工程化學(xué)緒論

緒論主要內(nèi)容1.1化學(xué)的研究對(duì)象及其發(fā)展簡(jiǎn)史1.2

化學(xué)的學(xué)科分支及其在社會(huì)發(fā)展中的作用1.3

物理量的表示方法1.4基礎(chǔ)化學(xué)教學(xué)目的和學(xué)習(xí)方法§1.1化學(xué)的研究對(duì)象及其發(fā)展簡(jiǎn)史1.化學(xué)的研究對(duì)象化學(xué)是研究物質(zhì)變化的科學(xué)。世界是物質(zhì)的，物質(zhì)有實(shí)物和場(chǎng)兩種基本形態(tài)。前者具有靜止的質(zhì)量，是化學(xué)研究的對(duì)象。包括大至宏觀的天體，小至分子、原子、離子等；場(chǎng)是只有運(yùn)動(dòng)質(zhì)量而沒有靜止質(zhì)量的物質(zhì)，如引力場(chǎng)、電磁場(chǎng)等。變化是運(yùn)動(dòng)的物質(zhì)永恒的主題，化學(xué)變化的主要特征是在原子核不變的前提下生成了新的物質(zhì)?；瘜W(xué)是研究原子、分子層次范圍內(nèi)的物質(zhì)結(jié)構(gòu)和能量變化的科學(xué)，是物質(zhì)科學(xué)的基礎(chǔ)學(xué)科之一，是一門中心的、實(shí)用的、創(chuàng)造性的科學(xué)。2.化學(xué)發(fā)展簡(jiǎn)史

原始人類從用火之時(shí)開始，由野蠻進(jìn)入文明，同時(shí)也就開始了用化學(xué)方法認(rèn)識(shí)和改造天然物質(zhì)?；皓と紵褪且环N化學(xué)現(xiàn)象。掌握了火以后，人類開始熟食;逐步學(xué)會(huì)了制陶、冶銅、煉鐵；以后，又懂得了釀造、染色等等。這些由天然物質(zhì)加工改造而成的制品，成為古代文明的標(biāo)志。在這些生產(chǎn)實(shí)踐的基礎(chǔ)上，萌發(fā)了古代化學(xué)知識(shí)。在古代和中古時(shí)代，中國(guó)、希臘、印度、阿拉伯和西歐各國(guó)都興起、盛行過煉金術(shù)和煉丹術(shù)。其指導(dǎo)思想是深信物質(zhì)能轉(zhuǎn)化，試圖在煉丹爐中奪造化之功，人工合成金銀或修煉長(zhǎng)生不老之藥，有目的地將各類物質(zhì)搭配燒煉，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。為此設(shè)計(jì)了研究物質(zhì)變化用的各種器皿，如升華器、蒸餾器、研缽等，也創(chuàng)造了各種實(shí)驗(yàn)方法，如研磨、混合、溶解、結(jié)晶、灼燒、熔融、升華、密封等。與此同時(shí)，進(jìn)一步分類研究了各種物質(zhì)的性質(zhì)，特別是相互反應(yīng)的性能。這些都為近代化學(xué)的產(chǎn)生奠定了基礎(chǔ)，許多器具和方法經(jīng)過改造后仍然在今天的化學(xué)實(shí)驗(yàn)室中沿用。在公元8世紀(jì)時(shí)阿拉伯各國(guó)中煉金術(shù)甚至就是化學(xué)的代名詞。

15世紀(jì)以后，隨著歐洲工業(yè)革命的勝利，生產(chǎn)力得到了飛速的發(fā)展，英國(guó)科學(xué)家波義耳（RichardBoyle，1627-1691）用機(jī)械論方法研究化學(xué)，提出各種物質(zhì)的微粒都是由基本粒子的不同聚合體構(gòu)成的，通過基本粒子的重新排列組合，某種物質(zhì)完全可以衍變成任何其他物質(zhì)。在當(dāng)時(shí)的科學(xué)家中，全盤接受波義耳化學(xué)思想的只有牛頓（IsaacNewton，1642-1727）。波義耳還對(duì)燃燒現(xiàn)象的本質(zhì)進(jìn)行了探討，認(rèn)為火是由一種實(shí)實(shí)在在的、具有質(zhì)量的火微粒所構(gòu)成。恩格斯曾指出“波義耳把化學(xué)確立為科學(xué)”。

