2023學年完整公開課版化學

學化化學是研究物質的性質、組成、結構及其變化的科學。1．化學的歷史發(fā)展簡介

（1）化學的萌芽火加工改造釀造、染色熟食制陶、冶煉古代文明古代化學景德鎮(zhèn)青花瓷中國河南安陽出土最大的商代青銅器（2）化學的興起16世紀歐洲工業(yè)生產醫(yī)藥化學、冶金化學燃燒研究氧化理論和質量守恒定律定比定律、倍比定律、化合量定律1743-1794

1627-1691

19世紀初

近代原子論分子假說元素周期律（表）初步的無機化學體系

19世紀下半葉

建立了：化學熱力學理論，化學平衡理論，并用以定量判斷化學反應中物質轉化的方向和條件。

同時建立了：溶液理論、電離理論、電化學和化學動力學的理論基礎。物理化學的誕生，把化學從理論上提高到一個新的水平。20世紀電子、X射線和放射性同位素地質學、同位素宇宙化學核能、核化學元素周期表擴充不斷補充和更新元素的觀念現代化學是一門建立在實驗基礎上且實驗與理論并駕齊驅的科學，實驗與理論一直是化學研究中相互依賴、彼此促進的兩個方面。進入20世紀以后，由于受到自然科學其他學科發(fā)展的影響，并廣泛地應用了當代科學的理論、技術和方法，化學在認識物質的組成、結構、合成和測試等方面都有了長足的進展，而且在理論方面取得了許多重要成果。在無機化學、分析化學、有機化學和物理化學四大分支學科的基礎上產生了許多新的化學分支學科。“化學——人類進步的關鍵”引自美國著名化學家、1951年諾貝爾化學獎獲得者西博格博士“發(fā)現摩擦生火的意義超過發(fā)明蒸汽機”——恩格斯現代社會化學知識對人類社會生活的指導意義1.幫助人們了解化學與人類、自然與社會相互依存的關系。2.幫助人們提高對物質世界及其應用的認識和能力。3.幫助人們提高自我保護意識，延年益壽，保護人類賴以生存的環(huán)境，提高生活質量?；瘜W與學科物理學生物學醫(yī)學信息學化學化學與人類與生活與環(huán)境與材料與能源與生命與哲學1、化學與生活生活衣行食住質量優(yōu)劣鑒別毒食物食物主要成分：水分、無機鹽、碳水化合物、蛋白質、脂類、維生素等等。食品添加劑：防腐劑（苯甲酸及其鈉鹽）；抗氧化劑（抗壞血酸及其鈉鹽）；酸味劑（檸檬酸、酒石酸、蘋果酸和乳酸）；著色劑（莧菜紅、檸檬黃、赤蘚紅和亮藍）；漂白劑（亞硫酸及其鹽類）和防腐劑（亞硝酸鹽）。2、化學與生命化學與藥物化學元素與人體健康化學與人體衰老生命中的重要化合物水無機鹽糖類脂類蛋白質核酸人體是由80多種元素所組成常量元素：標準健康成年人的元素組成為氧65％、碳18%、氫10％、氮3%、鈣1.5％、磷1%、鉀0.35％、硫0.25%、鈉0.15％氯0.15%、鎂0.05%等11種含量大于0.01％的元素稱為人體常量元素。這些常量元素約占體重的99.9%。

