ppt03 基础化学 西大
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大学基础化学课件PPT幻灯片
⊿P ＝ K·CB
难挥发电解质稀溶液的拉乌尔定律变化
对于难挥发的电解质稀溶液，由于电解质 会解离，溶液中实际的自由移动的溶质质 点数目会增加，因此，需要对拉乌尔定律 进行校正。方法是乘以校正系数。
⊿P ＝i·K·bB
强电解质的拉乌尔定律
对强电解质，因为每个电解质都会解离，因此 溶液中实际的自由移动的溶质质点数目仅需乘 以简单的倍数即可。
溶液的蒸气压下降原因
当纯溶剂中溶有难挥发性的溶质后，部分溶质分子会占 据溶剂的部分表面，因此在单位时间逸出液面的溶剂分 子数就比全为纯溶剂时少，同时溶质分子对溶剂的吸引 作用也使凝结程度加大。
溶液蒸气压下降的依数性
温度一定时，难挥发的非电解质稀溶液的蒸气 压下降与溶质摩尔分数成正比，而与溶质的本 性无关。称为拉乌尔（Raoult）定律。
P0＞P
P0
P
溶质
结论
当液体溶剂中溶解一种难挥发性的物质成为 溶液后，该溶液的蒸气压总是低于同温度下 纯溶剂的蒸气压。
这种现象称为溶液的蒸气压下降。
注意：蒸气压均由溶剂分子组成。
溶液的蒸气压下降示意图
同温度下溶液的蒸气压总是低于纯溶剂的蒸气压
蒸气压
纯溶剂 溶液
P0 P
T
⊿P ＝ P0－ P 温度
蒸气压下降，凝固点下降，沸点升高等；
而引起这一溶剂物理性质变化的原因与溶质的 本性无关，仅与溶液中溶质的相对颗粒数的多 少有关。
2－1 溶液的蒸气压下降
蒸气压下降是溶液的依数性中最重要的性 质。凝固点下降、沸点升高的原因都能从 这一性质得到解释。
纯物质蒸气压
在一定的温度下把纯液体注入一空的密闭 容器中，一段时间后气相和液相间将达到 动态平衡，这时气相分子的密度不再发生 变化。
难挥发电解质稀溶液的拉乌尔定律变化
对于难挥发的电解质稀溶液，由于电解质 会解离，溶液中实际的自由移动的溶质质 点数目会增加，因此，需要对拉乌尔定律 进行校正。方法是乘以校正系数。
⊿P ＝i·K·bB
强电解质的拉乌尔定律
对强电解质，因为每个电解质都会解离，因此 溶液中实际的自由移动的溶质质点数目仅需乘 以简单的倍数即可。
溶液的蒸气压下降原因
当纯溶剂中溶有难挥发性的溶质后，部分溶质分子会占 据溶剂的部分表面，因此在单位时间逸出液面的溶剂分 子数就比全为纯溶剂时少，同时溶质分子对溶剂的吸引 作用也使凝结程度加大。
溶液蒸气压下降的依数性
温度一定时，难挥发的非电解质稀溶液的蒸气 压下降与溶质摩尔分数成正比，而与溶质的本 性无关。称为拉乌尔（Raoult）定律。
P0＞P
P0
P
溶质
结论
当液体溶剂中溶解一种难挥发性的物质成为 溶液后，该溶液的蒸气压总是低于同温度下 纯溶剂的蒸气压。
这种现象称为溶液的蒸气压下降。
注意：蒸气压均由溶剂分子组成。
溶液的蒸气压下降示意图
同温度下溶液的蒸气压总是低于纯溶剂的蒸气压
蒸气压
纯溶剂 溶液
P0 P
T
⊿P ＝ P0－ P 温度
蒸气压下降，凝固点下降，沸点升高等；
而引起这一溶剂物理性质变化的原因与溶质的 本性无关，仅与溶液中溶质的相对颗粒数的多 少有关。
2－1 溶液的蒸气压下降
蒸气压下降是溶液的依数性中最重要的性 质。凝固点下降、沸点升高的原因都能从 这一性质得到解释。
纯物质蒸气压
在一定的温度下把纯液体注入一空的密闭 容器中，一段时间后气相和液相间将达到 动态平衡，这时气相分子的密度不再发生 变化。
最新西北大学地球化学课件第三章
8
7
6
5
4
3 Fe(OH)３ 2 Zr(OH)４Sn(OH)４ Ti(OH)４ 1 Sb(OH)３
3 元素的地球化学迁移
3.2.2
3.2
水溶液中元素的迁移
PH值对元素迁移的控制规律
2) 介质的pH值对元素迁移的控制规律 (3)同一元素不同价态的氢氧化物沉淀时的pH值不同: 例如：Fe(OH)3 pH=2.48; Fe(OH)2 pH=5.5
2) S2- < PO43- < CO32- < SO42- < Cl-
硫化物的活度积次序 （由小至大，亲硫性 由大到小，前者交代 后者）：
Hg2+ < Ag+ < Cu2+ < Pb2+ < Cd2+ < Zn2+ < Co2+ < Ni2+ < Fe2+ < Mn2+
矿物具最低活度积时最 稳定； 故而闪锌矿、方铅矿被 铜蓝交代
故平衡时溶液中(SO4 ) 2-/(co3)2-=175,两个矿物共存，因此交 代方向取决于沉淀剂离子的浓度(活度)比。
3 元素的地球化学迁移
3.2
水溶液中元素的迁移
3.2.2 溶解与沉淀平衡及交代作用
3) 交代反应：
例2 ：在某 Pb-Zn矿床的不同深度,有不同种类不同含量矿物的 共生组合,请根据元素迁移和共生组合的有关理论,对这一现 象给予合理解释.