1703年，德國(guó)哈雷大學(xué)的教授施塔爾（GeorgErnstStahl，1660～1734），提出了一個(gè)解釋燃燒現(xiàn)象甚至整個(gè)化學(xué)的完整、系統(tǒng)的學(xué)說。他認(rèn)為物質(zhì)燃燒是因?yàn)槠浜小叭妓亍保纾菏^、黃金不含燃素，所以不可能燃燒。燃燒時(shí)燃素從物體中逸走之后，此物體就不再是可燃的了。按照他的學(xué)說，一切化學(xué)變化，乃至物質(zhì)的化學(xué)性質(zhì)、顏色、氣味的改變都可以歸結(jié)為物體釋放燃素或吸收燃素的過程。在當(dāng)時(shí)，燃素學(xué)說所不能自圓其說并受到最大責(zé)難的就是金屬煅燒后增重的事實(shí)。盡管燃素論有很多缺點(diǎn)和錯(cuò)誤概念，但它在化學(xué)發(fā)展上仍起了有益的作用，因而在一定程度促進(jìn)了化學(xué)的發(fā)展。

在18世紀(jì)中期，盡管燃素說統(tǒng)治了整個(gè)化學(xué)領(lǐng)域，然而一直有些科學(xué)家持懷疑和批判的態(tài)度。其中，對(duì)燃燒作用做了全面周密的研究，令人信服地抨擊了燃素學(xué)說的錯(cuò)誤，建立起燃燒的氧化學(xué)說的人則是杰出的法國(guó)化學(xué)大師拉瓦錫（AntoineLaurentLavoisier，1743～1794）。

拉瓦錫是一個(gè)巨富律師之子。他工作的突出特點(diǎn)是注重定量研究，善于發(fā)揮天平在化學(xué)研究中的作用。拉瓦錫在他的一系列實(shí)驗(yàn)和論述中，都自覺地遵循質(zhì)量守恒定律，并且又以嚴(yán)格的實(shí)驗(yàn)證明了這一定律的含義，被后人又稱為“定量化學(xué)之父”。

拉瓦錫制取了所謂的“純粹空氣”—氧氣，發(fā)現(xiàn)這種氣體不僅有助于燃燒，而且有助于呼吸。拉瓦錫的燃燒理論走向完善的關(guān)鍵一步是他通過實(shí)驗(yàn)辨明了水的組成，結(jié)束了自古以來普遍認(rèn)為水是元素的錯(cuò)誤見解。至此，統(tǒng)治了人們100多年的燃素學(xué)說被徹底摧毀了，取而代之的是以氧為核心的生機(jī)勃勃的燃燒學(xué)說。拉瓦錫是近代化學(xué)元素學(xué)說的奠定者，他使化學(xué)發(fā)生了全面的革命，從此，化學(xué)學(xué)科進(jìn)入了一個(gè)蓬勃發(fā)展的新紀(jì)元。

