化學與人類文明

關(guān)于化學與人類文明第1頁，課件共32頁，創(chuàng)作于2023年2月什么是化學？化學對人類文明的貢獻非常巨大，為紀念化學學科所取得的成就以及對人類文明的貢獻，聯(lián)合國把2011年確定為“國際化學年”，化學年的主題是“我們的生活，我們的未來”?；瘜W是研究物質(zhì)的組成、結(jié)構(gòu)、性質(zhì)、以及變化規(guī)律的科學。世界是由物質(zhì)組成的，化學則是人類用以認識和改造物質(zhì)世界的主要方法和手段之一，它是一門歷史悠久而又富有活力的學科，它的成就是社會文明的重要標志。2第2頁，課件共32頁，創(chuàng)作于2023年2月講述內(nèi)容化學與生活化學與農(nóng)業(yè)、能源、材料、生命化學科學面臨的機遇與挑戰(zhàn)——環(huán)境問題化學在現(xiàn)代社會中的地位與作用3第3頁，課件共32頁，創(chuàng)作于2023年2月化學與生活衣：豐富多彩的合成纖維是化學的一大貢獻。我們身上穿的衣服，無論是尼龍（聚酰胺纖維）、滌綸（的確良、聚酯纖維，聚對苯二甲酸乙二酯），還是腈綸，都屬于合成纖維，是從石油化工中取得原料來合成高分子聚合物，然后再進行抽絲而織成的纖維。色澤鮮艷的衣料是經(jīng)過化學處理和印染工藝來獲得。4第4頁，課件共32頁，創(chuàng)作于2023年2月棉織物：迅速吸水、快速干燥，產(chǎn)生涼爽感，穿著舒適，具有良好的水洗性，不起靜電絲織物：吸水性強，手感柔和，光澤強，不起靜電，不起“球”，但容易被蟲蛀羊毛織物：保暖性能強，彈性良好，吸水性較緩慢，很少靜電，但容易起球，容易被蟲蛀合成纖維：強度高，耐磨，吸濕性差，透氣性差混紡衣料：天然纖維與合成纖維按一定的比例混紡，充分發(fā)揮各自優(yōu)點，舒適、美觀5第5頁，課件共32頁，創(chuàng)作于2023年2月食：用純堿發(fā)面制饅頭，松軟可口各種飲用酒，經(jīng)糧食等原料發(fā)生一系列化學變化制得；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)味劑和色素等等，它們大多是用化學合成方法或用化學分離方法從天然產(chǎn)物中提取出來的。6第6頁，課件共32頁，創(chuàng)作于2023年2月松花蛋的制作原理灰料中的強堿（氫氧化鈉、氫氧化鉀）從蛋殼外滲透到蛋黃和蛋清中，與其中的蛋白質(zhì)作用，致使蛋白質(zhì)分解、凝固并放出少量的硫化氫氣體。同時，滲入的堿進一步與蛋白質(zhì)分解出的氨基酸發(fā)生中和反應(yīng)，生成的鹽的晶體以漂亮的外形凝結(jié)在蛋清中，像一朵一朵的“松花”。而硫化氫氣體則與蛋黃和蛋清中的礦物質(zhì)作用生成各種硫化物，于是蛋黃、蛋清的顏色發(fā)生變化，蛋黃呈墨綠色，蛋清呈特殊的茶綠色。食鹽可使皮蛋收縮離殼，增加口感和防腐等。加入的鉛丹可催熟皮蛋，促使皮蛋收縮離殼。而茶葉中的單寧和芳香油，可使蛋白質(zhì)凝固著色和增加皮蛋的風味。7第7頁，課件共32頁，創(chuàng)作于2023年2月?。航ㄖ牧先缢?、鋼筋、磁磚、玻璃、鋁和塑膠等均來自化學工業(yè)的制成品。由于有了化學，我們的住房才有多彩的裝飾。生石灰浸在水中成熟石灰，熟石灰涂在墻上干后成潔白堅硬的碳酸鈣，覆蓋了泥土的黃色，房子才顯得整潔明亮?；瘜W煉出鋼鐵，我們才有鐵制品使用?；瘜W加工石油，我們才能用上輕便的塑料?；瘜W鍛燒陶土，才能使房屋有漂亮的瓷磚表面。8第8頁，課件共32頁，創(chuàng)作于2023年2月行：化學反應(yīng)是交通工具得以行駛的動力。沒有燃料的燃燒放出熱量，車輛根本無法開動。交通工具還需要各種汽油添加劑、防凍劑，以及機械部分的潤滑劑，這些無一不是石油化工產(chǎn)品。9第9頁，課件共32頁，創(chuàng)作于2023年2月此外，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制劑?？梢娢覀兊囊隆⑹?、住、行無不與化學有關(guān)，人人都需要用化學制品，可以說我們生活在化學世界里。10第10頁，課件共32頁，創(chuàng)作于2023年2月化學與農(nóng)業(yè)農(nóng)業(yè)要大幅度的增產(chǎn)，農(nóng)、林、牧、副、漁各業(yè)要全面發(fā)展，在很大程度上依賴于化學科學的成就?；?、農(nóng)藥、植物生長激素和除草劑等化學產(chǎn)品，不僅可以提高產(chǎn)量，而且也改進了耕作方法。高效、低污染的新農(nóng)藥的研制，長效、復(fù)合化肥的生產(chǎn)，農(nóng)、副業(yè)產(chǎn)品的綜合利用和合理貯運，也都需要應(yīng)用化學知識。11第11頁，課件共32頁，創(chuàng)作于2023年2月化學與能源在能源開發(fā)和利用方面，能源是人類社會賴以生存和發(fā)展的重要物質(zhì)基礎(chǔ)?？v觀人類社會發(fā)展的歷史，人類文明的每一次重大進步都伴隨著能源的改進和更替。能源的開發(fā)利用極大地推進了世界經(jīng)濟和人類社會的發(fā)展?；瘜W工作者為人類使用煤和石油曾做出了重大貢獻，現(xiàn)在又在為開發(fā)新能源積極努力。利用太陽能和氫能源的研究工作都是化學科學研究的前沿課題。