1、工程化学第一章 绪 论1 1 化学与科学技术1 2 “工程化学 ”的教学对象和目的1 3 教学中怎样使用 “工程化学 ”教材1 4 基本概念一、物质的层次二、系统和环境三、聚集体和相四、质量守恒和能量变化五、物质的量六、反应进度 第一章第一章 绪绪 论论学习要求学习要求1.了解化学学科的地位和作用,明确学习了解化学学科的地位和作用,明确学习 “工程化学基工程化学基础础 ”的要求。的要求。2.了解物质层次及其运动理论;明确原子和分子等原子了解物质层次及其运动理论;明确原子和分子等原子结合态单元是介观粒子的概念。结合态单元是介观粒子的概念。3.理解系统和环境,聚集体和相等概念,明确敞开系理解系统和
2、环境,聚集体和相等概念,明确敞开系 统、封闭系统、孤立系统及相的划分。统、封闭系统、孤立系统及相的划分。 4.明确化学反应中的质量守恒和能量变化,掌握化学计明确化学反应中的质量守恒和能量变化,掌握化学计量数的概念。量数的概念。5.明确反应进度的概念,掌握物质的量的符号、单位及明确反应进度的概念,掌握物质的量的符号、单位及有关计算。有关计算。化学主要是在分子、原子或离子等层次上化学主要是在分子、原子或离子等层次上研究物质的组成、结构、性能、相互变化及变研究物质的组成、结构、性能、相互变化及变化过程中能量关系的科学。化过程中能量关系的科学。化学变化中发生的是分子组成(或组成晶体化学变化中发生的是分
3、子组成(或组成晶体的原子、离子等)的质变,这种质变是由于分的原子、离子等)的质变,这种质变是由于分子中原子外层的电子运状态的改变而引起。在子中原子外层的电子运状态的改变而引起。在这里原子核的组成并没有任何变化,并不引起这里原子核的组成并没有任何变化,并不引起一种元素转变为另一种元素的原子。一种元素转变为另一种元素的原子。化学变化的特点:在原子核组成不变的情况化学变化的特点:在原子核组成不变的情况下,发生了分子组成或原子、粒子等结合方式下,发生了分子组成或原子、粒子等结合方式的质变。不属于这个范围的质变就不是化学变的质变。不属于这个范围的质变就不是化学变化。化。工程化学从物质的化学组成、化学结构
4、和工程化学从物质的化学组成、化学结构和化学反应出发,密切联系现代工程技术中遇到化学反应出发,密切联系现代工程技术中遇到的如材料的选择和寿命、环境的污染和保护、的如材料的选择和寿命、环境的污染和保护、能源的污染和保护、能源的开发和利用、信息能源的污染和保护、能源的开发和利用、信息传递、生命科学等有关化学问题,深入浅出地传递、生命科学等有关化学问题,深入浅出地介绍有现实应用价值和有潜在应用价值的基础介绍有现实应用价值和有潜在应用价值的基础理论和基本知识,使同学们在今后的实际工作理论和基本知识,使同学们在今后的实际工作中能有意识地运用化学观点去思考、认识和解中能有意识地运用化学观点去思考、认识和解决
5、问题。决问题。工程化学特点:以化学原理为经,从物质的化学组成、化学结构和化学反应三条主线展开,突出能量变化;以化学在工程实际中的应用为纬,从材料、能源、环境、信息、生命五个领域入手,突出化学原理、化学知识的应用;加强化学与工程学的相互渗透、相互联系、相互糅合。1 1 化学与科学技术人类自使用火以来,便开始了化学之旅。例如,金属的冶炼,陶瓷品的烧制,药物、染料和香料的提取和制备,塑料的合成和加工等等,都与化学有关。元素周期律的发现,原子结构模型的建立,热力学理论的形成,动力学研究的深入以及相对论和量子力学的创立,打下了扎实的基础,为化学的发展翻开了崭新的一页;计算机、微电子、激光等技术的进步又为
6、化学等科学工作者探究物质奥秘、进行分子设计和合成提供了更有力的技术支持,化学也因此获得了前所未有的发展。化学在其发展的过程中逐步形成了自己的学科体系,研究对象和研究目的也越来越明细。传统的化学大致分为六大分支学科,即化学的二级学科。它们分别是 :( 1)无机化学( 2)有机化学:它们主要研究无机物和有机物的组成、结构、性质和变化及其过程;有机物主要指碳氢化合物及其衍生物,也有人称有机化学为 “碳的化学 ”。(3)高分子化学:主要研究有机高分子化合物的结构、性能和反应以及合成、加工、成型的方法。(4)分析化学:主要研究测量和表征物质组成和结构的方法。 (5)物理化学:集中研究物质化学变化的原理、规律。 (6)结构化学:集中研究物质的原子和分子等原子结合态单元结构和性质的关系及其应用。人类最早接触到的化学知识便是无机化学。据历史记载,中国、埃及、印度等国早在公元前就利用了不少化学知识,如金属冶炼、玻璃制造以及陶器、印染技术的广泛使用就是证明,我国早在公元前 8000年,即新石器时代早期,便已开始陶器制造。 15世纪中期以来,人类逐渐积累了较多的无机化学知识,这是无机化学成为化学的重要组成部分的萌芽阶段 无机化学发展的第一阶段。