19世紀(jì)的化學(xué)出現(xiàn)了非常繁榮的局面。首先，1803年，道爾頓（1766～1844）提出了原子學(xué)說。道爾頓原子學(xué)說在化學(xué)的發(fā)展歷史上具有劃時(shí)代的意義，它從根本上闡明了質(zhì)量不滅定律的內(nèi)在含義，把元素學(xué)說與原子學(xué)說有機(jī)地統(tǒng)一起來。道爾頓的學(xué)說對(duì)于復(fù)雜原子的解釋是略欠考慮的，因?yàn)樗诮忉屔w?呂薩克的氣體反應(yīng)體積定律時(shí)遇到了困難。這兩者之間的矛盾引起了意大利物理學(xué)家阿伏伽德羅的深思。于是，他在物體與原子這兩種物質(zhì)層次間再引進(jìn)了一個(gè)新的觀點(diǎn)—分子。對(duì)化合物而言，分子就是道爾頓所謂的“復(fù)雜原子”，對(duì)單質(zhì)而言，是由幾個(gè)相同的原子結(jié)合而成。這樣，對(duì)蓋?呂薩克的氣體反應(yīng)體積定律就有了合理的解釋。從此化學(xué)進(jìn)入了現(xiàn)代化學(xué)時(shí)期。今天的化學(xué)己經(jīng)達(dá)到了由描述到推理，由定性到定量，由宏觀到微觀，由靜態(tài)到動(dòng)態(tài)的發(fā)展過程，形成了一個(gè)完整的化學(xué)體系?；瘜W(xué)的研究對(duì)象和研究目的越來越明細(xì)，傳統(tǒng)的化學(xué)大致分為六大分支學(xué)科，即化學(xué)的二級(jí)學(xué)科，

無機(jī)化學(xué)以1870年門捷列夫（1834~1907）發(fā)現(xiàn)周期律、公布周期表為標(biāo)志。18-19世紀(jì)，隨著生產(chǎn)和科學(xué)水平的不斷提高，平均每?jī)赡臧胱笥揖陀幸粋€(gè)新元素被發(fā)現(xiàn)，到1869年已有63種元素為科學(xué)家所認(rèn)識(shí)。同時(shí)，人們對(duì)元素的化合價(jià)和原子量的確定也有了統(tǒng)一的認(rèn)識(shí)。§1.2

化學(xué)的學(xué)科分支及其在社會(huì)發(fā)展中的作用1.化學(xué)的學(xué)科分支進(jìn)入20世紀(jì)以后，在無機(jī)化學(xué)方面有了更多重大的發(fā)明和發(fā)現(xiàn)，如工業(yè)規(guī)模合成氨，氨氧化法生產(chǎn)硝酸，并研究出工業(yè)生產(chǎn)無機(jī)酸、鹽類、肥料和無機(jī)高聚物以及其他物質(zhì)的新方法，發(fā)現(xiàn)了復(fù)合氫化物并進(jìn)行了深入的研究，制備了若干新化合物。隨著量子化學(xué)的引入，二次大戰(zhàn)對(duì)原子核能的刺激，以及大量元素有機(jī)化合物的發(fā)現(xiàn)，無機(jī)化學(xué)被推到了一個(gè)新的蓬勃發(fā)展的階段，現(xiàn)代無機(jī)化學(xué)在合成新材料、超導(dǎo)體、配合物催化劑、金屬原子簇化學(xué)、核化學(xué)、生物無機(jī)化學(xué)等領(lǐng)域正在發(fā)揮著越來越重要的作用。有機(jī)化學(xué)的結(jié)構(gòu)理論形成于19世紀(jì)下半葉。1861年德國(guó)化學(xué)家凱庫(kù)勒（F.A.Kekule）提出碳的四價(jià)概念及1874年荷蘭化學(xué)家范特霍夫（J.H.van'tHoff）和法國(guó)化學(xué)家勒貝爾（Lebel）的四面體學(xué)說，至今仍是有機(jī)化學(xué)最基本的概念之一。新興有機(jī)合成化學(xué)工業(yè)的開發(fā)，尤以染料與制藥工業(yè)最為突出。20世紀(jì)以來，有機(jī)化學(xué)領(lǐng)域達(dá)到了前所未有的繁榮，世界上每年大約合成近百個(gè)新化合物，其中70％以上是有機(jī)化合物，有機(jī)化學(xué)正朝著高選擇性合成、天然復(fù)雜有機(jī)物的合成與分離、有機(jī)金屬化合物的研究開發(fā)等領(lǐng)域不斷推進(jìn)。