解释:
3) 交代反应：
<< ZnS.
深部:Zn(83)的克拉克值大于Pb(12),所以 PbS
中部:在硫化物氧化带中, S2-氧化为(SO4)2-,共生的Cu、Zn、Pb
基础化学课件PPT 配位化合物共75页PPT
61、奢侈是舒适的，否则就不是奢侈 。——CocoCha nel 62、少而好学，如日出之阳；壮而好学 ，如日 中之光 ；志而 好学， 如炳烛 之光。 ——刘 向 63、三军可夺帅也，匹夫不可夺志也。 ——孔 丘 64、人生就是学校。在那里，与其说好 的教师 是幸福 ，不如 说好的 教师是 不幸。 ——海 贝尔 65、接受挑战，就可以享受胜利的喜悦 。——杰学课件PPT 配位化合物
1、纪律是管理关系的形式。——阿法 纳西耶 夫 2、改革如果不讲纪律，就难以成功。
3、道德行为训练，不是通过语言影响 ，而是 让儿童 练习良 好道德 行为， 克服懒 惰、轻 率、不 守纪律 、颓废 等不良 行为。 4、学校没有纪律便如磨房里没有水。 ——夸 美纽斯
5、教导儿童服从真理、服从集体，养 成儿童 自觉的 纪律性 ，这是 儿童道 德教育 最重要 的部分 。—— 陈鹤琴
《基础化学课件PPT》
热力学基础与化学反应热
热力学基本原理
探索热力学的基本概念和 laws， 如热力学第一、第二定律等。
焓的概念
了解焓的定义和计算方法，并探 讨化学反应焓变的意义。
放热与吸热反应
学习放热反应和吸热反应的特点 和应用。
化学平衡与化学反应速率
化学平衡
了解化学反应在达到平衡时 的特点和平衡常数的计算。
化学反应速率
摩尔质量与化学计量
摩尔质量的定义
解释摩尔质量是什么以及如何使 用它进行化学计算。
化学计量
了解如何使用化学方程式和摩尔 比进行化学计量。
经验式与分子式
学习如何确定化合物的经验式和 分子式。
溶液浓度与稀释法
1
稀释法
2
学习如何通过添加溶剂来调整溶液的浓
度。
3
溶液浓度的表示
介绍溶液浓度的不同表示方法，如质量 浓度和体积浓度。
探索共价键的形成和共价化合物的分子
构型。
3
极性键与非极性键
学习极性键和非极性键的区别，以及它 们在化学反应中的作用。
化学反应与化学方程式
化学反应类型
介绍化学反应的四种类型： 合成反应、分解反应、置换 反应和双替换反应。
化学方程式
学习如何平衡化学方程式， 并理解它们代表的物质变化。
摩尔反应
探讨化学反应的摩尔比和摩 尔质量的计算。
原子结构与元素周期表
原子结构
探索原子的基本组成和结构，包 括质子、中子和电子。
元素周期表
门捷列夫的贡献
了解元素周期表的排列方式，如 原子序数、元素符号和元素性质。
介绍门捷列夫和他对元素周期表 的贡献，以及后续发现和发展。
化学键的形成与分子构型
西北大学生物化学PPT课件
• 单糖已不能再水解成更简单的糖单位。根据 碳原子的数目，可将单糖分为丙糖、丁糖、 戊糖、己糖和庚糖等。
• 根据各单糖的化学结构，丙糖以外的单糖可 看成是由丙糖衍生而来的，其中醛糖衍生于 甘油醛，酮糖衍生于二羟丙酮。
第5页/共69页
第6页/共69页
第7页/共69页
常见的单糖或衍生物的名称和缩写
GlcUA
半乳糖胺
Galactosamine
GalN
葡萄糖胺
Glucosamine
GlcN
N-乙酰半乳糖胺
N-Acetylgalatosamine
GalNAc
N-乙酰葡萄糖胺
N-Acetylglucosamine
GlcNAc或NAG
胞壁酸
Muramic acid
N-乙酰胞壁酸
N-Acetylmuramic acid
Should be able to recognize and differentiate among these structures, many of which are common substituents in bacterial cell walls.
