1、化學(xué)學(xué)科知識與教學(xué)能力（中學(xué)）,教師資格（統(tǒng)考）,第五節(jié) 生活中的化學(xué),（一）關(guān)注營養(yǎng)均衡,一、化學(xué)和生活,（二）化學(xué)與健康,一、化學(xué)和生活,（三）促進(jìn)身體健康 1.水在人體中的作用 水是人體中含量最多的一種物質(zhì),約占人體體重的2/3。沒有水就沒有生命,每人每天要補(bǔ)充2.5-4L的水。水在人體內(nèi)起著調(diào)節(jié)體溫的作用。夏天或發(fā)燒時(shí),人體靠出汗來降低體溫,帶走熱量;冬天它為身體儲(chǔ)存熱量,使體溫不至于因外界溫度降低而明顯下降。,一、化學(xué)和生活,2.安全使用食品添加劑 為了改善食物的色、香、味,或補(bǔ)充食品在加工過程中失去的營養(yǎng)成分,以及防止食物變質(zhì)等,我們經(jīng)常會(huì)在食物中加人一些天然的或化學(xué)合成的物質(zhì),這

2、些物質(zhì)稱為食品添加劑。 3.正確使用藥物 阿司匹林是人們熟悉的治感冒藥,具有解熱鎮(zhèn)痛作用。它的化學(xué)名稱為乙酰水楊酸, ,是第一個(gè)人工合成的藥物,還是迄今為止銷量最多的藥物。,一、化學(xué)和生活,（四）材料的分類,一、化學(xué)和生活,（五）生活中的材料,一、化學(xué)和生活,（六）環(huán)境污染熱點(diǎn)問題 (1)酸雨。硫的氧化物以及所形成的硫酸和硫酸鹽隨雨雪降到地面形成了酸雨 (2)工業(yè)四廢。工業(yè)四廢是指廢水、廢氣、廢渣、廢熱。 (3)粉塵。粉塵是指煤、礦石等固體物料在運(yùn)輸、篩選、粉碎、卸料等機(jī)械處理過程中產(chǎn)生的或風(fēng)揚(yáng)起的灰塵等。 (4)破壞臭氧層的物質(zhì)。破壞臭氧層的物質(zhì)主要有SO2、NO、NO2、氟利昂(CF2Cl

3、2)。(5)大氣主要污染物。大氣主要污染物有SO2、NO2、CO、粉塵等。,一、化學(xué)和生活,(6)溫室效應(yīng)。碳排放的增加即空氣中CO2的增加是造成“溫室效應(yīng)”的主要因素。人口劇增是導(dǎo)致溫室效應(yīng)”加劇的主要原因。 (7)水體富營養(yǎng)化:赤潮、水華。引起赤潮的主要原因是工、農(nóng)業(yè)及城市生活污水中含磷元素。 (8)氰化物。CN有劇毒(電鍍液中常含有),含CN的污水、廢氣會(huì)嚴(yán)重污染環(huán)境。 (9)Cu、Hg、Pb等重金屬鹽。重金屬鹽可使人中毒,誤食后應(yīng)迅速喝大量雞蛋清或牛奶,一、化學(xué)和生活,(10)NaNO2。NaNO2有毒,外觀類似食鹽,易誤食,NaNO2進(jìn)入血液,可把亞鐵血紅蛋白氧化為高鐵血紅蛋白,使血