目前分析化學(xué)正處于第三次變革，它不再只限于測(cè)定物質(zhì)組成和含量，而要對(duì)物質(zhì)的狀態(tài)、結(jié)構(gòu)、微區(qū)，薄層和表面的組成與結(jié)構(gòu)以及化學(xué)行為和生物活性等作出瞬時(shí)追蹤，無損和在線監(jiān)測(cè)等分析及過程控制，甚至要求直接觀察到原子和分子的形態(tài)與排列。

分析化學(xué)分支形成最早，隨著工業(yè)生產(chǎn)、科學(xué)研究對(duì)分析靈敏度的要求越來越高，儀器分析技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生了。它主要包括：吸光光度法、發(fā)射光譜法、放射分析法等現(xiàn)代化的分析技術(shù)。儀器分析法超越了經(jīng)典分析方法的局限，根據(jù)被檢測(cè)組分的某種光學(xué)的、電學(xué)的、放射線的特性，靈敏度可以達(dá)到很高的水平。如對(duì)運(yùn)動(dòng)員的興奮劑監(jiān)測(cè)，尿樣中某些藥物濃度即使低到10-13g?mL-1時(shí)，也難躲避分析化學(xué)家們的銳利眼睛。物理化學(xué)是從化學(xué)變化與物理變化的聯(lián)系入手，研究化學(xué)反應(yīng)的方向和限度、化學(xué)反應(yīng)的速率和機(jī)理以及物質(zhì)的微觀結(jié)構(gòu)與宏觀性質(zhì)間的關(guān)系等科學(xué)，它是化學(xué)學(xué)科的理論核心。在研究各類物質(zhì)的性質(zhì)和變化規(guī)律的過程中，化學(xué)逐漸發(fā)展成為若干分支學(xué)科，但在探索和處理具體課題時(shí)，這些分支學(xué)科又相互聯(lián)系、相互滲透。無機(jī)物或有機(jī)物的合成總是研究（或生產(chǎn)）的起點(diǎn)，在進(jìn)行過程中必定要靠分析化學(xué)的測(cè)定結(jié)果來指示合成工作中原料、中間體、產(chǎn)物的組成和結(jié)構(gòu)，這一切當(dāng)然都離不開物理化學(xué)的理論指導(dǎo)。