4 electron oxidation-reduction
第15页/共69页
需要熟悉的结构
• 葡萄糖： 是一种标准的六碳糖 • 半乳糖： 是葡萄糖的差向异构体 • 甘露糖： 是葡萄糖的差向异构体 • 核糖： 是一种标准的五碳糖 • 阿拉伯糖：是核糖的差向异构体 • 木糖： 是核糖的差向异构体 • 果糖： 是葡萄糖的酮糖形式
第16页/共69页
单糖的环状结构与异头体
• These polysaccharides (sometimes called glycans) can be homopolysaccharides (if all of the repeating units are the same), or heteropolysaccharides (if the repeating units are not the same).
• 根据各单糖的化学结构，丙糖以外的单糖可 看成是由丙糖衍生而来的，其中醛糖衍生于 甘油醛，酮糖衍生于二羟丙酮。
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常见的单糖或衍生物的名称和缩写
GlcUA
半乳糖胺
Galactosamine
GalN
葡萄糖胺
Glucosamine
GlcN
N-乙酰半乳糖胺
N-Acetylgalatosamine
GalNAc
N-乙酰葡萄糖胺
N-Acetylglucosamine
GlcNAc或NAG
胞壁酸
Muramic acid
N-乙酰胞壁酸
N-Acetylmuramic acid
Should be able to recognize and differentiate among these structures, many of which are common substituents in bacterial cell walls.
4 electron oxidation-reduction
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需要熟悉的结构
• 葡萄糖： 是一种标准的六碳糖 • 半乳糖： 是葡萄糖的差向异构体 • 甘露糖： 是葡萄糖的差向异构体 • 核糖： 是一种标准的五碳糖 • 阿拉伯糖：是核糖的差向异构体 • 木糖： 是核糖的差向异构体 • 果糖： 是葡萄糖的酮糖形式
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单糖的环状结构与异头体
• These polysaccharides (sometimes called glycans) can be homopolysaccharides (if all of the repeating units are the same), or heteropolysaccharides (if the repeating units are not the same).
大学化学原理ppt3
如：Ag+＞Ｋ+；Hg2+＞Ca2+ 复杂阴离子中心原子氧化数越高，变形性越小 ；
如：ClO4－＜F－ ＜NO3－＜OH－ ＜CN－
29
6.5 分子间作用力
6.5.3 离子的极化
3. 相互极化作用(或附加极化作用 )
一般地，极化作用---阳离子 变形性---阴离子
*易变形的阳离子 ----18e or 9~17e结构离子，引起附加极 化作用，考虑总的极化作用。
基础－－静电作用，即配位体与中心离子之 间完全是静电引力作用，因为中心离子d轨道 的伸展方向不同，所以配体场对中心原子d电 子的影响是不同的。
1、理论要点
（1）中心原子与配体之间的作用力是静电引力 （2）中心原子的五个简并nd轨道由于受到周围 负电场的不同程度的排斥作用，能级发生分裂 ，不同的场（八面体、四面体…），分裂情况 不同。以八面体为例说明：
紫外光谱
一、紫外光谱的基本原理
紫外吸收光谱是由于分子中价电子的跃迁而产生的。 分子中价电子经紫外或可见光照射时，电子从低能
级跃迁到高能级，此时电子就吸收了相应波长的光，这
样产生的吸收光谱叫紫外光谱
紫外吸收光谱的波长范围是100-400nm(纳米), 其中 100-200nm 为远紫外区，200-400nm为近紫外区, 一般 的紫外光谱是指近紫外区。
4. 离子极化对化合物性质的影响
晶体构型 改变 离子极化越大，共价成分增多，键长缩短，配位数减 小，由离子键向共价键过渡； 化合物的溶解度 离子极化越大，共价成分增多，溶解度减小 晶体的熔点 离子晶体的熔点高于分子晶体的熔点，离子极化越大 ，共价成分增多，晶体的熔点下降 化合物的颜色 离子极化越大，化合物的颜色越深
弱场 △小
如：ClO4－＜F－ ＜NO3－＜OH－ ＜CN－
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6.5 分子间作用力
