《化學(xué)與生活》基礎(chǔ)知識點

化學(xué)選修一《化學(xué)與生活》基礎(chǔ)知識點一、糖類：糖類化學(xué)組成上大多符合Cn(H2O)m，因此也叫碳水化合物。鼠李糖分子式為C6H12O5，但屬于糖；甲醛CH2O、乙酸C2H4O2雖符合糖的通式，但并不屬于糖。從分子結(jié)構(gòu)上看糖類是多羥基醛、多羥基酮和他們的脫水縮合物。根據(jù)能否水解及水解后的產(chǎn)物，糖類可分為單糖、低聚糖和多糖。葡萄糖屬于單糖，分子組成上含有醛基，因此具有還原性。葡萄糖能發(fā)生銀鏡反應(yīng)，也能與新制氫氧化銅反應(yīng)生成磚紅色沉淀。葡萄糖是人體內(nèi)最重要的供能物質(zhì)。果糖是最甜的糖，通常為粘稠性液體，易溶于水、乙醇，在水果和蜂蜜中含量較高。果糖分子式為C6H12O6，分子中含有酮基，屬于酮糖，與葡糖糖互為同分異構(gòu)體。蔗糖是有1分子葡萄糖和1分子果糖脫水形成的，分子式為C12H22O11。平時食用的白糖和紅糖都是蔗糖。蔗糖為白色晶體，易溶于水，較難溶于乙醇，甜味僅次于果糖。麥芽糖主要存在于發(fā)芽的谷粒和麥芽中，在酸或酶的催化下水解生成葡糖糖。蔗糖和麥芽糖都是二糖，互為同分異構(gòu)體。淀粉和纖維素都是多糖，屬于天然高分子化合物，分子組成為(C6H10O5)n，但不互為同分異構(gòu)體。淀粉在酸或酶的作用下最終生成葡糖糖，葡萄糖在酒化酶的作用下生成乙醇和二氧化碳。淀粉溶液遇碘變藍(lán)。纖維素是有由綠色植物光合作用合成的，是白色、無嗅、無味的又有纖維狀結(jié)構(gòu)的物質(zhì)，人體內(nèi)沒有水解纖維素的酶，因此纖維素在人體內(nèi)不能水解，但可以促進(jìn)胃腸蠕動，利于消化。食草性動物體內(nèi)有水解纖維素的酶，能夠?qū)⒗w維素水解成葡萄糖，為機(jī)體的正常生理功能提供能量。純棉織物的主要成分是纖維素。二、油脂：油脂是油和脂肪的統(tǒng)稱，都是高級脂肪酸和甘油形成的酯，屬于酯類化合物。通常常溫呈液態(tài)的稱油，一般來自植物；固態(tài)的稱脂肪，一般來自動物。油脂的結(jié)構(gòu)：若R1、R2、R3相同，稱為簡單甘油酯，不同為混合甘油酯。天然油脂大多數(shù)為混合甘油酯。飽和脂肪酸：硬脂酸C17H35COOH軟脂酸C15H31COOH不飽和脂肪酸：油酸C17H33COOH亞油酸C17H31COOH油脂的密度比水小，黏度較大，觸摸有明顯的油膩感，難溶于水，易溶于汽油、乙醚等有機(jī)溶劑。純凈的油脂是無色、無嗅、無味的，但天然油脂因混有雜質(zhì)而有顏色和氣味。天然油脂都是混合物，所以沒有恒定的熔沸點。油脂屬于酯，因此在酸、堿或酶的作用下會發(fā)生水解反應(yīng)。在堿性條件下的水解稱為皂化反應(yīng)，生成高級脂肪酸鹽和甘油。由高級脂肪酸鈉制成的肥皂稱為鈉皂，又稱硬肥皂，是生活中常用的肥皂；由高級脂肪酸鉀制成的肥皂稱為鉀皂，又稱軟肥皂。油脂的氫化也稱油脂的硬化，是將不飽和程度較高、熔點較低的液態(tài)油，通過催化加氫，轉(zhuǎn)變成半固態(tài)的脂肪。得到的油脂叫人造脂肪，又稱為硬化油。如：人造黃油。蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)的組成元素：C、H、O、N、S，還可能含P及一些微量元素。