20年代以后，由于世界經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展、化學(xué)鍵的電子理論和量子力學(xué)的誕生、電子技術(shù)和計(jì)算機(jī)等技術(shù)的興起，化學(xué)研究在理論上和實(shí)驗(yàn)技術(shù)上都獲得了飛躍發(fā)展。化學(xué)學(xué)科在其發(fā)展過程中與其他學(xué)科交叉結(jié)合形成了多種邊緣學(xué)科，如生物化學(xué)、環(huán)境化學(xué)、農(nóng)業(yè)化學(xué)、醫(yī)藥化學(xué)、材料化學(xué)、地球化學(xué)、放射化學(xué)、激光化學(xué)、計(jì)算化學(xué)、星際化學(xué)等等?；瘜W(xué)是一門古老的學(xué)科，隨著人類社會(huì)的進(jìn)步，科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，化學(xué)變得愈來愈重要了。從衣、食、住、行來看，色澤鮮艷的衣服需要經(jīng)過化學(xué)處理和印染，豐富多彩的合成纖維是化學(xué)的一大貢獻(xiàn)。要裝滿糧袋子，豐富菜籃子，關(guān)鍵之一是發(fā)展化肥和農(nóng)藥的生產(chǎn)。加工制造色香味俱佳的食品，離不開各種食品添加劑，如甜味劑、防腐劑、香料、調(diào)味劑等等，它們大多是用化學(xué)合成方法或用化學(xué)分離方法從天然產(chǎn)物中提取出來的?，F(xiàn)代建筑所用的水泥、石灰、油漆、玻璃和塑料等材料都是化工產(chǎn)品。2.化學(xué)在社會(huì)發(fā)展中的的作用用以代步的各種現(xiàn)代交通工具，不僅需要汽油、柴油作動(dòng)力，還需要各種汽油添加劑、防凍劑，以及機(jī)械部分的潤(rùn)滑劑，這些都是石油化工產(chǎn)品。此外，人們需要的藥品、洗滌劑、美容品和化妝品等日常生活必不可少的用品也都是化學(xué)制劑。油、防凍劑也都是化工產(chǎn)品。再有導(dǎo)彈的生產(chǎn)，人造衛(wèi)星的發(fā)射都需要很多具有特殊性能的化學(xué)品，如高能燃料、高能電池、光敏膠片及耐高溫、耐輻射材料的生產(chǎn)都離不開化學(xué)。原美國(guó)化學(xué)會(huì)主席R.Breslow在1997年美國(guó)化學(xué)會(huì)出版的《化學(xué)的今天和明天—一門中心的、實(shí)用的和創(chuàng)造性的科學(xué)》一書中，對(duì)化學(xué)有一段形象描述：“從早晨開始，我們?cè)谟没瘜W(xué)品建造的住宅和公寓中醒來，使用化學(xué)家們?cè)O(shè)計(jì)的肥皂和牙膏并穿上有合成纖維和合成染料制成的衣著，即使天然的纖維（如羊毛和棉花）也是經(jīng)化學(xué)品處理過并染色的，這樣可以改進(jìn)它們的性能。為了保護(hù)起見，我們的食品被包裝起來和冷藏起來，并且這些食品或是用肥料、除草劑和農(nóng)藥使之成長(zhǎng)；或是家畜類需用獸醫(yī)藥來防?。换蚴蔷S生素類可以加到食品中或制成片劑后口服；甚至我們購(gòu)買的天然食品，諸如牛奶，也必須經(jīng)過化學(xué)檢驗(yàn)來保證純度。我們的交通工具——汽車、火車、飛機(jī)——在很大程度上是要依靠化學(xué)加工業(yè)的產(chǎn)品；晨報(bào)是印刷在經(jīng)化學(xué)方法制成的紙上，所用的油墨是由化學(xué)家們制造的；用于說明事物的照片要用化學(xué)家們制造的卷片；在我們生活中的所有金屬制品都是用礦石經(jīng)過以化學(xué)為基礎(chǔ)的冶煉轉(zhuǎn)化變成金屬或?qū)⒔饘僮兂珊辖?，化學(xué)油漆還能保護(hù)它們?；瘖y品是由化學(xué)家制造和檢驗(yàn)過的，執(zhí)法用的和國(guó)防上用的武器要依靠化學(xué)。事實(shí)上，使用的產(chǎn)品中很難找出由哪一種不是依靠化學(xué)和在化學(xué)家們的幫助下制造出來的?！?/p>

因此，化學(xué)已滲透到了國(guó)民經(jīng)濟(jì)的各個(gè)領(lǐng)域，它是一門重要的基礎(chǔ)科學(xué)，也是一門應(yīng)用性很強(qiáng)的應(yīng)用科學(xué)，是現(xiàn)代科學(xué)的一個(gè)重要分支?；瘜W(xué)教育的普及是社會(huì)發(fā)展的需要，是提高公民文化素質(zhì)的需要。未來化學(xué)在人類生存、生存質(zhì)量和安全方面將以新的思路、觀念和方式發(fā)揮核心科學(xué)的作用?；瘜W(xué)學(xué)科已走出純化學(xué)，進(jìn)入大科學(xué)，與此同時(shí)大科學(xué)也正召喚著化學(xué)。從生命科學(xué)、材料科學(xué)、環(huán)境科學(xué)、能源科學(xué)乃至當(dāng)今的信息科學(xué)都對(duì)化學(xué)提出了諸多挑戰(zhàn)，要求化學(xué)有新的發(fā)展，去解決現(xiàn)今面臨的諸如復(fù)雜體系、極端條件、微觀和非平衡態(tài)等等的新問題。3.未來化學(xué)展望現(xiàn)在及今后的一段時(shí)期，化學(xué)發(fā)展的主要方向可以歸納為三個(gè)方面：2．化學(xué)與生物學(xué)相互滲透進(jìn)入一個(gè)高潮階段，光合作用、酶的化學(xué)模擬及生物膜的模擬將有重大進(jìn)展，人工合成新的生命成為可能。1．更加深入地研究化學(xué)反應(yīng)理論，經(jīng)過電子計(jì)算機(jī)的運(yùn)算，設(shè)計(jì)出具有指定結(jié)構(gòu)和性能的化合物，如催化劑、高分子等復(fù)雜材料，達(dá)到人們向往已久的分子工程水平。3．太陽能的化學(xué)利用以及一些新概念、新技術(shù)的采用，有可能使催化過程和化工分離出現(xiàn)一些革命性的突破，這些突破將會(huì)改變?nèi)藗兊纳罘绞讲⒔o人們帶來幸福。