12第12頁，課件共32頁，創(chuàng)作于2023年2月化學與材料材料科學是以化學、物理和生物學等為基礎(chǔ)的邊緣科學，它主要是研究和開發(fā)具有電、磁、光和催化等各種性能的新材料，如高溫超導(dǎo)體、非線性光學材料和功能性高分子合成材料等?；瘜W幫助人類從直接利用天然材料邁向創(chuàng)造和合成特定性能的材料。激光、航空、航天、導(dǎo)彈和納米技術(shù)所需要的高新材料，也依賴于化學合成。13第13頁，課件共32頁，創(chuàng)作于2023年2月化學與生命生命過程中充滿著各種生物化學反應(yīng)，隨著生命科學的迅速發(fā)展，對一些生命現(xiàn)象的研究已經(jīng)進入分子水平，利用化學知識可以解決生命的疑難，揭示生命的奧秘。生命科學中的化學問題已成為當今化學科學的重大的前沿課題之一。這個課題關(guān)系到在分子基礎(chǔ)上對生命現(xiàn)象和生命過程的深入認識，關(guān)系到對人類自身的認識，與醫(yī)學和工農(nóng)業(yè)的發(fā)展有直接的關(guān)系。14第14頁，課件共32頁，創(chuàng)作于2023年2月化學面臨的機遇與挑戰(zhàn)——化學與環(huán)境作為國民經(jīng)濟支柱產(chǎn)業(yè)之一的化學工業(yè)及相關(guān)產(chǎn)業(yè)，在為創(chuàng)造人類的物質(zhì)文明作出重要貢獻的同時，在生產(chǎn)活動中不斷排放出大量有毒物質(zhì)，化學工業(yè)也為環(huán)境和人類的健康帶來一定的危害。但是環(huán)境的問題必然會隨著化學科學的發(fā)展得到妥當?shù)慕鉀Q，也必須依靠化學技術(shù)的發(fā)展來解決。目前主要環(huán)境問題是水和大氣。15第15頁，課件共32頁，創(chuàng)作于2023年2月水問題世界淡水資源僅占我們地球上水資源的0.64％。中國已被聯(lián)合國列為13個貧水國家之一。2013年，全世界每年約有4200多億立方米的污水排入江河湖海，污染了5.5萬億立方米的淡水，這相當于全球徑流總量的14%以上。16第16頁，課件共32頁，創(chuàng)作于2023年2月市場上的飲用水的種類17第17頁，課件共32頁，創(chuàng)作于2023年2月解決水污染問題離不開化學。污水的化學處理是利用化學反應(yīng)的作用以去除水中的雜質(zhì)。處理對象主要是污水中無機的或有機的(難于生物降解的)溶解物質(zhì)或膠體物質(zhì)。常用的化學處理方法有化學混凝、中和法、化學沉淀法和氧化還原法。目前發(fā)展膜技術(shù)是解決中國水資源可持續(xù)利用的戰(zhàn)略途徑，可同時解決水資源短缺和水污染的問題。18第18頁，課件共32頁，創(chuàng)作于2023年2月大氣問題溫室效應(yīng)——二氧化碳臭氧空洞——氟利昂等酸雨——二氧化硫等19第19頁，課件共32頁，創(chuàng)作于2023年2月溫室效應(yīng)：就是太陽短波輻射可以透過大氣射入地面，而地面增暖后放出的長波輻射卻被大氣中的二氧化碳等物質(zhì)所吸收，從而產(chǎn)生大氣變暖的效應(yīng)。大氣中的二氧化碳就像一層厚厚的玻璃，使地球變成了一個大暖房。20第20頁，課件共32頁，創(chuàng)作于2023年2月全球變暖正以兩種方式導(dǎo)致海平面不斷上升：熱膨脹令海水體積變大，冰川融化令海水總量增多。自從1900年以來，全球海平面已升高了20.32厘米，現(xiàn)在海平面正以大約每年0.32厘米的速度升高，這個速度還在不斷提高。2012年，美國國家海洋和大氣管理局下屬的一個專家小組估計，到2100年海平面最多會升高2米。21第21頁，課件共32頁，創(chuàng)作于2023年2月臭氧層是大氣平流層中臭氧濃度最大處，是地球的一個保護層，太陽紫外線輻射大部被其吸收。臭氧層空洞是大氣平流層中臭氧濃度大量減少的空域。1985年英國南極考察隊在南緯60°地區(qū)觀測發(fā)現(xiàn)臭氧層空洞，引起世界各國極大關(guān)注。臭氧層的臭氧濃度減少，使得太陽對地球表面的紫外輻射量增加，對生態(tài)環(huán)境產(chǎn)生破壞作用，影響人類和其他生物有機體的正常生存。22第22頁，課件共32頁，創(chuàng)作于2023年2月臭氧層為什么會出現(xiàn)“空洞”？許多科學家認為，是使用氟利昂作制冷劑及在其他方面使用的結(jié)果。氟利昂由碳、氯、氟組成，其中的氯離子釋放出來進入大氣后，能反復(fù)破壞臭氧分子，自己仍保持原狀，因此盡管其量甚微，也能使臭氧分子減少到形成“空洞”。隨著國家發(fā)布了對氟利昂制冷劑的規(guī)定，凡是帶有氟利昂制冷劑產(chǎn)品2010年全部不準銷售。23第23頁，課件共32頁，創(chuàng)作于2023年2月普通的雨水正常pH值是5.6，酸雨是指pH小于5.6的雨雪或其他形式的降水。雨、雪等在形成和降落過程中，吸收并溶解了空氣中的二氧化硫、氮氧化合物等物質(zhì)，形成了pH低于5.6的酸性降水。酸雨主要是人為的向大氣中排放大量酸性物質(zhì)所造成的。我國的酸雨主要因大量燃燒含硫量高的煤而形成的，多為硫酸雨，少為硝酸雨，此外，各種機動車排放的尾氣也是形成酸雨的重要原因。24第24頁，課件共32頁，創(chuàng)作于2023年2月25第25頁，課件共32頁，創(chuàng)作于2023年2月酸雨對我們?nèi)祟惖纳鷳B(tài)環(huán)境，有極大的危害。1)腐蝕建筑物和工業(yè)設(shè)備；

