號(hào) U表示，其變化值為： Δ U = UB – UA (2) 能的互變 能量可以從一種形式轉(zhuǎn)變?yōu)榱硪环N形式。 在能量的轉(zhuǎn)換過(guò)程中，它既不能無(wú)中生有，也不能無(wú)形消滅，遵循能量守恒定律。 (3) 能量的傳遞 因溫度不同而交換或傳遞的能量稱(chēng)為熱，其它的能量傳遞形式叫作 “ 功 ” 。 W = P外 (V2 – V1) 圖 氣體膨脹對(duì)外作功示意圖 (4)熱力學(xué)第一定律 能量有多種形式，可以互相轉(zhuǎn)換和傳遞，但既不能消失也不能創(chuàng)生。熱力學(xué)第一定律定量地表示了這種關(guān)系： ΔU = U 2 – U1 = Q + W 2. 化學(xué)反應(yīng)熱效應(yīng) 一般的化學(xué)反應(yīng)，只涉及到體積功而不做其它形式的功，在熱化學(xué)中，通常把只做體積功，反應(yīng)前后溫度相同時(shí)，系統(tǒng)吸收或放出的熱稱(chēng)為反應(yīng)的熱效應(yīng)。 (1)恒容反應(yīng)熱
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