微量元素：鐵、鋅、銅、錳、鉻、硒、鉬、鈷、氟等，稱為微量元素（鐵又稱半微量元素）微量元素在人體內的含量真是微乎其微，微量元素通過與蛋白質和其他有機基團結合，形成了酶、激素、維生素等生物大分子，發(fā)揮著重要的生理生化功能。人體各常量元素的作用鈣Ca鈣占人體重的1.7%左右，99%以羥基磷酸鈣的形式存在于骨骼和牙齒中，血液中占0.1%。離子態(tài)的鈣可促進凝血酶原轉變?yōu)槟?，使傷口處的血液凝固。鈣在其它多種生理過程都有重要作用，如在肌肉的伸縮運動中，它能活化ATP酶，保持肌體正常運動。磷P成年人體中磷的含量約為700克，80%以不溶性磷酸鹽的形式沉積于骨骼和牙齒中，其余主要集中在細胞內液中。它是細胞內液中含量最多的陰離子，是構成骨質、核酸的基本成份，既是肌體內代謝過程的儲能和釋能物質，又是細胞內的主要緩沖劑鎂Mg鎂在人體中含量約為體重的0.05%，它是生物必需的營養(yǎng)元素之一。人體中鎂50%沉積于骨骼中，其次在細胞內部，血液中只占2%，鎂和鈣一樣具有保護神經的作用，是很好的鎮(zhèn)靜劑，嚴重缺鎂時，會使大腦的思維混亂，喪失方向感，產生幻覺，甚至精神錯亂。（排骨可以有效補充人體中所需鈣元素，骨質中也富含磷元素）鈉、鉀、氯（Na,K,Cl）鈉、鉀、氯是人體內的宏量元素，分別占體重的0.15%、0.35%、0.15%，鉀主要存在于細胞內液中，鈉則存在于細胞外液中。而氯則在細胞內、外體液中都存在。這三種物質能使體液維持接近中性；決定組織中水分多寡。Na+在體內起鈉泵的作用，調節(jié)滲透壓，給全身輸送水分，使養(yǎng)分從腸中進入血液，再由血液進入細胞中。它們對于內分泌也非常重要，鉀有助于神經系統(tǒng)傳達信息。氯用于形成胃酸。這三種物質每天均會隨尿液、汗液排出體外，健康人每天的攝取量與排出量大致相同，保證了這三種物質在體內的含量基本不變。氯化鈉注射液保濕產品（丙三醇又叫甘油）防皺產品第一個抗菌素——青霉素青霉素：在醫(yī)治肺炎、淋病、梅毒、腦膜炎、氣性壞疽、創(chuàng)傷感染以及其他傳染病方面特別有效。青霉素的種類很多，主要是R基團的不同，例如，R為C6H5一CH2—為G型。其中G型是應用最廣泛的一種。目前青霉素的生產仍是以生化方法即發(fā)酵制備為主。鏈霉素(C21H39N70l2)：是對結核桿菌有較強抑制作用的抗生素，對革蘭陰性和陽性細菌皆有效。氯霉素(C11H12Cl2N205)：是世界上第一個用化學方法全合成的抗菌素，對革蘭陽性和陰性細菌及克立茨體、衣原體等微生物都有抑制作用。臨床上主要用于抑制傷寒、副傷寒。其他抗生素還有用于治療頭癬和手足癬的灰黃霉素、用于治療白血病的正定霉素和阿霉素、用于治療結核和麻風的利福霉素、能抑制肺炎雙球菌和白喉桿菌的紅霉素、能抑制結核桿菌的新霉素和卡那霉素、可用作抗腫瘤藥物的博萊霉素等。四環(huán)素(C22H24N208)：它能抑制微生物的蛋白質的合成，它對克立茨體、革蘭陽性和陰性細菌、螺旋體以及一些大型病毒均有抑制作用，用于治療肺炎、敗血癥、斑疹傷寒、尿道感染、細菌性痢疾和腸內阿米巴痢疾。博萊霉素結構百浪多息對氨基苯磺酰胺對氨基苯甲酸依靠阻滯合成細菌生長所必需的維生素葉酸來抑制細菌，對于多種球菌(如腦膜炎雙球菌、溶血性鏈球菌、肺炎球菌、葡萄球菌、淋球菌、痢疾桿菌、大腸桿菌、鼠疫桿菌)以及某真菌(放線菌)和瘧原蟲都有抑制作用。臨床上用于治療腦脊髓炎、上呼吸道感染、泌尿道感染、腸道感染、眼部感染、瘧疾等疾病。2)、磺胺類藥物阿斯匹林是人類常用的具有解熱和鎮(zhèn)痛等作用的一種藥品，它的學名叫乙酰水楊酸。復方阿斯匹林由阿斯匹林、非那西汀和咖啡因三種藥物組成。因為這三種藥的拉丁文字頭分別為A、P、C，所以又叫APC。2300多年前，西方醫(yī)學的奠基人、希臘生理和醫(yī)學家希波克拉底就已發(fā)現，水楊柳樹的葉和皮具有鎮(zhèn)痛和退熱作用，但弄不清它的有效成份。1853年，德國化學家杰爾赫首次合成水楊酸鹽類的前身—純水楊酸。具有退熱止痛作用，但毒性大，對胃有強烈的刺激。1897年，另一位德國化學家霍夫曼為解除父親的風濕病之苦，將純水楊酸制成乙酰水楊酸，這即是沿用至今的阿斯匹林。它保持了純水楊酸的退熱止痛作用，毒性和副作用卻大為降低。1899年，德國化學家拜爾創(chuàng)立了以工業(yè)方法制造阿斯匹林的工藝，大量生產阿斯匹林，暢銷全球。3)、阿斯匹林(aspirin)4)治療高血壓病藥物心得安:又稱鹽酸普洛萘爾，可單獨應用或與大多數其他抗高血壓藥聯合應用。應用中不易引起體位性低血壓。也可用于心絞痛的長期治療。利血平為腎上腺素神經抑制藥，可阻止腎上腺素神經末稍內介質的貯存，將囊泡中具有升壓作用的介質耗竭。促進血壓下降?？膳c血管擴張藥硫酸雙肼屈嗪和利尿降壓藥氫氯噻嗪共同使用，稱為復方利血平。5)治療動脈粥樣硬化藥物3-羥基-3-甲基戊二酸單酰輔酶A(HMGCoA)還原酶，在肝臟中對膽固醇的形成起著重要作用。6)治療心力衰竭的藥物多巴胺咖啡因茶堿7)抗病毒藥物病毒唑