4、液失去攜帶氧的功能,造成組織缺氧 (11聚乙烯等一次性使用的塑料垃圾帶來的白色污染。 (12)室內(nèi)裝飾材料釋放的甲醛、苯、放射性物質(zhì)及抽煙、煙油等產(chǎn)生的居室污染。 (13)強(qiáng)烈致癌物質(zhì)、食品污染物蘇丹紅、二喝英等。,一、化學(xué)和生活,(14)空氣質(zhì)量監(jiān)測主要包括“空氣污染指數(shù)”“空氣質(zhì)量級別”“首要污染物”。目前計(jì)入的污染物主要有SO2、NO2和可吸人顆粒物。 (15)水質(zhì)監(jiān)測。 (16)“世界地球日”“世界環(huán)境日”的主題,“世界無煙日”,禁毒大型環(huán)保計(jì)劃、活動(dòng)、工程。,一、化學(xué)和生活,一、化學(xué)和生活,(七)保護(hù)生態(tài)環(huán)境 1.改善大氣質(zhì)量 大氣污染物根據(jù)組成成分可分為顆粒物、硫的氧化物、氮的氧化

5、物、碳?xì)浠衔镆约胺却鸁N（常用作制冷劑,商品名為氟利昂)等。 大氣污染的危害是多方面的,它既危害人體健康,又影響動(dòng)植物的生長,嚴(yán)重時(shí)會(huì)影響地球的氣候,如形成酸雨,使全球變暖和破壞臭氧層等。,一、化學(xué)和生活,2.改善水質(zhì) 要防止水體污染,改善水質(zhì),最根本的措施是控制業(yè)廢水和生活污水的排放。具體措施有重復(fù)利用廢水,回收廢水中的有用成分,減少廢水的排放量,采用新工藝降低廢水中污染物的濃度,加強(qiáng)污水處理使污水達(dá)到國家規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)后再排放,加強(qiáng)對水體及污染源的監(jiān)測和管理等。 處理污水一般分物理法、生物法和化學(xué)法。一般根據(jù)水質(zhì)狀況和處理后水的去向來確定污水處理程度,可分為一級、二級和三級。,一、化學(xué)和生活,

6、在用化學(xué)方法處理污水時(shí),常用的方法有混凝法、中和法、沉淀法。 3.垃圾資源化 垃圾處理要遵循無害化、減量化和資源化的原則,目前常用的方法有衛(wèi)生填埋、堆肥和焚燒。,一、化學(xué)和生活,(八)綠色化學(xué) 1綠色化學(xué)的含義 綠色化學(xué)的理想在于不再使用有毒、有害的物質(zhì),不再產(chǎn)生廢物。從科學(xué)觀點(diǎn)看,綠色化學(xué)是化學(xué)科學(xué)基礎(chǔ)內(nèi)容的更新:從環(huán)境觀點(diǎn)看,它強(qiáng)調(diào)從源頭上消除污染;從經(jīng)濟(jì)觀點(diǎn)看,它提倡合理利用資源和能源,降低生產(chǎn)成本。,一、化學(xué)和生活,2.綠色化學(xué)的基本原則 防止污染的產(chǎn)生優(yōu)于治理產(chǎn)生的污染。 原子經(jīng)濟(jì)性(設(shè)計(jì)的合成方法應(yīng)將反應(yīng)過程中所用的材料,盡可能全部轉(zhuǎn)化到最終產(chǎn)品中)。 只要可行,應(yīng)盡量采用對人類和

7、環(huán)境低毒或無毒的合成路線。 設(shè)計(jì)的化學(xué)品應(yīng)保留其功效,降低其毒性。 應(yīng)盡可能避免使用輔助物質(zhì)(如溶劑、分離試劑等),如果使用也應(yīng)是無毒的,一、化學(xué)和生活,應(yīng)考慮到能源消耗對環(huán)境和經(jīng)濟(jì)的影響,并應(yīng)盡量少地使用能源(在常溫、常壓下進(jìn)行)。 只要技術(shù)和經(jīng)濟(jì)上可行,原料應(yīng)是可再生的,而不是即將耗竭的。 盡量避免不必要的衍生步驟。 催化劑(盡可能好的選擇性)優(yōu)于化學(xué)計(jì)量性試劑。 化工產(chǎn)品在完成其使命后,應(yīng)能降解為計(jì)量性試劑。 應(yīng)進(jìn)一步發(fā)展分析方法,使有害物質(zhì)在生成前能夠進(jìn)行即時(shí)在線跟蹤和控制。,一、化學(xué)和生活,（九）原子利用率的計(jì)算 原子利用率 = X100% 按照綠色化學(xué)的原則，理想的院子經(jīng)濟(jì)就是反應(yīng)

