1.绪论

n
m M
例题2：含0.98 Kg硫酸的溶液中n(H2SO4)和 n (1/2H2SO4)各为多少？ 解： n ( H2SO4 ) ＝m/M ( H2SO4 ) =0.98/0.098 mol =10 mol n (1/2H2SO4) = m/M (1/2H2SO4) =0.98/0.049 mol=20 mol 注意：在使用摩尔时必须指明基本化学单元！
• 选择物质的量作为基本物理量，用来计量原子、分子、 电子等物质微粒的“物质的量”。 • 单位为摩尔（mol）
• 摩尔质量（M） ：每摩尔物质所具有的质量。 单位：g/mol或Kg/mol • 物质的量（n）、物质的质量（m）与物质的摩 尔质量（M）之间的关系为
n
N NA
23 －1
其中，阿佛加德罗常数 N A 6.02 10 mol
2、系统与环境
（1）系统与环境的概念 系统：我们把某一部分真实世界作为研究的对 象，并将它与其周围的物质或空间区分开来，这 部分研究对象称为系统。 环境：系统以外与之直接联系的部分则称为环 境。
（2）系统的划分
• 划分依据：系统与环境之间有无物质交换和能量传递？ 系统名称 物质交换 能量传递 敞开系统 封闭系统 孤立系统 √ × × √ √ × 实 例 盛水的敞口玻璃杯 加盖的盛水玻璃杯 盛水的保温杯 弹式热量计
聚集状态 气态 液态 固态（晶态） 固态（非晶态）
组成粒子 的间距 大
组成粒子 的排列 无规则 较有规则 有规则
物理性质 压缩性、扩散性、 各向同性 扩散性、各向同 性 各向异性 各向同性
小
较无规则
各向同性和各向异性
各向同性：指物体的物理、化学等方面的性质不会因方
向的不同而有所变化的特性，即某一物体在不同的方向所 测得的性能数值完全相同。
β—Fe分属两种不同的相；石墨、金刚石和C60的混合物。
c、不同组成的物质一般属于不同的相，但形成互溶的固溶 体时为一相。 （固溶体是指溶质原子溶入溶剂晶格中而仍保持溶剂类型 的合金相。如，黄铜、Cu-Zn合金等。）
例题1：指出下列系统中，哪些是单相系统？哪些 是多相系统？ （1）带有灰尘的空气； （2）牛奶液； （3）3块冰； （4）CaCO3(s)＝CaO(s)+CO2(g)
5、溶液的浓度
（1）摩尔分数（x）：溶质的物质的量与溶液中溶质和溶 剂总的物质的量的比值，无单位。 （2）质量摩尔浓度（m）：以1000 g溶剂中所含溶质的物 质的量来表示的溶液浓度，单位为mol/kg。 （3）体积摩尔浓度（c）：以每升溶液中所含溶质的物质 的量来表示的溶液浓度，单位为mol/L（M）。
＝
nB
B
反应进度，分别用H2、N2、NH3进行计算。 （2）若反应方程式为：1 N 2 ( g ) 3 H 2 ( g ) NH 3 ( g ) ，
2 2
规定：反应物的化学计量数为负值，生成物的化学计量数 为正值。 反应进度始终为正值。 反应进度与反应时间无关。
试求生成2 mol氨时该反应的反应进度。 参考答案：（1）1mol；（2）2mol。
【参考答案】： 属于单相系统的是：3块冰。 属于多相系统的是：带有灰尘的空气、牛奶液和碳酸钙 的分解反应系统。 与牛奶液类似的体系还有豆浆、农药、石油等，其中一 种液体以极微小的液滴(一般直径为10-6 ~10-5 m)分散在 另一种互不相溶的液体中所形成的多相分散体系，称为乳状 液。
4、物质的量（n）
通过上例可以知道： ① 反应进度始终为正值。 ② 化学反应的反应进度只与化学反应方程式的写法有 关，而与选择反应系统中何种物质来表达无关。
（2）反应进度与转化速率、化学反应速率的关系 转化速率（ ）
反应进度随时间的变化率称为反应的转化速率。 单位：mol·s-1。 表达式为
t
5、溶液的浓度
（4）当量浓度（N） ：以每升溶液中所含溶质的克当量 数来表示的溶液浓度叫当量浓度。 物质的当量浓度与摩尔浓度之间的关系： 如，1 N HCl=1 mol/LHCl 1 N H2SO4=1/2 mol/LH2SO4 1 N K2Cr2O7=1/6 mol/LK2Cr2O7
6、反应进度
（1）反应进度（ξ）
定义：用来描述和表征化学反应进行程度的物理量。 单位：具有与物质的量相同的量纲，SI单位为mol。
d＝
dnB
B
若反应未发生时的反应进度ξ＝0，则
例题3：（1）已知合成氨反应
N 2 ( g ) 3H 2 ( g ) 2 NH 3 ( g ) ，试求生成2 mol氨时该反应的
• 教学目的：
（1） 使广大工科学生在一定程度上能具备一些必须的近代 化学基本理论、基本知识和基本技能，并了解这些知识和 技能在工程实际上的应用。 （2） 培养学生具有化学观点，为今后学习和工作打下一定 的化学基础。
3、主要教学内容