6.5.3 离子的极化
3. 相互极化作用(或附加极化作用 )
一般地，极化作用---阳离子 变形性---阴离子
*易变形的阳离子 ----18e or 9~17e结构离子，引起附加极 化作用，考虑总的极化作用。
基础－－静电作用，即配位体与中心离子之 间完全是静电引力作用，因为中心离子d轨道 的伸展方向不同，所以配体场对中心原子d电 子的影响是不同的。
1、理论要点
（1）中心原子与配体之间的作用力是静电引力 （2）中心原子的五个简并nd轨道由于受到周围 负电场的不同程度的排斥作用，能级发生分裂 ，不同的场（八面体、四面体…），分裂情况 不同。以八面体为例说明：
紫外光谱
一、紫外光谱的基本原理
紫外吸收光谱是由于分子中价电子的跃迁而产生的。 分子中价电子经紫外或可见光照射时，电子从低能
级跃迁到高能级，此时电子就吸收了相应波长的光，这
样产生的吸收光谱叫紫外光谱
紫外吸收光谱的波长范围是100-400nm(纳米), 其中 100-200nm 为远紫外区，200-400nm为近紫外区, 一般 的紫外光谱是指近紫外区。
4. 离子极化对化合物性质的影响
晶体构型 改变 离子极化越大，共价成分增多，键长缩短，配位数减 小，由离子键向共价键过渡； 化合物的溶解度 离子极化越大，共价成分增多，溶解度减小 晶体的熔点 离子晶体的熔点高于分子晶体的熔点，离子极化越大 ，共价成分增多，晶体的熔点下降 化合物的颜色 离子极化越大，化合物的颜色越深
弱场 △小
西南交通大学基础化学课程课件第五章 胶体
1.当反离子的价数越高，聚沉 能力越强；
2.同价离子的聚沉能力与离子 尺寸有关；
3.一些有机物离子具有非常强 的聚沉能力。
溶胶的相互聚沉： 相反电荷的溶胶有相互聚沉的能力
高分子物质对溶胶的保护作用和敏化作用：
高分子物质在胶粒表面包裹，增加胶粒在介质 中的稳定性，即保护作用；
但高分子物质量少时，会造成胶粒聚集沉淀。
（3）溶胶的电学性质
胶 粒 带 电 的 原 因
[Fe(OH)3]m
Fe(OH)3胶团结构示意图
胶核界面的选择性吸附：胶粒中的胶核（原子、 离子、或分子的聚集体）有吸附其它物质而降低 界面自由能的趋势，常选择性的吸附分散系统中 与其组成类似的离子作为稳定剂，而使界面带电。
胶粒的双电层结构：
胶核
[Fe(OH)3]m
均相；热力学稳定系统；分散 相粒子扩散慢、能透过滤纸， 但不能透过半透膜 ，形成溶液
均相；热力学稳定系统；分散 相粒子扩散慢、能透过滤纸， 但不能透过半透膜 ，形成胶囊 溶液
非均相；热力学不稳定系统； 分散相粒子不能透过滤纸和半 透膜
实例
NaCl、 C6H12O6等 水溶液 难溶化合 物以及单 质
蛋白质、 核酸等水 溶液
2.2 气溶胶
（详见论文部分）
由极小的固体或液体粒子悬浮在气体介质中所 形成的分散系统。
3. 高分子溶液
在合适的介质中高分子化合物能以分子状态自动分散形成 均匀的溶液，分子的直径接近胶粒的大小。因此具有类似溶胶 的性质；但作为真溶液，与溶胶的性质仍然有差异。
3.1 高分子化合物的结构特点及其溶液的形成
系统。被分散的物质称为分散相，容纳分散相 的连续介质称为分散介质。 根据不同的分类角度，可以把分散系分为： 分散系 ：真溶液、胶体分散系、粗分散系
西南交通大学基础化学课程课件第六章 物质结构基础
这种由原子态激发产生的发射光谱和核吸收光谱都 是原子光谱。（如：Na原子发出589nm黄色的光）
a. 氢原子光谱现象
在可见光范围内有5条明显的谱线：
Hδ
Hε
Hγ Hβ
397 434
410
486
Hα
656
(nm)
为解释原子光谱，普朗克量子理论被引入，根 据辐射的不连续性和氢原子光谱的间隔性，推 论原子中电子能量不连续，是量子化的。
2. 频率条件：电子在不同能级间跃迁时才会 有能量的吸收或释放；
Em En h
3. 轨道量子化条件：电子在轨道运动时，其
角动量L必须等于ћ = h/2π = 1.055×10-34 J·S
的整倍数；
Ln n h
2
n 1, 2,3
d. 玻尔氢原子理论的重要结果
电子（-e，me）绕核（Ze）圆周运动（u，r），
完整氢原子光谱（5个线系）：
赖曼系 巴尔末系 帕邢系 布勒开系 普芳系
R(112
1 n2
)
n 2,3, 4
R(
1 22
1 n2
)
n 3, 4,5
1 R( 32
1 n2
)
n 4,5,6
R(
1 42
1 n2
)
n 5,6,7
R(
1 52
1 n2
)
n 6,7,8
c. 玻尔假设
1. 定态假设：电子只能沿特定轨道运动，该 运动不会辐射出能量，电子处于稳定状态；
(232)
(361)
(701) (512) (470)
Sb2S3 X射线粉末衍射图
(b)
60
(a)
70
121 220 240
a. 氢原子光谱现象
在可见光范围内有5条明显的谱线：
Hδ
Hε
Hγ Hβ
