第一章化学反应的基本原理课件.ppt

山 东 大 学;主 讲 教 师; 化学是一门在原子、分子层次上研究物质的组成、结构、性质及其变化规律的科学。简言之，化学是研究物质的化学变化为主的科学。;生命科学;特点：以现代化学的基本理论为经，以在工程技术中的应用为纬，把两个方面的内容穿插编织在一起。;内容;化学反应的基本原理;化学反应的基本原理;第一节 化学反应的热效应;一、基本概念和基本知识;1 系统与环境;系统的分类;（1）敞开系统（open system） 系统与环境之间既有物质交换，又有能量交换。;（2）封闭系统（closed system） 系统与环境之间无物质交换，但有能量交换。;（3）孤立系统（isolated system） 系统与环境之间既无物质交换，又无能量交换，故又称为隔离系统。有时把封闭系统和体系影响所及的环境一起作为孤立系统来考虑。;注意：;2 状态与状态函数; 状态函数（State function）;理想气体两种不同变化过程;状态方程（State equation ）;3 过程与途径;实际过程与完成过程的不同途径;4 内能--热力学能（Internal energy，U）;5 热和功;热和功的取号;6 能量守恒定律--热力学第一定律; 一般公认，迈尔（Mayer ，1814~1878年 ）于1842年首先提出普遍“力”(即现在所谓的能量)的转化和守恒的概念。焦耳（Joule， 1818~1889年）1840～1860年间用各种不同的机械生热法，进行热功当量测定，给能量守恒和转化概念以坚实的实验基础，从而使热力学第一定律得到科学界的公认。到1850年，科学界公认能量守恒定律是自然界的普遍规律之一。;外界传递给一个物质系统的热量等于系统内能的增量和系统对外所作的功的总和。;第一类永动机;热力学第二定律;/publicforum/content/free/1/1834589.shtml;/jcschh1984/blog/item/4144e0fa2c6cedd4b48f31fe.html;从环境吸热Q 向环境做功W;第一定律的数学表达式;例: 某封闭系统在某一过程中从环境中吸收了50 kJ 的热量，对环境做了30 kJ的功，则系统在过程中热力学能变为：;7 理想气体分压定律;p总 ＝ p1 + p2 + …… + pN ＝ Σpi （i＝ 1，2，…，N） ;p1V＝n1RT，p2V＝n2RT，… ;分体积是指混合气体中任一气体在与混合气体处于相同温度下，保持与混合气体总压相同时所占有的体积。混合气体的总体积等于各种气体的分体积的代数和。;8 聚集状态与相;固态：从宏观上讲，是指具有一定的体积和形状的物体，从微观上讲，是指组成物质的微观粒子按一定规则周期性、对称性地排列，因此，我们讲的固态是结晶态。 组成结晶态的物质微粒都有较强的相互作用力（这种相互作用力称为“键”，常见的有离子键、共价键、金属键等），这些微粒在各自的平衡位置附近做无规则的振动，一般不能离开自己的平衡位置，因此固体有一定的体积，也有一定的形状，并且熔化和凝固都有确定的温度，即有确定的熔点。;液态：从宏观上讲，是指具有一定的体积，不容易被压缩，但没有一定的形状，能够流动的物体。从微观上讲，组成物质的微粒（分子）相互间也有较强的作用力，分子的排列情况更接近于固体，只是它们的有规则排列局限于很小的区域内（约在10-７m的范围内），而众多的这些小区域之间则是完全无序地聚合在一起。 ;气态：从宏观上讲，是指既没有一定的形状，也没有一定的体积的物体，它总是充满整个容器，很容易被压缩。从微观上讲，气体分子间距很大，它们的相互作用力很小，除了在相互发生碰撞或与器壁发生碰撞以外，气体分子的运动近似地可以看做是匀速直线运动，直到与其他分子或器壁发生碰撞为止，因此气体总是充满整个容器。 ;等离子态--电浆态（Plasma） ; 太阳、恒星及地球上空的电离层等都是等离子体。在整个宇宙中，按质量估计，90％以上的物质处于等离子态。自然界中也可看到等离子体现象，如闪电和极光。;不同形态的等离子体;等离子体撞击晶体;深空1号探测器（Deep Space 1 ） 及其发动机;玻色-爱因斯坦凝聚态--第五态 ; 美国麻省理工学院（MIT）的Wolfgang Ketterle和科罗拉多大学JILA研究所的Carl Wieman，Eric Cornell因在1995年6月，实验上实现玻色－爱因斯坦凝聚现象而分享了2001年度诺贝尔物理学奖。 ;玻爱凝聚态的性质： ??? 这些原子组成的集体步调一致，内部没有任何阻力。激光就是光子的玻爱凝聚，在一束细小的激光里拥挤着非常多的颜色和方向一致的光子流。超