氨基酸是組成蛋白質(zhì)的基礎(chǔ)物質(zhì)，通式是既有酸性又有堿性（酸性）常見的氨基酸：甘氨酸：H2N—CH2—COOH谷氨酸：HOOC—CH2—CH2—CH—COOH丙氨酸：苯丙氨酸：肽鍵：由1分子氨基和1分子羧基脫1分子形成脫水+H2O(肽鍵)5、氨基酸二肽多肽蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)的性質(zhì)：①既有酸性又有堿性②水解，在酸、堿或酶的作用下進(jìn)行③鹽析：可逆過程，用來分離提純蛋白質(zhì)強(qiáng)酸、強(qiáng)堿、重金屬鹽、三氯乙酸、乙醇、丙酮④變性：在某些物理或化學(xué)因素的影響下，蛋白質(zhì)的理化性質(zhì)和生理功能發(fā)生改變。加熱、加壓、攪拌、振蕩，紫外線照射、超聲波等。變性不可逆。如：食物加熱烹調(diào)過程；酒精、碘酒殺菌消毒過程；重金屬鹽中毒(可立即喝下大量牛奶、豆?jié){或雞蛋清來緩解毒性)過程。⑤顏色反應(yīng)：濃硝酸使含苯基的蛋白質(zhì)變黃。如皮膚、指甲上沾上濃硝酸會出現(xiàn)黃色。酶是一種特殊的蛋白質(zhì)，具有催化功能，且條件溫和、專一、高效。人體必需的氨基酸有8種。世界第一個人工合成的蛋白質(zhì)—牛胰島素—中國—1965年四、維生素和微量元素維生素是參與生物生長發(fā)育和新陳代謝所必需的一類小分子有機(jī)化合物。人體需求量極小但卻至關(guān)重要。按溶解性可分為脂溶性維生素：維生素A、D、E和K——主要積存于動物肝臟水溶性維生素：維生素C和B族——易溶于水，易被人體吸收，不宜在體內(nèi)積存，易缺乏維生素C：也稱抗壞血酸，C6H8O6，無色晶體，是較強(qiáng)的還原劑，溶于水顯酸性，廣泛存在于新鮮水果和蔬菜中。微量元素：含量在0.01%以下的元素，共16種。5、碘，有“智力元素”之稱，神經(jīng)系統(tǒng)發(fā)育必不可少，對大腦的發(fā)育起著決定性作用。加碘食鹽中的碘以KIO3的形式存在，存放時注意密封、防潮和防曬。菜炒熟出鍋前再放碘鹽以防分解。鐵是人體必需微量元素中含量最多的一種，可分為功能性鐵和儲存鐵。體內(nèi)缺鐵會導(dǎo)致人的記憶力、免疫力和對溫度的適應(yīng)能力等生理功能明顯下降。我國已在醬油中加鐵以解決缺鐵性貧血問題。五、合理選擇飲食1、水在人體體重的2/3，每人每天要補(bǔ)充2.5~4L水。2、水在人體內(nèi)的功能：做溶劑，做反應(yīng)物，調(diào)節(jié)體溫。3、食物的酸堿性是按食物在體內(nèi)代謝最終產(chǎn)物的性質(zhì)來分的。酸性食物：含非金屬元素較多，如氯、硫、磷等，代謝后形成酸根陰離。如：谷類、肉類、蛋類、魚貝類等。堿性食物：含金屬元素較多，如鉀、鈉、鈣、鎂等，代謝后形成金屬陽離子。如：蔬菜、水果、薯類、大豆等。人體血液pH保持弱堿范圍內(nèi)7.35~7.45，人體細(xì)胞內(nèi)也存在酸堿平衡。我國居民攝入蔬菜、水果等堿性食物偏少，一般尿液偏酸性，如果不注意飲食，會導(dǎo)致血液偏酸，甚至形成“多酸癥”。食品添加劑主要包括著色劑、調(diào)味劑、防腐劑和營養(yǎng)強(qiáng)化劑。常見的著色劑有胡蘿卜素、胭脂紅、檸檬黃、莧菜紅等色素。為了為了保障嬰兒的健康，很多國家已明確規(guī)定嬰兒食品內(nèi)不能加入任何著色劑。常用的調(diào)味劑：食鹽、醋、味精等。食品中的調(diào)味劑過量對人體也有害。常見防腐劑：苯甲酸鈉、硝酸鹽、亞硝酸鹽和二氧化硫等；食鹽、糖及醋等主要是早期采用的防腐劑。