397 434
410
486
Hα
656
(nm)
为解释原子光谱，普朗克量子理论被引入，根 据辐射的不连续性和氢原子光谱的间隔性，推 论原子中电子能量不连续，是量子化的。
2. 频率条件：电子在不同能级间跃迁时才会 有能量的吸收或释放；
Em En h
3. 轨道量子化条件：电子在轨道运动时，其
角动量L必须等于ћ = h/2π = 1.055×10-34 J·S
的整倍数；
Ln n h
2
n 1, 2,3
d. 玻尔氢原子理论的重要结果
电子（-e，me）绕核（Ze）圆周运动（u，r），
完整氢原子光谱（5个线系）：
赖曼系 巴尔末系 帕邢系 布勒开系 普芳系
R(112
1 n2
)
n 2,3, 4
R(
1 22
1 n2
)
n 3, 4,5
1 R( 32
1 n2
)
n 4,5,6
R(
1 42
1 n2
)
n 5,6,7
R(
1 52
1 n2
)
n 6,7,8
c. 玻尔假设
1. 定态假设：电子只能沿特定轨道运动，该 运动不会辐射出能量，电子处于稳定状态；
(232)
(361)
(701) (512) (470)
Sb2S3 X射线粉末衍射图
(b)
60
(a)
70
121 220 240
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泥煤
褐煤(~32% C)
次烟煤(~40% C)
烟煤(~60% C)
无烟煤(~80% C)
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煤的结构模型
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生活在古代海洋中的动植物死亡后沉积在海底并被沙泥所 覆盖。时间一长, 沙泥转化为砂岩。由砂岩形成而产生的高温 高压条件使这些原始的有机体在细菌作用下转化为石油和天然 气, 这种过程大约需要2.5~5亿年。有代表性的天然气的组成大 约为: 甲烷80%, 乙烷10%, 丙烷3%, 还有少量其他可燃和非可 燃气体。石油的组成则涉及从C1到C40(甚至更多碳原子)数百 种不同的碳氢化合物。
状态函数具有鲜明的特点:
(1) 状态一定,状态函数一定.
(2) 状态变化, 状态函数也随之而 变,且状态函数的
变化值只与始态、终态有关, 而与变化途径无
关！
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⑷
过程和途径 (process & road)
恒温过程(isaothermal process): T1 = T2 = Tex
脂肪水解生成脂肪酸
做 功
θ r H m 9977kJ mol 1
脂肪酸燃烧产生热量 CH3(CH2)14COOH(s) + 23O2(g) →16CO2(g) + 16H2O (l),
肌肉运动做功正是由该 过程释放的能量驱动的
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★ 能（E） “物质”是看得见摸得着的东西，而“能”的概念则较为抽 象。 热 力 学 第 一 定 律 也 叫 能 量 守 恒 定 律 (The law of conservation of energy) ：能可由一种形式转化为另一种形式( 势能可以相互转化为动能，动能还可用来做功和生热)，任何
△rH =ΣνjH (产物)－ΣνiH(反应物) 盖斯定律
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什么是热效应？
heat effect
指各类过程中 放出或吸收的热量， 研究纯物质化学和 物理变化过程中热 效应的学科叫热化 学 (Thermochemistry) 。
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热效应
HEAT EFFEECT
高能燃料
“神7”真棒！
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3.1.1 几个基础性概念
一、热力学第一定律 能量守恒定律 状 Q＜0 态 热 Q＞0 Ⅰ 环 境
W＜ 0
=
系 统 （热力学能）
功
W＞ 0
状 态 Ⅱ
过程和途径
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⑴
能、热和功（energy ，heat and work)
每天进食贮存脂肪
体
w﹥
系
w﹤
功
pex V1 V2 pex V
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非体积功: 体积功以外的所有其他形式的功
Question 3
Solution
您可知道,您每天活动所需 的热能哪里来?
