绪论(Introduction).ppt
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1、基基 础础 化化 学学华中科技大学华中科技大学 化化 学学 与与 化化 工工 学学 院院胡永祥胡永祥第一章 绪 论 (Introduction)主要内容主要内容第一节第一节第一节第一节 基础化学课程的地位和作用基础化学课程的地位和作用基础化学课程的地位和作用基础化学课程的地位和作用第二节第二节第二节第二节 我国的法定计量单位我国的法定计量单位我国的法定计量单位我国的法定计量单位第三节第三节第三节第三节 有效数字有效数字有效数字有效数字第四节第四节第四节第四节 量纲分析量纲分析量纲分析量纲分析第五节第五节第五节第五节 溶液的组成标度溶液的组成标度溶液的组成标度溶液的组成标度目的要求目的要求1.1
2、.了解化学的研究对象、地位和作用了解化学的研究对象、地位和作用2.2.了解我国法定单位制、熟悉了解我国法定单位制、熟悉SI单位的单位的 组成方法组成方法3.3.掌握物质的量、物质的量浓度掌握物质的量、物质的量浓度4.4.熟悉质量摩尔浓度、摩尔分数的概念熟悉质量摩尔浓度、摩尔分数的概念5.5.熟练计算物质的各种组成标度熟练计算物质的各种组成标度主要内容主要内容第一节第一节 基础化学课程的地位和作用基础化学课程的地位和作用第二节第二节 我国的法定计量单位我国的法定计量单位第五节第五节 溶液的组成标度溶液的组成标度*本章小结本章小结参考文献参考文献第一节第一节 基础化学课程的地位和作用基础化学课程的
3、地位和作用一、化学是一门中心一、化学是一门中心一、化学是一门中心一、化学是一门中心 科学科学科学科学(central(central Science)Science)1.1.化学的研究对象和化学的研究对象和化学的研究对象和化学的研究对象和内容内容内容内容2.2.化学科学发展概况化学科学发展概况化学科学发展概况化学科学发展概况 古代和中古时期古代和中古时期 近代化学时期近代化学时期 现代化学时期现代化学时期 炼丹术中很重要的一种方法就炼丹术中很重要的一种方法就炼丹术中很重要的一种方法就炼丹术中很重要的一种方法就是是是是“火法炼丹火法炼丹火法炼丹火法炼丹”。它直接与火药的。它直接与火药的。它直接与
4、火药的。它直接与火药的发明有关系。所谓发明有关系。所谓发明有关系。所谓发明有关系。所谓“火法炼丹火法炼丹火法炼丹火法炼丹”大大大大约是一种无水的加热方法,晋代葛约是一种无水的加热方法,晋代葛约是一种无水的加热方法,晋代葛约是一种无水的加热方法,晋代葛洪在洪在洪在洪在“抱朴子抱朴子抱朴子抱朴子”中对火法有所记载,中对火法有所记载,中对火法有所记载,中对火法有所记载,火法大致包括:煅(长时间高温加火法大致包括:煅(长时间高温加火法大致包括:煅(长时间高温加火法大致包括:煅(长时间高温加热)、炼(干燥物质的加热)、灸热)、炼(干燥物质的加热)、灸热)、炼(干燥物质的加热)、灸热)、炼(干燥物质的加热
5、)、灸(局部烘烤)、熔(熔化)、抽(局部烘烤)、熔(熔化)、抽(局部烘烤)、熔(熔化)、抽(局部烘烤)、熔(熔化)、抽(蒸馏)、飞(又叫升,就是升华)(蒸馏)、飞(又叫升,就是升华)(蒸馏)、飞(又叫升,就是升华)(蒸馏)、飞(又叫升,就是升华)、优(加热使物质变性)。这些方、优(加热使物质变性)。这些方、优(加热使物质变性)。这些方、优(加热使物质变性)。这些方法都是最基本的化学方法,这也是法都是最基本的化学方法,这也是法都是最基本的化学方法,这也是法都是最基本的化学方法,这也是炼丹术这种愚昧的职业能够产生发炼丹术这种愚昧的职业能够产生发炼丹术这种愚昧的职业能够产生发炼丹术这种愚昧的职业能够