營養(yǎng)強(qiáng)化劑：食鹽中加碘、醬油中價鐵、牛奶中加鈣等。在規(guī)定范圍內(nèi)使用食品添加劑，一般認(rèn)為對人體健康無害。阿司匹林具有解熱鎮(zhèn)痛作用，化學(xué)名為乙酰水楊酸，是第一個重要的人工合成藥物。長期大量使用阿司匹林的不良反應(yīng)有胃腸道反應(yīng)、水楊酸反應(yīng)等。出現(xiàn)水楊酸反應(yīng)時中毒的表現(xiàn)，應(yīng)當(dāng)立即停藥，并靜脈注射NaHCO3溶液。青霉素是最重要的抗生素，即消炎藥。青霉素G的鈉鹽俗稱盤尼西林，在第二次世界大戰(zhàn)中被譽(yù)為與原子彈、雷達(dá)齊名的當(dāng)時的三大發(fā)明之一。過敏反應(yīng)是使用青霉素的主要不良反應(yīng)，為防止發(fā)生過敏反應(yīng)，用藥前一定要進(jìn)行皮膚敏感試驗?？顾崴幨且活愔委熚竿吹乃幬铮缣妓釟溻c、碳酸鈣、碳酸鎂、氫氧化鋁和氫氧化鎂等。服用麻黃堿的不良反應(yīng)是有時會出現(xiàn)由于中樞興奮導(dǎo)致的不安、失眠等。麻黃堿類藥品屬于國際奧委會嚴(yán)格禁止的興奮劑。R表示處方藥；OTC表示非處方藥。藥物濫用只要指非法獲得及使用受管制藥物；沒有醫(yī)生處方長期服用安眠藥或鎮(zhèn)靜劑；用動員服用興奮劑；服用毒品；等等。毒品是指由于非醫(yī)療目的而反復(fù)連續(xù)使用，能夠產(chǎn)生依賴性即成癮性的藥品。常見的毒品：鴉片、嗎啡、海洛因（俗稱白面）、冰毒。合金合金是有兩種或兩種以上的金屬或金屬與非金屬熔合而成的具有金屬特征的物質(zhì)。合金比純金屬硬度大、熔點低；合金具有良好的導(dǎo)電性、導(dǎo)熱性、延展性。生鐵和鋼是含碳量不同的兩種鐵碳合金。硬鋁（一種鋁合金）密度小、硬度大，具有較強(qiáng)的抗腐蝕能力，是制造飛機(jī)和宇宙飛船的理想材料。常見的銅合金有黃銅和青銅，人類歷史上使用最早的合金是青銅。儲氫合金、鈦合金、耐熱合金、形狀記憶合金、泡沫金屬等都是新型合金。金屬的腐蝕和防護(hù)金屬腐蝕一般可分為化學(xué)腐蝕和電化學(xué)腐蝕。電化學(xué)腐蝕是不純的金屬或合金跟電解質(zhì)溶液（潮濕空氣）接觸時發(fā)生原電池反應(yīng)而造成的腐蝕。鋼管被原油中的含硫化合物的腐蝕屬于化學(xué)腐蝕。鋼鐵在潮濕空氣中所發(fā)生的腐蝕是電化學(xué)腐蝕。鋼鐵發(fā)生電化學(xué)腐蝕時，鐵作負(fù)極，碳作正極。負(fù)極反應(yīng)：Fe-2e-=Fe2+正極反應(yīng)，酸性環(huán)境下：2H++2e-=H2↑；酸性較弱或中性環(huán)境下：2H2O+O2+4e-=4OH-用犧牲鋅塊的方法來保護(hù)船體，定期更換鋅塊。用犧牲鎂塊的方法來防止地下鋼鐵管道的腐蝕，定期更換鎂塊。玻璃、陶瓷和水泥普通玻璃是Na2SiO3、CaSiO3和SiO2熔化在一起所得到的物質(zhì)，主要成分是SiO2。提高SiO2的含量或加入B2O3能使玻璃更耐高溫和抗化學(xué)腐蝕。加入PbO后制得的光學(xué)玻璃折光率高。加入Co2O3（氧化鈷），玻璃呈藍(lán)色；加入Cu2O，玻璃呈紅色；普通玻璃呈淡綠色，因為混有二價鐵的緣故。鋼化玻璃機(jī)械強(qiáng)度比普通玻璃大4~5倍，抗震烈裂、不易破碎，一旦破碎無尖銳棱角，不傷人。汽車、火車的車窗用的是鋼化玻璃。制造陶瓷的主要原料是粘土。