8、物的原子全部轉(zhuǎn)化為期望的最終產(chǎn)物，即原子利用率達(dá)到100%,一、化學(xué)和生活,目標(biāo)產(chǎn)物（期望產(chǎn)物）的總質(zhì)量,生成物的總質(zhì)量,（二）化學(xué)與技術(shù) （一）化學(xué)與資源開發(fā),一、化學(xué)和生活,1.水資源的開發(fā)和利用,一、化學(xué)和生活,（二）從海水中提取化學(xué)物質(zhì),一、化學(xué)和生活,2.石油、煤和天然氣的綜合利用 （1）石油的綜合利用,一、化學(xué)和生活,（2）煤的綜合利用,一、化學(xué)和生活,（3）天然氣的綜合利用 天然氣除了直接用作燃料外,還可以作為化工生產(chǎn)的原料。例如,合成氨所需的氫氣,主要以天然氣為原料制得。由于天然氣制乙烯的生產(chǎn)能力在世界上占很大的比例,近年來,隨著技術(shù)的進(jìn)步,由天然氣制甲醇的生產(chǎn)能力大大提高,進(jìn)

9、而將甲醇作為基礎(chǔ)原料,可以轉(zhuǎn)化為一系列基本有機(jī)化工產(chǎn)品。,一、化學(xué)和生活,（二）硫酸工業(yè) 1.原料 硫酸工業(yè)的原料：黃鐵礦或硫、空氣、濃硫酸 2.生產(chǎn)原理、生產(chǎn)階段及典型設(shè)備,一、化學(xué)和生活,催化劑,3.接觸室中適當(dāng)生產(chǎn)條件的選擇,一、化學(xué)和生活,4.環(huán)境保護(hù)與原料綜合利用,一、化學(xué)和生活,（三）合成氨工業(yè),一、化學(xué)和生活,（四）硝酸的工業(yè)生產(chǎn),一、化學(xué)和生活,（五）純堿的生產(chǎn) 1索爾維制堿法 （1）制堿過程 制取飽和銨鹽水。用食鹽制成飽和食鹽水,用熟石灰、純堿除去鈣、鎂離子,得精制鹽水,通入氨氣制成飽和銨鹽水。 碳酸氫鈉的生成。碳酸氫鈉是一種溶解度不大的細(xì)小晶體。當(dāng)溶液中鈉離子和碳酸氫根離子

10、的濃度很大時(shí),就會(huì)析出碳酸氫鈉晶體。 純堿的生成和氨的回收。,一、化學(xué)和生活,（2）該法的優(yōu)、缺點(diǎn) 優(yōu)點(diǎn):原料食鹽、石灰石價(jià)廉易得,產(chǎn)品純度較高,副產(chǎn)品二氧化碳和氨氣可循環(huán)使用,生產(chǎn)過程簡單。 缺點(diǎn):大量氯化鈣用途不大,氯化鈉利用率低(只有約70%有用,約30%的氯化鈉留在母液中),一、化學(xué)和生活,2.侯氏制堿法(聯(lián)合制堿法) （1）反應(yīng)原理 侯氏制堿法的反應(yīng)原理 將二氧化碳?xì)怏w通入到飽和銨鹽水中,利用碳酸氫鈉的溶解度小于碳酸氫銨、氯化鈉、氯化銨的溶解度的原理析出碳酸氫鈉晶體。 煅燒碳酸氫鈉晶體制得純堿。 根據(jù)氯化銨在常溫時(shí)的溶解度比氯化鈉大,而在低溫時(shí)卻比氯化鈉溶解度小的原理,在278-28