6、产生发明的基础。明的基础。明的基础。明的基础。古代和中古时期古代和中古时期铜炼丹炉铜炼丹炉铜炼丹炉铜炼丹炉第一节第一节 基础化学课程的地位和作用基础化学课程的地位和作用本草纲目炼轻粉(本草纲目炼轻粉(本草纲目炼轻粉(本草纲目炼轻粉(HgHg2 2ClCl2 2)升炼轻粉法:用水银一两、白升炼轻粉法:用水银一两、白升炼轻粉法:用水银一两、白升炼轻粉法:用水银一两、白矾二两、食盐一两,同研,不矾二两、食盐一两,同研,不矾二两、食盐一两,同研,不矾二两、食盐一两,同研,不见星。铺于器内,以小乌盆覆见星。铺于器内,以小乌盆覆见星。铺于器内,以小乌盆覆见星。铺于器内,以小乌盆覆之。筛灶灰,盐水和,封固盆
7、之。筛灶灰,盐水和,封固盆之。筛灶灰,盐水和,封固盆之。筛灶灰,盐水和,封固盆口,以炭打二柱香。取开,则口,以炭打二柱香。取开,则口,以炭打二柱香。取开,则口,以炭打二柱香。取开,则粉升于盒上面。其白如雪,轻粉升于盒上面。其白如雪,轻粉升于盒上面。其白如雪,轻粉升于盒上面。其白如雪,轻盈可爱。一两汞可升粉八钱。盈可爱。一两汞可升粉八钱。盈可爱。一两汞可升粉八钱。盈可爱。一两汞可升粉八钱。化学反应式为:化学反应式为:化学反应式为:化学反应式为:戥子戥子戥子戥子铁药碾铁药碾铁药碾铁药碾铜杵臼铜杵臼 12Hg+4KAl(SO4)2+12NaCl+3O2 2K2SO4+6Na2SO4+2Al2O3+6
8、Hg2Cl212Hg+4KAl(SO4)2+12NaCl+3O2 2K2SO4+6Na2SO4+2Al2O3+6Hg2Cl2第一节第一节 基础化学课程的地位和作用基础化学课程的地位和作用第一节第一节 基础化学课程的地位和作用基础化学课程的地位和作用 炼金术虽然是古人企图炼金术虽然是古人企图“点石成金点石成金”或或炼制炼制“长生不老长生不老”药物的方术,然而都也药物的方术,然而都也是以古代物质理论和古代化学工艺知识相是以古代物质理论和古代化学工艺知识相结合而形成的结合而形成的“类化学实验类化学实验”活动,从而活动,从而也积累了相当丰富的化学知识,并成为近也积累了相当丰富的化学知识,并成为近代科学
9、化学产生的前躯或基础,例如,现代科学化学产生的前躯或基础,例如,现代的代的“化学化学”(Chemistry)一词就是由)一词就是由“炼金术炼金术”(alchemy)一词演化而。)一词演化而。第一节第一节 基础化学课程的地位和作用基础化学课程的地位和作用 公元公元公元公元7 7世纪,中国炼丹世纪,中国炼丹世纪,中国炼丹世纪,中国炼丹术西传至阿拉伯,术西传至阿拉伯,术西传至阿拉伯,术西传至阿拉伯,8 8世纪开世纪开世纪开世纪开始传入欧洲,并同西方炼金始传入欧洲,并同西方炼金始传入欧洲,并同西方炼金始传入欧洲,并同西方炼金术结合在一起逐步发展成为术结合在一起逐步发展成为术结合在一起逐步发展成为术结合
10、在一起逐步发展成为近代化学,直至现代化学科近代化学,直至现代化学科近代化学,直至现代化学科近代化学,直至现代化学科学。因此可以说,中国不仅学。因此可以说,中国不仅学。因此可以说,中国不仅学。因此可以说,中国不仅是炼金术的发源地,而且也是炼金术的发源地,而且也是炼金术的发源地,而且也是炼金术的发源地,而且也是整个化学的发源地。著名是整个化学的发源地。著名是整个化学的发源地。著名是整个化学的发源地。著名科学史家李约瑟说,中国是科学史家李约瑟说,中国是科学史家李约瑟说,中国是科学史家李约瑟说,中国是“整个化学最重要的根源之整个化学最重要的根源之整个化学最重要的根源之整个化学最重要的根源之一一一一”,