脂肪是人体的主要能量贮存系统。在人体运动 过程中, 脂肪发生水解生成一组叫做脂肪酸的化合物, 后者再通 过一系列复杂反应转化为二氧化碳和水, 肌肉运动正是由该过 程释放的能量驱动的。有代表性的一种人体脂肪酸叫软脂酸 CH3(CH2)14COOH。与在人体内代谢的产物相同, 软脂酸在弹 式热量计中燃烧的产物也是CO2和H2O; 同时还放出大量热: CH3(CH2)14COOH(s) + 23O2(g) = 16CO2(g) + 16H2O (l) △rHθm = －9 977 kJ· -1 mol
1 mol水蒸发过程做的体积功为：
W=- pΔV= -ΔnRT=-1×8.314× 10-3 kJ· -1 · -1 × 298K mol K
= -2.48 kJ· -1 mol ΔU = Qp +W = 43.93 kJ· -1 - 2.48 kJ· -1 mol mol = 41.45 kJ·ry Conception of Chemical Thermodynamics & Chemical Equilibrium
化学热力学 的初步概念 与化学平衡
本章教学要求
1．初步学习一些热力学的基础性概念； 2. 了解化学变化过程中的热效应、恒容反应热和恒压反应热 的概念与测定； 3．初步学习焓和焓变的相关概念；会写热化学方程式；会进 行有关热化学的一般计算； 4．初步学习熵、熵变和绝对熵的概念； 5．初步了解热力学第一、第二、第三定律的概念； 6．初步了解吉布斯自由能及吉布斯-亥姆霍兹方程，学会用其 判据化学反应的自发性； 7．掌握化学平衡状态及标准平衡常数概念，会进行简单的化 学平衡移动判断及有关计算。
或放出的热量、化学反应的自发性(即两种物质之间能否发生 化学反应)以及化学反应的限度(反应完成之后反应物的量与产
物的量之间的关系)等化学家十分关注的一类基本问题。
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Question
Solution
1
人类使用化石燃料面临哪些 重大问题?
首先是新化石燃料的形成(如果仍在形成的话)肯定赶不上 现有化石燃料的消耗速度, 化石燃料基本上是一种不可再生的 能源。它们将在不久的将来被耗尽。第二是它造成的环境问题。 导致酸雨形成和制造所谓的“温室”气体会导致地球变暖。
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Question 4
Solution
焓再说吧！
讨厌脂肪, 不敢吃, 不敢喝, 忍受着巨大的痛苦减肥对吗？
让我们比较一下脂肪酸、糖和碳氢化合物的燃烧
△rHθm = －7 377 kJ· -1 mol △rHθm = －7 926 kJ· -1 mol
CH3(CH2)10COOH(l) + 17O2(g)= 12CO2(g) + 12H2O (l), C12H24 (l)+ 18O2(g)=12CO2(g) + 12H2O (l),
★热力学能 (U) 体系内所有微观粒子的全部能量之和，U是状态函 数，热 力学能变化只与始态、终态有关，与变化途径无关。至今尚无 法直接测定，只能测定到 U。
U 2 U1 U
★ 热力学第一定律 热力学第一定律的实质是能量守恒与转化定律
U1 吸热 Q U 2 得功W
U 2 U1 Q W
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Question
Solution
5
举例说明敞开系统、密闭 系统和孤立系统。
敞开系统
密闭系统 孤立系统
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⑶
状态和状态函数 (state and state function)
状 态: 一定条件下体系存在的形式
状态函数: 描述系统性质的物理量，例如 p，V，T等
⑸
相 (phase)
体系中物理性质和化学性质完全相
同的任何均匀部分。相和相之间有明显 的界面。相又分为均相体系(或单相体 系)和非均相体系(或多相体系)。
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(6) 热力学能和热力学能变 (thermodynamic energy and thermodynamic energy , U )
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3.1 热化学
Thermochemistry
3.2 化学反应的自发性 Spontaneous reaction 3.3 平衡状态和标准平衡常数 Equilibrium state and standard equilibrium constant
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发电厂的生产流程和能量转变
林赛-罗翰
⑵
系统和环境 (system and environment)
系 环 统(system)：被研究的直接对象 境(environment) : 系统外与其密切相关的部分
敞开系统(open system)：与环境有物质交换也有能量交换 封闭系统(closed system)：与环境有能量交换无物质交换 孤立系统(isolated system)：与环境无物质、无能量交换
（不按严格比例）
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Question
Solution
2
作为当今主要能源的化石燃 料是怎样形成的?