• 经线——化学基本理论和知识方面 包括物质的化学组成、物质的化学结构、物质 的化学反应。 • 纬线——联系工程实际方面 包括化学原理在能源、环境、材料等领域中的 应用。
b）聚集体（系）： c）相：系统中任何化学组成均匀，物理和化学性质都相
同的，且可用机械（物理）方法分离出来的部分，称为 相。 相与相之间存在明显的界面。 相数（P）：系统中相的总数。 一个相可以是均匀的，但不一定只含一种物质。
各向异性：物体的全部或部分物理、化学等性质随方向
的不同而各自表现出一定的差异的特性。即在不同的方向 所测得的性能数值不同。
（3）系统的选择是任意的，它将根据讨论问题的需要 来确定。 化学热力学通常以封闭系统为研究对象。
不同聚集状态的物理性质
3、聚集状态与相 （1）概念：
a）物质的聚集状态：物质在一定的温度和压力条件 下，所处的相对稳定的状态，简称物态。 固态：水泥、钢筋、轻隔砖等； 物质的三态 液态：油漆、二甲苯、胶水等； 气态：空气中的甲醛和苯等。
工 程 化 学
Engineering Chemistry
第一章
教学基本要求：
绪
论
1、了解化学学科的地位和作用，明确工程化学课程概况和学习要求； 2、理解系统与环境的概念和二者的联系，掌握系统的划分与选择； 3、理解物质的聚集状态与相的概念，掌握系统包含的相数的正确判断 （★ ★ ★ ★ ★ ）；
主讲： 冒爱荣
水的三相图
固态物质：
a、组成相同且结构相同的物质，不管分成多少部分还是一 相。 b、组成相同但结构不同的物质为两相或三相。例如α—Fe、
液态物质：
a、如果彼此互溶，则形成一个相，如水与酒精； b、如果不互溶，则形成不同的液相，其间有明显的界面分 开（分层现象），如水与苯。 c、如果彼此之间发生了化学反应（如沉淀反应），则情况 更为复杂。
4、教学参考书
刘祥萱,王煊军.工程化学学习指导.科学出版社 童志平.工程化学基础.高等教育出版社 石启祯.无机化学及化学分析.高等教育出版社 邓建成.大学化学基础.化学工业出版社 王明华,许莉.普通化学解题指南.高等教育出版社
5、学习基本要求 ★
考勤：缺席3次以上者，取消其考核资格。 作业：平时成绩的主要组成部分。 课程考核：闭卷考试。 成绩评定方法：平时成绩30%+考试成绩70% ห้องสมุดไป่ตู้辅导答疑
作
化学反应速率（v）：
单位体积的转化速率，或浓度随时间的变化率。 单位：mol·L-1·s-1 。
1 表达式为 v(mol L1 s 1 ) B dcB / dt
业:
• P13练习题：4、5、6、8。
1、地位
什么是化学？ 化学的二级学科有那些？ 什么是工程化学？工程化学的地位如何？ 课程属性及学时 相似课程有哪些？ 先修课程与后续课程
什么是化学？
化学：从原子和分子等原子结合态单元层次上研 究物质的组成、结构、性质及其变化规律和变化 过程中能量关系的学科。
什么是工程化学？其地位如何？
工程化学简明地阐述化学的基本原理和知识，密 切联系工业和现代化发展的实际，体现化学与工 程技术之间的桥梁作用，是高等工科院校工程技 术专业必修的一门基础课；是培养合格的、全面 发展的现代化工程技术人员知识结构和能力的重 要组成部分。
2、教学对象和教学目的
• 教学对象： （1）化学研究类 （2）化学品生产类 （3）非化学研究非化学品生产类
4、进一步掌握“物质的量”的符号、单位、表示方法及有关简单计算； 5、理解反应进度、转化速率和化学反应速率的物理意义，掌握反应进 度的计算方法（★ ★ ★ ）； 6、掌握溶液浓度的表示方法。
化学与生物工程学院基础化学课程组
一、课程概况
1、地位 2、教学对象和教学目的 3、主要教学内容 4、教学参考书 5、学习基本要求
（2）相的划分（★ ★ ★ ★ ★ ）
①不同聚集状态的物质各为一相。
如：在273.16 K和611.73 Pa的条件（三相点）下，存在的冰 （固态）、水（液态）、水蒸气（气态）系统，是三相系统。
②相同聚集状态的物质混合时 气态物质：即使包括多种成分，一般总是形成一个均
的单相（不发生化学反应）。如N2与O2；受污染的室 内空气（含甲醛、苯、甲苯、二甲苯、氨气、二氧化 硫、二氧化氮、一氧化碳和二氧化碳等）等。 发生化学反应的视实际情况而定，如NH3与HCl气 体的混合。
办公地点：迎宾大道校区行远楼（化工楼）B414 Tel.：18961980094 E-mail：18961980094 @
二、基本概念
1、物质的层次 2、系统与环境 3、聚集状态与相 4、物质的量 5、溶液的浓度 6、反应进度
1、物质的层次
原子和分子等原子结合态单元是介观粒子（10-10 ~10-7 m）。 电子和光子为微观粒子（10-7~10-6 m） 。 μm （10-6m）、nm（10-9m）、Å（10-10m） 纳米材料：1~100 nm。 ppm （10-6）、ppb（10-9）、 ppt（10-12）