化學(xué)與人類文明

關(guān)于化學(xué)與人類文明第1頁(yè)，課件共32頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月什么是化學(xué)？化學(xué)對(duì)人類文明的貢獻(xiàn)非常巨大，為紀(jì)念化學(xué)學(xué)科所取得的成就以及對(duì)人類文明的貢獻(xiàn)，聯(lián)合國(guó)把2011年確定為“國(guó)際化學(xué)年”，化學(xué)年的主題是“我們的生活，我們的未來(lái)”?；瘜W(xué)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(xué)。世界是由物質(zhì)組成的，化學(xué)則是人類用以認(rèn)識(shí)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(xué)科，它的成就是社會(huì)文明的重要標(biāo)志。2第2頁(yè)，課件共32頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月講述內(nèi)容化學(xué)與生活化學(xué)與農(nóng)業(yè)、能源、材料、生命化學(xué)科學(xué)面臨的機(jī)遇與挑戰(zhàn)——環(huán)境問(wèn)題化學(xué)在現(xiàn)代社會(huì)中的地位與作用3第3頁(yè)，課件共32頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月化學(xué)與生活衣：豐富多彩的合成纖維是化學(xué)的一大貢獻(xiàn)。我們身上穿的衣服，無(wú)論是尼龍（聚酰胺纖維）、滌綸（的確良、聚酯纖維，聚對(duì)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(lái)合成高分子聚合物，然后再進(jìn)行抽絲而織成的纖維。色澤鮮艷的衣料是經(jīng)過(guò)化學(xué)處理和印染工藝來(lái)獲得。4第4頁(yè)，課件共32頁(yè)，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(qiáng)，手感柔和，光澤強(qiáng)，不起靜電，不起“球”，但容易被蟲蛀羊毛織物：保暖性能強(qiáng)，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(qiáng)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(diǎn)，舒適、美觀5第5頁(yè)，課件共32頁(yè)，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(xué)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(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(lái)的。6第6頁(yè)，課件共32頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月松花蛋的制作原理灰料中的強(qiáng)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(shí)，滲入的堿進(jìn)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(fēng)味。7第7頁(yè)，課件共32頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月?。航ㄖ牧先缢唷摻?、磁磚、玻璃、鋁和塑膠等均來(lái)自化學(xué)工業(yè)的制成品。由于有了化學(xué)，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(jiān)硬的碳酸鈣，覆蓋了泥土的黃色，房子才顯得整潔明亮?；瘜W(xué)煉出鋼鐵，我們才有鐵制品使用。化學(xué)加工石油，我們才能用上輕便的塑料?；瘜W(xué)鍛燒陶土，才能使房屋有漂亮的瓷磚表面。8第8頁(yè)，課件共32頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月行：化學(xué)反應(yīng)是交通工具得以行駛的動(dòng)力。沒(méi)有燃料的燃燒放出熱量，車輛根本無(wú)法開動(dòng)。交通工具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，這些無(wú)一不是石油化工產(chǎn)品。9第9頁(yè)，課件共32頁(yè)，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(xué)制劑?？梢娢覀兊囊隆⑹?、住、行無(wú)不與化學(xué)有關(guān)，人人都需要用化學(xué)制品，可以說(shuō)我們生活在化學(xué)世界里。10第10頁(yè)，課件共32頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月化學(xué)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(xué)科學(xué)的成就?；?、農(nóng)藥、植物生長(zhǎng)激素和除草劑等化學(xué)產(chǎn)品，不僅可以提高產(chǎn)量，而且也改進(jìn)了耕作方法。高效、低污染的新農(nóng)藥的研制，長(zhǎng)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(yùn)，也都需要應(yīng)用化學(xué)知識(shí)。11第11頁(yè)，課件共32頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月化學(xué)與能源在能源開發(fā)和利用方面，能源是人類社會(huì)賴以生存和發(fā)展的重要物質(zhì)基礎(chǔ)?？v觀人類社會(huì)發(fā)展的歷史，人類文明的每一次重大進(jìn)步都伴隨著能源的改進(jìn)和更替。能源的開發(fā)利用極大地推進(jìn)了世界經(jīng)濟(jì)和人類社會(huì)的發(fā)展。化學(xué)工作者為人類使用煤和石油曾做出了重大貢獻(xiàn)，現(xiàn)在又在為開發(fā)新能源積極努力。利用太陽(yáng)能和氫能源的研究工作都是化學(xué)科學(xué)研究的前沿課題。12第12頁(yè)，課件共32頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月化學(xué)與材料材料科學(xué)是以化學(xué)、物理和生物學(xué)等為基礎(chǔ)的邊緣科學(xué)，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(xué)材料和功能性高分子合成材料等?；瘜W(xué)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(xué)合成。13第13頁(yè)，課件共32頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月化學(xué)與生命生命過(guò)程中充滿著各種生物化學(xué)反應(yīng)，隨著生命科學(xué)的迅速發(fā)展，對(duì)一些生命現(xiàn)象的研究已經(jīng)進(jìn)入分子水平，利用化學(xué)知識(shí)可以解決生命的疑難，揭示生命的奧秘。生命科學(xué)中的化學(xué)問(wèn)題已成為當(dāng)今化學(xué)科學(xué)的重大的前沿課題之一。這個(gè)課題關(guān)系到在分子基礎(chǔ)上對(duì)生命現(xiàn)象和生命過(guò)程的深入認(rèn)識(shí)，關(guān)系到對(duì)人類自身的認(rèn)識(shí)，與醫(yī)學(xué)和工農(nóng)業(yè)的發(fā)展有直接的關(guān)系。14第14頁(yè)，課件共32頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月化學(xué)面臨的機(jī)遇與挑戰(zhàn)——化學(xué)與環(huán)境作為國(guó)民經(jīng)濟(jì)支柱產(chǎn)業(yè)之一的化學(xué)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(xiàn)的同時(shí)，在生產(chǎn)活動(dòng)中不斷排放出大量有毒物質(zhì)，化學(xué)工業(yè)也為環(huán)境和人類的健康帶來(lái)一定的危害。