石油、天然气和煤这些化石燃料提供了当今的 主要能源。它们是由数百万年前的动植物演化而来的。固定在 这类燃料中的能量最原始的来源是太阳能。在叶绿素(催化剂) 存在的条件下, 阳光通过光合作用将CO2和H2O转化为碳水化 合物。 纤维素是复杂的碳水化合物, 它是植物的主要结构物质。 在隔绝空气的条件下细菌将植物分解使其逐步失去O原子和H 原子, 导致残留物中碳含量逐渐增高。由植物演变到无烟煤大 约需要3亿年。煤是由碳、氢和氧为主要成分的一种可以燃烧 的有机岩石, 其中还含有少量的氮、硫和燃烧后变成灰的矿物 质。
在任何物理化学变化中，都伴随着有相应的热效应发生。 有的热效应很大， 如分解、燃烧、爆炸反 应等 。 有的热效应却非常 小，如细菌繁殖，种籽 发芽等生化过程中的热 效应，反应也比较缓慢。
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热化学的作用
★ 研究物质结构的热力学基础 ★ 极大地丰富热力学数据库 ★ 应用领域广阔
“新地平线”发射升空
恒压过程(isobaric process): p1 = p2 = pex 恒容过程(constant volume process): V1 = V2 可逆过程(reversible process): 体系从终态到始态时，消 除了对环境产生的一切影响，可逆过程是理 想化过程，无限接近热力学平衡态。
形式的能都不能凭空产生也不能凭空消失，宇宙（环 境 +体系）的能量是恒定的。
Q得 + Q 失 = O
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★ 热（Q） 体系与环境之间由于存
环 热
Q﹥
泥煤
褐煤(~32% C)
次烟煤(~40% C)
烟煤(~60% C)
无烟煤(~80% C)
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煤的结构模型
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生活在古代海洋中的动植物死亡后沉积在海底并被沙泥所 覆盖。时间一长, 沙泥转化为砂岩。由砂岩形成而产生的高温 高压条件使这些原始的有机体在细菌作用下转化为石油和天然 气, 这种过程大约需要2.5~5亿年。有代表性的天然气的组成大 约为: 甲烷80%, 乙烷10%, 丙烷3%, 还有少量其他可燃和非可 燃气体。石油的组成则涉及从C1到C40(甚至更多碳原子)数百 种不同的碳氢化合物。
状态函数具有鲜明的特点:
(1) 状态一定,状态函数一定.
(2) 状态变化, 状态函数也随之而 变,且状态函数的
变化值只与始态、终态有关, 而与变化途径无
关！
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⑷
过程和途径 (process & road)
恒温过程(isaothermal process): T1 = T2 = Tex
脂肪水解生成脂肪酸
做 功
θ r H m 9977kJ mol 1
脂肪酸燃烧产生热量 CH3(CH2)14COOH(s) + 23O2(g) →16CO2(g) + 16H2O (l),
肌肉运动做功正是由该 过程释放的能量驱动的
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★ 能（E） “物质”是看得见摸得着的东西，而“能”的概念则较为抽 象。 热 力 学 第 一 定 律 也 叫 能 量 守 恒 定 律 (The law of conservation of energy) ：能可由一种形式转化为另一种形式( 势能可以相互转化为动能，动能还可用来做功和生热)，任何
△rH =ΣνjH (产物)－ΣνiH(反应物) 盖斯定律
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什么是热效应？
heat effect
指各类过程中 放出或吸收的热量， 研究纯物质化学和 物理变化过程中热 效应的学科叫热化 学 (Thermochemistry) 。
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热效应
HEAT EFFEECT
高能燃料
“神7”真棒！
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3.1.1 几个基础性概念
一、热力学第一定律 能量守恒定律 状 Q＜0 态 热 Q＞0 Ⅰ 环 境
W＜ 0
=
系 统 （热力学能）
功
W＞ 0
状 态 Ⅱ
过程和途径
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⑴
能、热和功（energy ，heat and work)
每天进食贮存脂肪
体
w﹥
系
w﹤
功
pex V1 V2 pex V
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非体积功: 体积功以外的所有其他形式的功
Question 3
Solution
您可知道,您每天活动所需 的热能哪里来?
脂肪是人体的主要能量贮存系统。在人体运动 过程中, 脂肪发生水解生成一组叫做脂肪酸的化合物, 后者再通 过一系列复杂反应转化为二氧化碳和水, 肌肉运动正是由该过 程释放的能量驱动的。有代表性的一种人体脂肪酸叫软脂酸 CH3(CH2)14COOH。与在人体内代谢的产物相同, 软脂酸在弹 式热量计中燃烧的产物也是CO2和H2O; 同时还放出大量热: CH3(CH2)14COOH(s) + 23O2(g) = 16CO2(g) + 16H2O (l) △rHθm = －9 977 kJ· -1 mol
1 mol水蒸发过程做的体积功为：
W=- pΔV= -ΔnRT=-1×8.314× 10-3 kJ· -1 · -1 × 298K mol K
= -2.48 kJ· -1 mol ΔU = Qp +W = 43.93 kJ· -1 - 2.48 kJ· -1 mol mol = 41.45 kJ·ry Conception of Chemical Thermodynamics & Chemical Equilibrium
化学热力学 的初步概念 与化学平衡
本章教学要求
1．初步学习一些热力学的基础性概念； 2. 了解化学变化过程中的热效应、恒容反应热和恒压反应热 的概念与测定； 3．初步学习焓和焓变的相关概念；会写热化学方程式；会进 行有关热化学的一般计算； 4．初步学习熵、熵变和绝对熵的概念； 5．初步了解热力学第一、第二、第三定律的概念； 6．初步了解吉布斯自由能及吉布斯-亥姆霍兹方程，学会用其 判据化学反应的自发性； 7．掌握化学平衡状态及标准平衡常数概念，会进行简单的化 学平衡移动判断及有关计算。
或放出的热量、化学反应的自发性(即两种物质之间能否发生 化学反应)以及化学反应的限度(反应完成之后反应物的量与产
物的量之间的关系)等化学家十分关注的一类基本问题。
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Question
Solution
1
人类使用化石燃料面临哪些 重大问题?
