《大学化学教学资料》热化学与能源（2013.9）.pptVIP

绪论 了解化学的发展史 了解化学分支学科的形成与发展 了解现代化学的发展及趋势 化学的定义： 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。 化学是研究包括原子、分子、分子片、超分子等各种物质的不同层次与复杂程度的聚集态的合成和制备、反应和转化，分离和分析，结构和形态，化学物理性能和生物与生理活性及其规律和应用的科学。 化学是创造新物质的分子科学 化学变化的三大特征 1) 化学变化是质变—— 化学变化是旧化学键破坏和新化学键形成的过程，其实质是化学键的重新改组。 2) 化学变化是定量的变化——化学变化涉及原子核外电子的重新组合，而原子核并不发生变化。因此在化学变化前后，参与反应的元素种类不会变化。由于原子核外电子的总数未变，所以化学变化前后物质的总质量不变，即服从质量守恒定律，而且参与反应的各种物质之间有确定的计量关系。 3) 化学变化伴随着能量变化——由于各种化学键的键能不同，所以当化学键发生改组时，必然伴随着能量的变化，伴随着体系与环境的能量交换。 1.1 从经验到科学（从古代 ~ 19世纪） 1.1.1 古代的化学实践 时间: 上古时期（公元前三、四千年）-18世纪， 历经五、六千年 活动：制陶、金属冶炼、酿造、制药等 特点：(1) 积累了大量的实践经验知识 (2) 没有理论指导，具有自发性、盲目性 1.1.2 近代化学的建立和发展 时间：17世纪——19世纪 (一）元素概念的提出 标志： 波义耳的元素概念(1661)(化学之父） 所指出的元素，就是某种不由任何其他物质构成的原始的和简单的物质，或是完全没有混杂的物质，他们是一些基本成分，一切被称为真正的混合物都是由这些成分直接混合而成，并且最后仍分解为这些成分。 （二）科学燃烧学说的建立 拉瓦锡的科学燃烧学说(1777) （近代化学之父） 总结自己和前人的化学实验结果，说明燃烧时因为有氧气存在，从而建立了科学的氧学说 意义：（1）对燃烧现象给出了科学的解释 （2）使人们摆脱了关于炼金术中“灵气”“精灵”之类迷信思想的束缚，使化学研究真正建立在科学基础之上。 （三）原子分子理论的建立 道尔顿的原子学说(1803) 元素的最终组成称为原子，原子是不可见的，不可再分割的。他们在化学变化中保持其本性不变。 阿佛加德罗的分子学说(1860) 提出分子概念，并把分子原子区别开来，指出在游离状态下单质或化合物能独立存在的质点是分子而非原子，原子是参加化学反应的最小质点。 分支学科的形成与发展（19世纪至今） 1.2.1 无机化学 1、新元素不断被发现 通过分析和处理矿石发现了铂系元素的钯铑锇等 通过电解金属盐类发现了新元素钾钙钠镁等 用分光镜观察研究火焰颜色发现了铯铷铟等 积累了大量无机物的性质制备等知识 2、元素周期律的发现 大量元素，无机化合物及其性质的积累为元素周期律打下了基础，1869年，俄国的门捷列夫发表元素周期律表。（元素性质随原子量大小呈周期性变化） 3、无机化学的发展 元素周期律建立之后，人们有目的地发现新元素及其化合物，无机化学得以快速发展 发现更多的元素和无机物 认识更多的无机物反应规律 揭示了无机物的结构以及结构与性质的关系 研究和开发无机物在生产和科学实践中的应用价值 1.2.2 有机化学 研究碳氢化合物及其衍生物的化学分支，也有人称为“碳的化学”。 1.2.2 有机化学 1、从有机化合物的提取和提纯到有机物的人工合成 1824年之前，从天然的植物和动物中提取，分离和提纯有机物：例如酒精，乳酸 1824年之后，有机合成迅速发展 1965年，我国科学家在世界首次人工合成了蛋白质—胰岛素 2、从有机元素分析到有机结构理论 1832年，维勒和李比希提出基，取代基的概念 1834年杜马提出取代学说 1843年日拉尔提出同系物的概念 1865年凯库勒提出苯的环状结构模型 3、石油有机化学的发展 北宋时期，沈括创造了用石油碳黑代替松木碳黑制造墨的工艺 19世纪下半叶从石油中提炼煤油，汽油，柴油作为能源用 20世纪石油化工：裂解、聚合、重整、异构化等，制备化工原料化工产品 20世纪末至今：绿色石油化工 4、高分子化学 1.2.3 分析化学 测量和表征物质的组成和结构的分支学科。 1、早期的化学分析 焰色，外观，晶体形状 1685年，波义尔的定性分析 2、定性系统分析方法的产生 3、定量分析法的确定与发展 重量分析法（天平）和容量分析法（四大滴定） 4、仪器分析的发展 1.2.4 物理化学 1、热化学与热力学 1780年拉瓦锡和拉普拉斯用冰量热计测量热 1836年盖斯发现盖斯定律 1842年迈克尔，焦耳和格