但是環(huán)境的問(wèn)題必然會(huì)隨著化學(xué)科學(xué)的發(fā)展得到妥當(dāng)?shù)慕鉀Q，也必須依靠化學(xué)技術(shù)的發(fā)展來(lái)解決。目前主要環(huán)境問(wèn)題是水和大氣。15第15頁(yè)，課件共32頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月水問(wèn)題世界淡水資源僅占我們地球上水資源的0.64％。中國(guó)已被聯(lián)合國(guó)列為13個(gè)貧水國(guó)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(wàn)億立方米的淡水，這相當(dāng)于全球徑流總量的14%以上。16第16頁(yè)，課件共32頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月市場(chǎng)上的飲用水的種類17第17頁(yè)，課件共32頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月解決水污染問(wèn)題離不開化學(xué)。污水的化學(xué)處理是利用化學(xué)反應(yīng)的作用以去除水中的雜質(zhì)。處理對(duì)象主要是污水中無(wú)機(jī)的或有機(jī)的(難于生物降解的)溶解物質(zhì)或膠體物質(zhì)。常用的化學(xué)處理方法有化學(xué)混凝、中和法、化學(xué)沉淀法和氧化還原法。目前發(fā)展膜技術(shù)是解決中國(guó)水資源可持續(xù)利用的戰(zhàn)略途徑，可同時(shí)解決水資源短缺和水污染的問(wèn)題。18第18頁(yè)，課件共32頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月大氣問(wèn)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(yè)，課件共32頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月溫室效應(yīng)：就是太陽(yáng)短波輻射可以透過(guò)大氣射入地面，而地面增暖后放出的長(zhǎng)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(gè)大暖房。20第20頁(yè)，課件共32頁(yè)，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(lái)，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(gè)速度還在不斷提高。2012年，美國(guó)國(guó)家海洋和大氣管理局下屬的一個(gè)專家小組估計(jì)，到2100年海平面最多會(huì)升高2米。21第21頁(yè)，課件共32頁(yè)，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(gè)保護(hù)層，太陽(yáng)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(guó)南極考察隊(duì)在南緯60°地區(qū)觀測(cè)發(fā)現(xiàn)臭氧層空洞，引起世界各國(guó)極大關(guān)注。臭氧層的臭氧濃度減少，使得太陽(yáng)對(duì)地球表面的紫外輻射量增加，對(duì)生態(tài)環(huán)境產(chǎn)生破壞作用，影響人類和其他生物有機(jī)體的正常生存。22第22頁(yè)，課件共32頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月臭氧層為什么會(huì)出現(xiàn)“空洞”？許多科學(xué)家認(rèn)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(lái)進(jìn)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(guó)家發(fā)布了對(duì)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(zhǔn)銷售。23第23頁(yè)，課件共32頁(yè)，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(guò)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(guó)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(jī)動(dòng)車排放的尾氣也是形成酸雨的重要原因。24第24頁(yè)，課件共32頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月25第25頁(yè)，課件共32頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月酸雨對(duì)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(duì)人體有害。26第26頁(yè)，課件共32頁(yè)，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(guó)、美國(guó)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(yè)，課件共32頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月環(huán)境問(wèn)題是由化學(xué)工業(yè)排放的大量廢棄物造成的，對(duì)化學(xué)的發(fā)展提出了嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。解決環(huán)境問(wèn)題，從根本上說(shuō)，需要大力發(fā)展既能支撐經(jīng)濟(jì)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(xué)——綠色化學(xué)。綠色化學(xué)體現(xiàn)了化學(xué)科學(xué)、技術(shù)和社會(huì)的相互聯(lián)系和相互作用，是社會(huì)對(duì)化學(xué)科學(xué)發(fā)展的新要求。它對(duì)于保護(hù)人類賴以生存的環(huán)境、實(shí)現(xiàn)人類社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展具有重要意義。28第28頁(yè)，課件共32頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月綠色化學(xué)研究的內(nèi)容(1)原料的綠色化，即采用無(wú)毒、無(wú)害原料，利用可再生資源。(2)化學(xué)反應(yīng)的綠色化，指化學(xué)反應(yīng)以"原子經(jīng)濟(jì)性"為基本原則，即在獲取新物質(zhì)的化學(xué)反應(yīng)中，充分利用參與反應(yīng)的每個(gè)原料的原子，實(shí)現(xiàn)零排放;反應(yīng)過(guò)程不產(chǎn)生其他副產(chǎn)品;反應(yīng)采用無(wú)毒、無(wú)害的溶劑、助劑和催化劑。(3)產(chǎn)品的綠色化，即生產(chǎn)無(wú)毒、元害，有利于保護(hù)環(huán)境和人類安全的環(huán)境友好產(chǎn)品。29第29頁(yè)，課件共32頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月綠色化學(xué)的最大特點(diǎn)是在始端就采用預(yù)防污染的科學(xué)手段，在獲得物質(zhì)的轉(zhuǎn)化過(guò)程中充分利用每個(gè)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(guò)程和終端均為零排放或零污染。世界上很多國(guó)家已把“化學(xué)的綠色化”作為新世紀(jì)化學(xué)進(jìn)展的主要方向之一。30第30頁(yè)，課件共32頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月化學(xué)在現(xiàn)代社會(huì)中的地位和作用化學(xué)是一門中心