11、3K (5-10)時(shí),向母液中加人磨細(xì)的食鹽粉末,使氯化銨析出。,一、化學(xué)和生活,（2）該法優(yōu)點(diǎn) 保留了氨堿法的優(yōu)點(diǎn),消除了它的缺點(diǎn),使食鹽的利用率提高到96%;氯化銨可做氮肥;可與合成氨廠聯(lián)合,使合成氨的原料氣一氧化碳轉(zhuǎn)化成二氧化碳,革除了碳酸鈣制二氧化碳這一工序,一、化學(xué)和生活,(六)化肥與農(nóng)藥 1.常見化肥的種類及特點(diǎn)和用途 常見化肥的種類及特點(diǎn)和用途如下: （1）氮肥(含有氮元素的化肥)。氮是形成蛋白質(zhì)、核酸、葉綠素的重要元素。氮肥是速效肥料,能使莊稼生長茂盛,與磷肥、鉀肥配合,能達(dá)到增產(chǎn)的目的。 （2）磷肥(含有磷元素的化肥)。磷肥能促進(jìn)作物根系發(fā)達(dá),增強(qiáng)抗寒、抗旱能力,能促進(jìn)作物提

12、早成熟,穗粒增多,籽粒飽滿。,一、化學(xué)和生活,（3）鉀肥(含有鉀元素的化肥)。鉀肥易溶于水,易被吸收,能促進(jìn)作物生長、增強(qiáng)抗病蟲害和抗倒伏能力。 （4）復(fù)合肥料(含有氮、磷、鉀中的2種或2種以上營養(yǎng)元素的化肥)。復(fù)合肥能同時(shí)均勻地供給作物幾種養(yǎng)分,充分發(fā)揮營養(yǎng)元素間的相互作用,有效成分高,還能根據(jù)實(shí)際需要專門加工配制 （5）微量元素肥料。微量元素肥料不易被雨水沖洗,肥效時(shí)間長,不污染環(huán)境,充分利用固體廢棄物。,一、化學(xué)和生活,（6）農(nóng)家肥料。農(nóng)家肥常含多種營養(yǎng)元素,營養(yǎng)元素含量較少,經(jīng)腐蝕后逐步轉(zhuǎn)化為可溶于水、能被作物吸收的物質(zhì)。成本低廉,能改良土壤結(jié)構(gòu)。,一、化學(xué)和生活,2.農(nóng)藥 天然產(chǎn)物和

13、無機(jī)物等屬于人類最早使用的第一代農(nóng)藥,是人類很早憑經(jīng)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)和使用的一些天然物質(zhì)防治蟲害的,如燃燒艾蒿、煙草驅(qū)除害蟲等。 有機(jī)氯、有機(jī)磷、氨基甲酸酯等有機(jī)合成農(nóng)藥為第二代農(nóng)藥。,一、化學(xué)和生活,擬除蟲菊酯和特異性農(nóng)藥等則是人類開發(fā)利用的第三代農(nóng)藥,它們改變了農(nóng)藥通過中毒作用殺死害蟲的傳統(tǒng)觀念,而用微量的激素類物質(zhì)干擾害蟲的生長、發(fā)育、繁殖或影響害蟲的行為、習(xí)性來保護(hù)作物,具有高效、低毒和低殘留的特點(diǎn)。因此,第三代農(nóng)藥也成為“環(huán)境友好農(nóng)藥”。,一、化學(xué)和生活,（七）肥皂與合成洗滌剤。 1.有效成分 肥皂的有效成分:高級脂肪酸鈉。合成洗滌劑的有效成分:烷基苯磺酸鈉或烷基磺酸鈉。 2.去污原理 分子中同時(shí)含有親水基和親油基,在浸泡、搓洗、漂洗等過程中肥皂(合成洗滌劑)、油污、水之間發(fā)生潤濕、乳化和起泡三種主要作用而達(dá)到去污目的。,一、化學(xué)和生活,3.對環(huán)境的影響 肥皂在自然界能被微生物分解,不會(huì)積累污染水源。 合