物理量簡(jiǎn)稱為量，例如：時(shí)間、長(zhǎng)度、體積、溫度等。相互之間存在確定關(guān)系的一組物理量稱為一種量制。在函數(shù)關(guān)系上彼此獨(dú)立的物理量稱為量制的基本量，由基本量的函數(shù)定義的量稱為導(dǎo)出量。實(shí)際使用的有多種量制，如國(guó)際單位制、工程量制、英制等。國(guó)際單位制是1960年第十一屆國(guó)際計(jì)量大會(huì)通過的一種單位制，是世界上最先進(jìn)、科學(xué)和實(shí)用的單位制，其國(guó)際代號(hào)為SI。國(guó)際單位制由7個(gè)基本單位、2個(gè)輔助單位和10個(gè)具有專門名稱的導(dǎo)出單位所組成。7個(gè)基本單位如表所示，單位間彼此獨(dú)立，并有嚴(yán)格的定義?！?.3物理量的表示方法物理量名稱國(guó)際符號(hào)定義長(zhǎng)度米m光在真空中1/299792458s時(shí)間間隔內(nèi)所經(jīng)過路徑的長(zhǎng)度質(zhì)量千克kg等于保存在巴黎國(guó)際計(jì)量局的鉑銥合金的千克原器的質(zhì)量時(shí)間秒s銫-133原子的基態(tài)兩個(gè)超精細(xì)能級(jí)之間躍遷所對(duì)應(yīng)輻射的9192631770個(gè)周期的持續(xù)時(shí)間電流強(qiáng)度安[培]A真空中，使兩根相距l(xiāng)m極細(xì)且無限長(zhǎng)的圓直導(dǎo)線間產(chǎn)生在每米長(zhǎng)度上為2×l0-7牛頓力時(shí)，所對(duì)應(yīng)的每根導(dǎo)線中通過的等量恒定電流熱力學(xué)溫度開[爾文]K水三相點(diǎn)熱力學(xué)溫度的1/273.15光強(qiáng)度坎[德拉]cd一光源在給定方向上的發(fā)光強(qiáng)度，該光源發(fā)出頻率為540×1012Hz的單色輻射，且在此方向上的輻射強(qiáng)度為1/683W/sr物質(zhì)的量摩[爾]mol一系統(tǒng)的物質(zhì)的量，該系統(tǒng)中所包含的結(jié)構(gòu)粒子數(shù)與0.0l2kg碳-12的原子數(shù)目相等；在使用摩爾時(shí)，結(jié)構(gòu)粒子應(yīng)予指明，可以是原子、分子、離子、電子或是這些粒子的特定組合體

化學(xué)研究類：研發(fā)實(shí)驗(yàn)室化學(xué)生產(chǎn)類：投放生產(chǎn)化工廠非化學(xué)研究，非化學(xué)生產(chǎn)類（信息技術(shù)，能源利用，生物技術(shù)，交通運(yùn)輸）§1.4