2)破壞露天的文物古跡；

3)損壞植物葉面，導(dǎo)致森林死亡；

4)使湖泊中魚蝦死亡；

5)破壞土壤成分，使農(nóng)作物減產(chǎn)甚至死亡；

6)飲用酸化造成的地下水,對人體有害。26第26頁，課件共32頁，創(chuàng)作于2023年2月減少酸雨主要是要減少燒煤排放的二氧化硫和汽車排放的氮氧化物。要采用煙氣脫硫設(shè)備。目前石灰石——石膏法脫硫工藝是世界上應(yīng)用最廣泛的一種脫硫技術(shù)，日本、德國、美國的火力發(fā)電廠采用的煙氣脫硫裝置約90%采用此工藝。27第27頁，課件共32頁，創(chuàng)作于2023年2月環(huán)境問題是由化學工業(yè)排放的大量廢棄物造成的，對化學的發(fā)展提出了嚴峻的挑戰(zhàn)。解決環(huán)境問題，從根本上說，需要大力發(fā)展既能支撐經(jīng)濟發(fā)展，又能滿足環(huán)境的要求，并且保證可持續(xù)發(fā)展的新化學——綠色化學。綠色化學體現(xiàn)了化學科學、技術(shù)和社會的相互聯(lián)系和相互作用，是社會對化學科學發(fā)展的新要求。它對于保護人類賴以生存的環(huán)境、實現(xiàn)人類社會的可持續(xù)發(fā)展具有重要意義。28第28頁，課件共32頁，創(chuàng)作于2023年2月綠色化學研究的內(nèi)容(1)原料的綠色化，即采用無毒、無害原料，利用可再生資源。(2)化學反應(yīng)的綠色化，指化學反應(yīng)以"原子經(jīng)濟性"為基本原則，即在獲取新物質(zhì)的化學反應(yīng)中，充分利用參與反應(yīng)的每個原料的原子，實現(xiàn)零排放;反應(yīng)過程不產(chǎn)生其他副產(chǎn)品;反應(yīng)采用無毒、無害的溶劑、助劑和催化劑。(3)產(chǎn)品的綠色化，即生產(chǎn)無毒、元害，有利于保護環(huán)境和人類安全的環(huán)境友好產(chǎn)品。29第29頁，課件共32頁，創(chuàng)作于2023年2月綠色化學的最大特點是在始端就采用預(yù)防污染的科學手段，在獲得物質(zhì)的轉(zhuǎn)化過程中充分利用每個原料原子，因此既可以充分利用資源，又不產(chǎn)生污染，因而過程和終端均為零排放或零污染。世界上很多國家已把“化學的綠色化”作為新世紀化學進展的主要方向之一。30第30頁，課件共32頁，創(chuàng)作于2023年2月化學在現(xiàn)代社會中的地位和作用化學是一門中心