Ribavirin（三氮畦唑核苷、Virazole）鹽酸金剛乙胺阿昔洛韋3、化學與環(huán)境環(huán)境污染環(huán)境保護加強大氣質量監(jiān)測、改善環(huán)境狀況，使用清潔能源，積極植樹、造林、種草等A、大氣污染B、水污染C、土壤污染禁止污水的任意排放；加強對新技術、新工藝的研究與應用；力爭實現無污染生產。控制污染源，植樹造林較少荒漠化CO2、NO2等溫室氣體SO2、氮氧化物等酸性氣體氟氯烴污染有毒氣體泄漏粉塵污染有毒氣體的泄漏（1）未經處理而排放的工業(yè)廢水；（2）未經處理而排放的生活污水；（3）大量使用化肥、農藥、除草劑而造成的農田污水；（4）堆放在河邊的工業(yè)廢棄物和生活垃圾；（5）森林砍伐，水土流失；（6）因過度開采，產生礦山污水。①化學污染物。包括無機污染物和有機污染物。前者如汞、鎘、鉛、砷等重金屬，過量的氮、磷植物營養(yǎng)元素以及氧化物和硫化物等;后者如各種化學農藥、石油及其裂解產物,以及其他各類有機合成產物等。②物理污染物。指來自工廠、礦山的固體廢棄物如尾礦、廢石、粉煤灰和工業(yè)垃圾等。③生物污染物。指帶有各種病菌的城市垃圾和由衛(wèi)生設施（包括醫(yī)院）排出的廢水、廢物以及廄肥等。④放射性污染物。主要存在于核原料開采和大氣層核爆炸地區(qū)，以鍶和銫等在土壤中生存期長的放射性元素為主。智能材料4、化學與材料新型碳材料新型合金材料功能陶瓷材料新型有機高分子材料功能復合材料功能奇異的納米材料鈦金計算機鈦金插座板鈦金支架托

股骨遠端髁支持接骨板純鈦腕關節(jié)融合接骨板4.5mm髖部鉤狀接骨板鎖定加壓接骨板空心鈦螺釘鈦合金髖動力螺釘鈦骨植入物X光透視圖美國中程空對空導彈

復合材料浴缸復合材料鋼筋5、化學與能源可燃冰氫能燃料電池煤、石油、天然氣由舊能源到新能源

磚木取火蒸汽機油田發(fā)電廠核能氫氧焰水針劑拉絲封口氫能源運載火箭太陽能供電燃料手機電池煙煤

2008北京奧運會火炬長72cm，重985g，燃燒時間15min，能在每小時65km的強風和每小時50mm的大雨情況下保持燃燒。在工藝上采用輕薄高品質鋁合金和中空塑件設計，十分輕盈。下半部噴涂高觸感塑膠漆，手感舒適不易滑落?；鹁嬷黧w材料為鋁合金。2008北京奧運火炬燃燒中的化學2008北京奧運會火炬

2、

氫燃燒時放出熱量：

氫的燃燒熱為28900KJ／Kg,大約是汽油燃燒熱的三倍。且反應產物是水，對環(huán)境沒有污染，所以人們把氫稱作清潔能源。

3、氫能源的主要特點(1)重量最輕的元素。(2)導熱性最好的氣體，比大多數氣體的導熱系數高出10倍。(3)自然界存在最普遍的元素。據估計它構成了宇宙質量的75％。主要以化合物的形態(tài)貯存于水中，而水是地球上最廣泛的物質。(4)除核燃料外氫的發(fā)熱值是所有化石燃料、化工燃料和生物燃料中最高的，是汽油發(fā)熱值的3倍。(5)燃燒性能好，無毒等

。

液氫用作火箭燃料液氫、液氨或儲氫合金貯存的氫氣用作汽車燃料氫的生產成本高于化石燃料，推廣使用尚有困難。5、氫能源的利用

（二）燃料電池——改變未來世界的新科技

燃料電池(FuelCell)——將存在于燃料（還原劑）和氧化劑中的化學能直接轉化為電能的發(fā)電裝置。燃料和空氣分別送進燃料電池，電就被奇妙地生產出來。它從外表上看有正負極和電解質等，像一個蓄電池，但實質上它不能“儲電”而是一個“發(fā)電廠”。燃料電池的概念是1839年英國科學家G.R.Grove提出的，至今已有大約160年的歷史。

可燃冰——天然氣水合物，一種非常有優(yōu)勢的能源。一個全世界各國科學家、政治家、老百姓都特別關注的重大前沿課題2010年5月1號凌晨我國科學家在中國南海北部發(fā)現了可燃冰。（三）能源新發(fā)現——可燃冰

純凈的可燃冰，它大部分都是可以燃燒的甲烷（天然氣），還有一部分乙烷，乙烷也能夠燒。可燃冰的純度一般都在70％-80％左右，但我國南海的可燃冰報告的數據純度可達99.7％-99.9％?？扇急慕M成神秘的可燃冰

可燃冰是分子的結合體。