首先是新化石燃料的形成(如果仍在形成的话)肯定赶不上 现有化石燃料的消耗速度, 化石燃料基本上是一种不可再生的 能源。它们将在不久的将来被耗尽。第二是它造成的环境问题。 导致酸雨形成和制造所谓的“温室”气体会导致地球变暖。
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Question 4
Solution
焓再说吧！
讨厌脂肪, 不敢吃, 不敢喝, 忍受着巨大的痛苦减肥对吗？
让我们比较一下脂肪酸、糖和碳氢化合物的燃烧
△rHθm = －7 377 kJ· -1 mol △rHθm = －7 926 kJ· -1 mol
CH3(CH2)10COOH(l) + 17O2(g)= 12CO2(g) + 12H2O (l), C12H24 (l)+ 18O2(g)=12CO2(g) + 12H2O (l),
★热力学能 (U) 体系内所有微观粒子的全部能量之和，U是状态函 数，热 力学能变化只与始态、终态有关，与变化途径无关。至今尚无 法直接测定，只能测定到 U。
U 2 U1 U
★ 热力学第一定律 热力学第一定律的实质是能量守恒与转化定律
U1 吸热 Q U 2 得功W
U 2 U1 Q W
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Question
Solution
5
举例说明敞开系统、密闭 系统和孤立系统。
敞开系统
密闭系统 孤立系统
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⑶
状态和状态函数 (state and state function)
状 态: 一定条件下体系存在的形式
状态函数: 描述系统性质的物理量，例如 p，V，T等
⑸
相 (phase)
体系中物理性质和化学性质完全相
同的任何均匀部分。相和相之间有明显 的界面。相又分为均相体系(或单相体 系)和非均相体系(或多相体系)。
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(6) 热力学能和热力学能变 (thermodynamic energy and thermodynamic energy , U )
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3.1 热化学
Thermochemistry
3.2 化学反应的自发性 Spontaneous reaction 3.3 平衡状态和标准平衡常数 Equilibrium state and standard equilibrium constant
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发电厂的生产流程和能量转变
林赛-罗翰
⑵
系统和环境 (system and environment)
系 环 统(system)：被研究的直接对象 境(environment) : 系统外与其密切相关的部分
敞开系统(open system)：与环境有物质交换也有能量交换 封闭系统(closed system)：与环境有能量交换无物质交换 孤立系统(isolated system)：与环境无物质、无能量交换
（不按严格比例）
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Question
Solution
2
作为当今主要能源的化石燃 料是怎样形成的?
石油、天然气和煤这些化石燃料提供了当今的 主要能源。它们是由数百万年前的动植物演化而来的。固定在 这类燃料中的能量最原始的来源是太阳能。在叶绿素(催化剂) 存在的条件下, 阳光通过光合作用将CO2和H2O转化为碳水化 合物。 纤维素是复杂的碳水化合物, 它是植物的主要结构物质。 在隔绝空气的条件下细菌将植物分解使其逐步失去O原子和H 原子, 导致残留物中碳含量逐渐增高。由植物演变到无烟煤大 约需要3亿年。煤是由碳、氢和氧为主要成分的一种可以燃烧 的有机岩石, 其中还含有少量的氮、硫和燃烧后变成灰的矿物 质。
在任何物理化学变化中，都伴随着有相应的热效应发生。 有的热效应很大， 如分解、燃烧、爆炸反 应等 。 有的热效应却非常 小，如细菌繁殖，种籽 发芽等生化过程中的热 效应，反应也比较缓慢。
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热化学的作用
★ 研究物质结构的热力学基础 ★ 极大地丰富热力学数据库 ★ 应用领域广阔
“新地平线”发射升空
恒压过程(isobaric process): p1 = p2 = pex 恒容过程(constant volume process): V1 = V2 可逆过程(reversible process): 体系从终态到始态时，消 除了对环境产生的一切影响，可逆过程是理 想化过程，无限接近热力学平衡态。
形式的能都不能凭空产生也不能凭空消失，宇宙（环 境 +体系）的能量是恒定的。
Q得 + Q 失 = O
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★ 热（Q） 体系与环境之间由于存
环 热
Q﹥