《无机化学》
课程教案
开设学院：生物工程学院
主讲教师：
教案用纸
课程章节名称
第一章化学基本概念和热力学知识初步
教学目的、要求
1.掌握物质的量的概念及有关计算；
2.理想气体状态方程式及混合气体的分压定律；
3.掌握热化学方程式的书写和从物质的标准摩尔生成焓计算标准摩尔反应焓变。
重点
难点
1.理想气体状态方程式及混合气体的分压定律
2.计算标准摩尔反应焓变
教学环节时间分配
3课时
教学手段、教学方法和实施步骤
多媒体
授课内容:
第一节化学基本量和化学计算
1.1.1物质的量
物质的量是七个国际基本物理量之一。这七个基本物理量包括长度、时间、质量、电流、温度、发光强度和物质的量。
物质的多少可用物质的量表示，物质的量与组成物质的基本单元数成正比，即：任何物质都可以认为是由某种基本单元组成的；组成物质的基本单元数的大小可表示物质的多少。物质的量就是用组成物质的基本单元数的大小来表示物质多少的物理量。
在一般情况下，由于组成物质的基本单元数目巨大，读写、表示都不方便，故规定以摩尔为物质的量的单位。每摩尔物质的基本单元数为NA，NA为阿佛加德罗常数。
第二节化学反应中的计量关系与化学计算
化学反应中的物质的量关系，可根据已配平的化学方程式进行计算。例如，硫酸和氢氧化钠中和生成硫酸钠和水的反应，可用下列化学方程式表示：
H2SO4+2NaOH=Na2SO4+2H2O
由此可知，1分子H2SO4与2分子NaOH反应生成1分子Na2SO4和2分子H2O.
在研究化学反应的过程，常常需要了解物质的量的变化情况。例如在合成氨反应中：
若N2消耗了1mol，H2消耗3mol，而NH3则增加了2mol。反应式中，分子式前面的系数称为化学计量系数(以下简称为计量系数)。对反应物来讲是量的减少，取负值；对生成物来讲是量的增加，取正值。
第三节气体
1.3.1理想气体及状态方程
1.理想气体
理想气体是分子之间没有相互吸引和排斥，分子本身的体积相对于气体所占有体积完全可以忽略的一种假想情况。对于真实气体，只有在低压高温下，才能近似地看成理想气体。
2.理想气体状态方程式
理想气体状态方程式
PV=nRT
3.理想气体状态方程式的应用
根据PV=nRT可以确定气体所处的状态或状态变化。
(1)计算P，V，T，n四个物理量之一
PV=nRT适用于温度不太低，压力不太高的真实气体。
(2)气体摩尔质量、分子量的计算，并由此推断其分子式。
1.3.2分压定律
1.道尔顿(Dalton)分压定律
理想气体混合物：当几种不同的气体在同一容器中混合时，相互间不发生化学反应，分子本身的体积和它们相互间的作用力都可以忽略不计，这就是理想气体的混合物。
第四节化学反应中的质量关系和能量关系
1.4化学反应中的质量关系和能量关系
人们从长期实践中认识并总结出一条规律：化学方法只能改变物质的组成形式，而不能改变物质的质量，它遵守质量守恒定律。在化学反应过程中还常常伴有能量的变化，在能量的转化过程中，遵守能量守恒定律。
1.4.1质量守恒定律
参加化学反应各物质的质量总和，等于反应后生成的各物质的质量总和，这个规律叫做质量守恒定律。运用物质结构知识，化学反应的过程可表示如下：
反应物分子破裂(旧键断裂)吸收能量原子重新组合(新键的形成)释放能量生成物分子
因为反应前后原子的种类没有改变，原子的数目也没有增减，原子的质量也没有变化，所以，反应前后物质的质量总和必然相等。
1.4.2反应的热效应
1.基本概念
(1)系统和环境
物质世界是无穷尽的，研究问题只能选取其中的一部分。
系统：系统是被人为地划定的作为研究对象的物质(又叫体系或物系)。
(2)状态和状态函数
热力学中，系统的性质确定体系的状态。系统的状态是体系一切性质的综合表现。性质指温度、压力、体积和物质的量。当系统的所有性质各具有确定的值而不再随时间变化时，系统处于一定的状态。如果系统有一种性质发生了变化，则系统的状态发生变化。
(3)过程
系统状态的变化称为过程。过程进行的具体方式称为途径。变化前系统所处的状态称为初始状态(简称初态)，变化后系统所处的状态称为最终状态(简称终态)。系统从同一始态变化到同一终态，可以经过各种不同的途径。
1.4.3热力学第一定律
1.热和功
热和功是系统发生变化时与环境进行能量交换的两种形式。也就是说，只有当系统经历某过程时，才能以热和功的形式与环境交换能量。热和功均具有能量的单位，如J、kJ等。
1.4.4化学反应的热效应
1.恒容热、恒压热和焓
当生成物与反应物的温度相同时，并且反应过程中系统只做体积功时，化学反应过程中吸收或放出的热量，称为化学反应的热效应，简称反应热。反应热与系统的组