基礎(chǔ)化學(xué)教學(xué)目的和學(xué)習(xí)方法1.基礎(chǔ)化學(xué)的教學(xué)目的

《基礎(chǔ)化學(xué)》是為上述第三大類學(xué)生設(shè)計(jì)和編寫的，以化學(xué)原理為經(jīng)線，以化學(xué)在材料、信息、能源、環(huán)境、生命諸領(lǐng)域中的應(yīng)用為緯線編織而成。課程性質(zhì)基礎(chǔ)課程，對(duì)化學(xué)作一整體的闡述和討論，“化學(xué)導(dǎo)論”

課程特點(diǎn)：1）簡(jiǎn)明、概括地反映化學(xué)學(xué)科的一般原理、基本規(guī)律和研究方法2）用化學(xué)的觀點(diǎn)分析、認(rèn)識(shí)工程技術(shù)中的化學(xué)問題，起化學(xué)與工程技術(shù)間的橋梁作用。

2.基礎(chǔ)化學(xué)的課程特點(diǎn)2）了解化學(xué)在工程技術(shù)上的應(yīng)用，能運(yùn)用化學(xué)的觀點(diǎn)來理解相關(guān)學(xué)科中涉及化學(xué)的有關(guān)問題1）了解近代化學(xué)的基本理論，掌握必要的化學(xué)基本知識(shí)和基本技能課程的任務(wù)

：（1）理論與實(shí)踐相結(jié)合（2）經(jīng)線與緯線相結(jié)合（3）精講與介紹相結(jié)合（4）不斷拓展不斷更新

3.基礎(chǔ)化學(xué)的學(xué)習(xí)方法TheEnd1.物質(zhì)的層次§1.4一些基本概念世界由物質(zhì)組成，物質(zhì)是客觀存在的。客觀存在的物質(zhì)在永恒運(yùn)動(dòng)著。人們認(rèn)識(shí)物質(zhì)，就是認(rèn)識(shí)物質(zhì)的運(yùn)動(dòng)。物質(zhì)就共大小而言，大致可分為微觀、宏觀和宇觀三個(gè)層次。客觀世界中，任何物質(zhì)總是和它周圍的其他物質(zhì)相聯(lián)系的。為研究的方便，將被研究對(duì)象就稱為系統(tǒng)。系統(tǒng)以外與之密切相關(guān)的物質(zhì)或空間，則稱為環(huán)境。系統(tǒng)：研究對(duì)象環(huán)境：除系統(tǒng)之外2.系統(tǒng)和環(huán)境(1)系統(tǒng)和環(huán)境環(huán)境系統(tǒng)根據(jù)系統(tǒng)和環(huán)境之間有無能量交換與物質(zhì)交換，將系統(tǒng)分為三類：敞開系統(tǒng)：系統(tǒng)與環(huán)境之間既有物質(zhì)交換，又有能量交換。封閉系統(tǒng)：系統(tǒng)與環(huán)境之間沒有物質(zhì)交換，只有能量交換。隔離系統(tǒng)：系統(tǒng)與環(huán)境之間既沒有物質(zhì)交換，也沒有能量交換，又稱孤立系統(tǒng)。敞開系統(tǒng)很常見，但比較復(fù)雜；隔離系統(tǒng)不存在；封閉系統(tǒng)是化學(xué)熱力學(xué)中最常見的系統(tǒng)，也是本冊(cè)書所研究的系統(tǒng)。研究系統(tǒng)就要涉及系統(tǒng)的狀態(tài)和狀態(tài)函數(shù)。