11、“化学是地地道道从化学是地地道道从化学是地地道道从化学是地地道道从中国传出去的中国传出去的中国传出去的中国传出去的”现代钢铁厂的三座高炉现代钢铁厂的三座高炉 第一节第一节 基础化学课程的地位和作用基础化学课程的地位和作用3.化学与其他学科的关系化学与其他学科的关系第一节第一节 基础化学课程的地位和作用基础化学课程的地位和作用二二二二.化学与医学的关系化学与医学的关系化学与医学的关系化学与医学的关系1.化学与医学的关系密切化学与医学的关系密切化学与医学的关系密切化学与医学的关系密切 (1 1)体内的化学反应体内的化学反应体内的化学反应体内的化学反应 (2 2)临床检验)临床检验)临床检验)临床检
12、验 (3 3)药物提取和合成)药物提取和合成)药物提取和合成)药物提取和合成 (4 4)药理化学)药理化学)药理化学)药理化学 (5 5)环境化学)环境化学)环境化学)环境化学2.2.现代医学的发展得益于现代化学的发展成果现代医学的发展得益于现代化学的发展成果现代医学的发展得益于现代化学的发展成果现代医学的发展得益于现代化学的发展成果第一节第一节 基础化学课程的地位和作用基础化学课程的地位和作用三、怎样学好基础化学三、怎样学好基础化学三、怎样学好基础化学三、怎样学好基础化学 预习预习预习预习 初步了解课程内容,发现问题初步了解课程内容,发现问题初步了解课程内容,发现问题初步了解课程内容,发现问
13、题,带着问题听课,有的放矢;带着问题听课,有的放矢;带着问题听课,有的放矢;带着问题听课,有的放矢;听课听课听课听课 基本理解课程内容,提高逻辑基本理解课程内容,提高逻辑基本理解课程内容,提高逻辑基本理解课程内容,提高逻辑 思维能力;思维能力;思维能力;思维能力;实验和作业实验和作业实验和作业实验和作业 加深课程内容的理解并加深课程内容的理解并加深课程内容的理解并加深课程内容的理解并 熟练应用熟练应用熟练应用熟练应用 复习和答疑复习和答疑复习和答疑复习和答疑 加深记忆和理解加深记忆和理解加深记忆和理解加深记忆和理解 笔笔 记记1.自学笔记:自学笔记:定义、概念和公式定义、概念和公式2.课堂笔记
14、:课堂笔记:自学记录补充自学记录补充3.整理笔记:整理笔记:看参考书,做看参考书,做练习。练习。第一节第一节 基础化学课程的地位和作用基础化学课程的地位和作用第二节第二节 我国的法定计量单位我国的法定计量单位一、什么是国际单位制一、什么是国际单位制 1960年年,第第11届届国际计量大会国际计量大会 CGPM将以将以米、千克、米、千克、秒、安培、开秒、安培、开尔文、坎德拉尔文、坎德拉这六个基本单这六个基本单 位为基础位为基础的单位制命名为的单位制命名为“国际单位制国际单位制”,用用符号符号“SI”表示。表示。1971年年,第第14届届CGPM又决定增又决定增加第加第 7 个基本单位个基本单位
15、摩尔摩尔(mole)。第二节第二节 我国的法定计量单位我国的法定计量单位二、国际单位制的构成二、国际单位制的构成1.SI基本单位基本单位*2.SI导出单位导出单位*3.SI词头词头*4.三、我国的法定计量单位三、我国的法定计量单位*第三节第三节 有效数字有效数字1 1有效数字的概念 有效数字(significant figure)是既能表达数值大小,又能表明测量值准确程度的数字表示方法,它包括测得的全部准确数字和一位可疑数字,可疑数字的误差为1。2526?第三节第三节 有效数字有效数字1 1有效数字的概念 在有效数字的表示中,09这10个数字,只有“0”作为定位时是非有效数字。例如溶液体积20