陶瓷具有抗氧化、抗酸堿腐蝕、耐高溫、絕緣、易成型等優(yōu)點。水泥以石灰石和粘土為主要原料。水泥等級越高，表示性能越好，不同建筑，對水泥等級要求不同。水泥、沙子和水的混合物叫水泥砂漿；水泥、沙子河碎石的混合物叫混凝土。塑料、纖維和橡膠三大合成材料：塑料、合成纖維和合成橡膠。涂料、粘合劑也屬于合成材料。聚乙烯、聚氯乙烯和聚丙烯等都是熱塑性塑料；酚醛塑料屬于熱固性塑料。聚乙烯制成的薄膜可以作食品、藥品的包裝材料。聚氯乙烯不能用來包裝食品。聚四氟乙烯作不粘鍋的內(nèi)襯。合成纖維中的“六大綸”：錦綸（尼龍）、滌綸（的確良）、腈綸（人造羊毛）、維綸、氯綸和丙綸。橡膠硫化會使其具有較高的強(qiáng)度、韌性、良好的彈性和化學(xué)穩(wěn)定性。橡膠中加入炭黑可增強(qiáng)輪胎的耐磨性。玻璃鋼是一種復(fù)合材料。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、氮的氧化物、CO、碳?xì)浠衔锛胺却?。正常雨水偏酸性，pH約為5.6，主要是因為大氣中的CO2溶于雨水的緣故。酸雨主要由人為排放的硫氧化物和氮氧化物等酸性氣體轉(zhuǎn)化而來的。我國主要以硫酸型酸雨為主，這是由我國以煤炭為主的能源結(jié)構(gòu)造成的。臭氧層中的臭氧可以吸收來自太陽的大部分紫外線。在北極和南極上空均出現(xiàn)了“臭氧空洞”。臭氧層受損主要由氟氯代烴、含溴的氯代烴、CH4、氮氧化物及大氣中核爆炸產(chǎn)物等引起?！把a(bǔ)天”行動要求減少并逐步停止氟氯代烷等的生產(chǎn)和使用。煤等化石燃料的燃燒產(chǎn)生SO2、NO、NO2等，對大氣造成污染，也是導(dǎo)致酸雨形成的主要原因。機(jī)動車尾氣中的一些大氣污染物CO、NO、NO2和碳?xì)浠衔?。減少汽車尾氣對大氣的污染主要推廣使用無鉛汽油以及在汽車尾氣系統(tǒng)中裝置催化轉(zhuǎn)化器。催化轉(zhuǎn)化器中通常采用鉑等貴金屬作催化劑，2CO+2NO====2CO2+N2裝有催化轉(zhuǎn)化器的汽車必須使用無鉛汽油。室內(nèi)空氣污染物主要是：家用燃料燃燒、烹調(diào)和吸煙等產(chǎn)生的CO、CO2、NO、NO2、SO2和尼古丁等；建筑材料和裝修材料等揮發(fā)出的甲醛（HCHO）、苯（C6H6）、甲苯（C7H8）、二甲苯（C8H10）及放射性元素氡（Rn）。氡是無色、無味的放射性氣體，常被稱為“隱形殺手”。愛護(hù)水資源水中的重金屬污染主要包括汞（Hg）、鎘（Cd）、鉛（Pb）和鉻（Cr）。汞——水俁病；鎘——痛痛病。水中的重金屬污染物可以通過水中的食物鏈被富集，濃度逐級增大。由于水體中營養(yǎng)物質(zhì)（含N、P的化合物）過多積累而引起的污染叫做水體的富營養(yǎng)化。赤潮、水華是由大量含N、P的化合物引起的水體污染。石油泄露、農(nóng)藥的廣泛使用、工業(yè)廢水中的酸、堿、鹽等都會對水體造成污染。防止水體污染，改善水質(zhì)最根本的措施是控制工業(yè)廢水和生活污水的排放?；炷ㄊ窍蛭鬯屑尤牖炷齽辜?xì)小的懸浮顆粒聚集成較大的顆粒而沉淀，與水分離，從而除去水中的懸浮物。明礬是常用的混凝劑，Al3++3H2OAl(OH)3+3H+對于酸性或堿性廢水一般采用中和法進(jìn)行處理。如：用熟石灰[Ca(OH)2]來處理酸性廢水，用硫酸和CO2來中和堿性廢水。對于高濃度的酸、堿廢水，應(yīng)優(yōu)先考慮回收利用。如采用濃縮的方法回收酸、堿等。沉淀法是利