狀態(tài)：系統(tǒng)一切性質(zhì)的總和，系統(tǒng)物理性質(zhì)和化學(xué)性質(zhì)的綜合表現(xiàn)。對(duì)于有確定組成和聚集狀態(tài)的系統(tǒng)，其狀態(tài)是由溫度T、壓力p、體積V、熱力學(xué)能U等宏觀物理性質(zhì)來確定，這些宏觀物理量為系統(tǒng)本身的性質(zhì)。系統(tǒng)的狀態(tài)一定，系統(tǒng)的性質(zhì)也就確定了，系統(tǒng)的性質(zhì)發(fā)生改變，狀態(tài)也要改變。描述系統(tǒng)狀態(tài)的各種性質(zhì)稱為狀態(tài)的函數(shù)，如P、T、V等。(2)狀態(tài)和狀態(tài)函數(shù)pVTCp…U總和性質(zhì)描述了狀態(tài)使成為確定狀態(tài)函數(shù)的特點(diǎn)：（1）單值函數(shù)（2）各狀態(tài)函數(shù)之間有一定得聯(lián)系（3）異途同歸，值變相等；周而復(fù)始，數(shù)值還原對(duì)于非隔離系統(tǒng)，狀態(tài)發(fā)生改變時(shí)，往往伴隨著系統(tǒng)與環(huán)境之間的能量交換，熱力學(xué)中將其分為熱和功兩種形式。（1）熱（heat）

系統(tǒng)與環(huán)境之間因溫度不同而引起的能量交換，稱為熱，用符號(hào)Q

表示,單位J或kJ。Q的取號(hào)：系統(tǒng)吸熱，Q>0系統(tǒng)放熱，Q<0Q與變化途徑有關(guān)，是途徑函數(shù)，不是狀態(tài)函數(shù)。(3)熱和功功（work）系統(tǒng)與環(huán)境之間除熱之外，其它形式所交換的能量統(tǒng)稱為功。用符號(hào)W表示，單位J或kJ。系統(tǒng)得到環(huán)境做的功，W>0，系統(tǒng)對(duì)環(huán)境作功，W<0。3.聚集態(tài)和相

(1)聚集態(tài)

物質(zhì)在一定的溫度和壓力條件下所處的相對(duì)穩(wěn)定的狀態(tài)叫聚集態(tài)，構(gòu)成的體系稱為聚集體。物質(zhì)常見的聚集狀態(tài)有固態(tài)、液態(tài)和氣態(tài)三種，通稱物質(zhì)的三態(tài)。聯(lián)系p、V、T

之間關(guān)系的方程稱為狀態(tài)方程本章中主要討論氣體的狀態(tài)方程氣體的討論理想氣體實(shí)際氣體物質(zhì)的聚集狀態(tài)液體固體氣體V受

T、p的影響很大V受T、p

的影響較小（又稱凝聚態(tài)）相的定義:系統(tǒng)內(nèi)性質(zhì)完全相同的均勻部分稱為相。不同的均勻部分屬于不同的相。相與相之間，有界面隔開，原則上可用機(jī)械的方法使其分開。

(2)相例如：某種固體鹽與其飽和水溶液及水蒸氣共存，系統(tǒng)共有氣、液、固三相。系統(tǒng)中的同一種物質(zhì)在不同相之間的轉(zhuǎn)變稱為相變。

相變前的始態(tài)可為熱力學(xué)的平衡態(tài)，或亞穩(wěn)態(tài)，由于某些條件變化，或亞穩(wěn)態(tài)失穩(wěn)，發(fā)生相變，達(dá)到末態(tài)——新的平衡態(tài)。幾種相態(tài)間的互相轉(zhuǎn)化關(guān)系如下:氣相升華(sub)凝華凝固熔化(fus)固相固相晶型轉(zhuǎn)變(trs)凝結(jié)蒸發(fā)(vap)液相將任一化學(xué)方程式

并表示成（1）

化學(xué)計(jì)量數(shù)寫作反應(yīng)物A，B的化學(xué)計(jì)量數(shù)為負(fù)，產(chǎn)物Y，Z的化學(xué)計(jì)量數(shù)為正。反應(yīng)物或產(chǎn)物化學(xué)計(jì)量數(shù)4.質(zhì)