16、.50 mL=0.02050 L,后者在在数字“2”之前的“0”只起定位作用,不是有效数字。0.02050有四位有效数字。第三节第三节 有效数字有效数字 为了准确表述有效数字,需要使用科学计数法(scientific notation)。科学计数法用一位整数、若干位小数和10的幂次表示有效数字。如4.2103 (两位有效数字),4.20103 (三位有效数字),4.200103 (四位有效数字)。第三节第三节 有效数字有效数字 表示倍率、分率的数,凡定义给定的值、表示倍率、分率的数,凡定义给定的值、国际协议的值等,不带有误差者,称为准国际协议的值等,不带有误差者,称为准确值(确值(exact
17、numberexact number),不受有效数字位),不受有效数字位数限制。数限制。例如例如 以以 Na Na2 2COCO3 3为基本单元,摩尔质量为基本单元,摩尔质量 MM(Na(Na2 2COCO3 3)=(106.02)gmol)=(106.02)gmol-1-1,此处此处2 2是自然数。是自然数。一般计算时也不考虑相对原子质量等常数一般计算时也不考虑相对原子质量等常数的有效数字位数。的有效数字位数。第三节第三节 有效数字有效数字 化化学学中中常常见见的的以以对对数数表表示示的的pHpH、p pK K及及lglgc c等等,其其有有效效数数字字的的位位数数,仅仅取取决决于于小小数数
18、部部分分的的位位数数,因因为为整整数数部部分分只只与与其其对对应应真真数数中中的的1010的的方方次次有有关关。如如pH pH=10.2010.20有有两两位位有有效效 数数 字字,与与 表表 示示 成成 HH3 3O O+=6.3106.310-11-11 molLmolL-1-1一致。一致。第三节第三节 有效数字有效数字2 2有效数字及其运算规则1.修约 当实验测定值和计算值的有效位数确定之当实验测定值和计算值的有效位数确定之后,要对它后面的多余的数字进行取舍,后,要对它后面的多余的数字进行取舍,这一过程称为修约(这一过程称为修约(roundingrounding),通常按),通常按“四舍
19、六入五留双四舍六入五留双”规则进行处理。规则进行处理。当约去数为当约去数为 4 4时舍弃,为时舍弃,为 6 6时则进位;时则进位;当约去数为当约去数为5 5而后面无其它数字时,若保而后面无其它数字时,若保留数是偶数留数是偶数(包括包括0)0)则舍去则舍去,是奇数则进是奇数则进位位,使修约后的最后一位数字为偶数。使修约后的最后一位数字为偶数。第三节第三节 有效数字有效数字2.加减运算加减运算 加减运算所得结果的有效数字位数以参加运加减运算所得结果的有效数字位数以参加运算各数字中精度最低,即小数点后位数最少算各数字中精度最低,即小数点后位数最少的数为准。例如的数为准。例如0.5362+0.250.
20、5362+0.25,和为,和为0.790.79。3.3.乘除运算乘除运算 乘除运算所得结果的有效数字位数以参加运乘除运算所得结果的有效数字位数以参加运算各数字中相对误差最大算各数字中相对误差最大,即有效数字位数即有效数字位数最少的数为准。例如最少的数为准。例如0.0121 25.64,0.0121 25.64,积为积为0.3100.310。第三节第三节 有效数字有效数字例:例:计算计算21.64 mL,0.2463 mol/L A21.64 mL,0.2463 mol/L A溶液中溶质溶液中溶质物质的量。物质的量。解:解:0.2463 mol/L21.64 mL=5.340 mmol 0.24
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