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1、第十六講 化學(xué)科學(xué)與人類文明,一,二,三,四,五,一、化學(xué)理論的建立和發(fā)展與人類認(rèn)識(shí)世界的關(guān)系 1.人類對(duì)金屬使用的發(fā)展過程 (1)人類對(duì)金屬使用的發(fā)展歷程。 銅在約6 000年前被人類利用,鐵在約2 500年前被人類利用,而鋁的使用僅有200年左右,這與金屬的活動(dòng)性有關(guān)。,一,二,三,四,五,(2)金屬的活動(dòng)性與金屬冶煉的關(guān)系。,冶煉實(shí)質(zhì):金屬離子 金屬原子; 冶煉依據(jù):金屬的活動(dòng)性不同,冶煉方法不同; 冶煉方法:電解法、熱還原法、熱分解法。,一,二,三,四,五,2.化學(xué)科學(xué)理論的建立與發(fā)展 (1)19世紀(jì): 建立了以道爾頓原子論、分子結(jié)構(gòu)和原子價(jià)鍵理論為中心內(nèi)容的經(jīng)典原子分子論; 1

2、869年門捷列夫提出了元素周期律; 質(zhì)量作用定律,奠定了化學(xué)反應(yīng)的動(dòng)力學(xué)基礎(chǔ); 人工合成尿素,徹底動(dòng)搖了“生命力論”,使有機(jī)化學(xué)迅猛發(fā)展。 (2)20世紀(jì): 化學(xué)家鮑林提出氫鍵理論和蛋白質(zhì)分子的螺旋結(jié)構(gòu)模型,為DNA分子雙螺旋結(jié)構(gòu)模型的提出奠定了基礎(chǔ)。 光學(xué)顯微鏡、電子顯微鏡、掃描隧道顯微鏡(實(shí)現(xiàn)了對(duì)原子或分子的操縱)先后用于物質(zhì)微觀結(jié)構(gòu)的研究。,一,二,三,四,五,3.人類對(duì)酸堿認(rèn)識(shí)的發(fā)展 (1)酸堿電離理論。 酸:電解質(zhì)電離時(shí)產(chǎn)生的陽離子全是氫離子(H+)的化合物,如HCl、H2SO4等。 堿:電解質(zhì)電離時(shí)產(chǎn)生的陰離子全是氫氧根離子(OH-)的化合物,如NaOH等。 (2)酸堿質(zhì)子理論。

3、酸:凡能給出質(zhì)子(即H+)的物質(zhì),如HNO3、CH3COOH等。 堿:凡能接受質(zhì)子的物質(zhì),如OH-、CH3COO-等。 酸堿兩性物質(zhì):既能給出質(zhì)子又能接受質(zhì)子的物質(zhì),如H2O、 等。,一,二,三,四,五,典例1根據(jù)酸堿質(zhì)子理論,下列說法正確的是() A.所有的弱酸根都是酸 B.酸式弱酸根既是酸又是堿 C.H2O既不是酸又不是堿 D.OH-也能是酸,答案,解析,一,二,三,四,五,二、化學(xué)科學(xué)的研究?jī)?nèi)容和發(fā)展前景 1.化學(xué)科學(xué)的研究?jī)?nèi)容 化學(xué)是一門在原子、分子或離子層次上研究物質(zhì)的組成、結(jié)構(gòu)、性質(zhì)、變化及其內(nèi)在聯(lián)系和外界變化條件的科學(xué)。 2.化學(xué)科學(xué)的發(fā)展前景 納米科技、材料科學(xué)(功能材料和

4、結(jié)構(gòu)材料,特別是功能材料)、能源和生命科學(xué)是當(dāng)今世界各國(guó)都特別重視的領(lǐng)域,化學(xué)科學(xué)的各個(gè)分支學(xué)科的主要研究也與這些方面密切相關(guān),新的交叉學(xué)科不斷涌現(xiàn)。,一,二,三,四,五,三、化學(xué)在合成新物質(zhì)、提高人類生活質(zhì)量方面的重要作用 1.電解原理及電解技術(shù)。,2.合成氨原理:3H2+N2 2NH3(條件為高溫、高壓、催化劑)。 合成氨技術(shù)對(duì)人類的貢獻(xiàn):哈伯等人于20世紀(jì)初發(fā)明的合成氨技術(shù),使世界糧食產(chǎn)量增長(zhǎng)近一倍。,一,二,三,四,五,3.DDT在1944年后被廣泛用作殺蟲劑,米勒因此獲得諾貝爾獎(jiǎng),而后來發(fā)現(xiàn)其高毒、高殘留,現(xiàn)被禁止使用,現(xiàn)在人們正在研制高效、低毒、低殘留的農(nóng)藥。 4.合成醫(yī)

5、藥。 抗生素和新藥物的合成,提高了人類控制和治療疾病的能力。 5.光合作用是地球上規(guī)模最大的化學(xué)反應(yīng),人們正在設(shè)法弄清楚光合作用的原理。,一,二,三,四,五,典例2下列有關(guān)化學(xué)技術(shù)的描述不正確的是() A.用電解飽和氯化鈉溶液的方法制取金屬鈉 B.合成氨工業(yè)實(shí)現(xiàn)了人工固氮 C.若能人工模擬光合作用,將會(huì)更加深入對(duì)太陽能的利用 D.光導(dǎo)纖維的使用大大提升了信息傳輸能力,答案,解析,一,二,三,四,五,四、化學(xué)與人類生活及其他學(xué)科的關(guān)系 1.化學(xué)與人類的密切關(guān)系 (1)化學(xué)與人們的生活有著密切的聯(lián)系。 (2)化學(xué)與信息、生命、材料、環(huán)境、能源、地球、空間和核科學(xué)等新興學(xué)科密切聯(lián)系。 (3)化學(xué)合成

6、與分離技術(shù)為其他技術(shù)的發(fā)明和發(fā)展提供了不可缺少的物質(zhì)基礎(chǔ)。,一,二,三,四,五,2.化學(xué)科學(xué)發(fā)展的貢獻(xiàn) (1)解決工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的技術(shù)問題,如:制作印刷電路板的反應(yīng)原理為Cu+2FeCl3 CuCl2+2FeCl2。 (2)創(chuàng)造和合成具有特定性能的材料,如以石英砂為原料制備高純硅的反應(yīng)原理為:,(3)開發(fā)高效的潔凈能源。 (4)合成高新材料。,一,二,三,四,五,五、化學(xué)科學(xué)與環(huán)境保護(hù) 1.工業(yè)三廢:廢氣、廢液和廢渣。 2.化學(xué)對(duì)環(huán)境保護(hù)的貢獻(xiàn): (1)燃煤煙氣的脫硫。,通過以上過程,在消除煙氣中SO2的同時(shí)還可以得到副產(chǎn)品石膏和化肥硫酸銨。,一,二,三,四,五,(2)消除汽車尾氣對(duì)環(huán)境的

7、污染。 汽車尾氣的成分:CO、NO、NO2、碳?xì)浠衔?、顆粒物等。 汽車尾氣的消除。 a.石油脫硫; b.安裝尾氣處理裝置; c.用無害汽油添加劑; d.使用酒精、天然氣等清潔燃料代替部分或全部汽油; e.使用燃料電池。 (3)回收二氧化碳:如制造全降解塑料。,一,二,三,四,五,(4)綠色化學(xué)。 要求:利用化學(xué)原理從源頭上消除污染。 期望:在化學(xué)反應(yīng)和化學(xué)工業(yè)過程中充分利用參與反應(yīng)的原料。 結(jié)果:使所有物質(zhì)原料、中間產(chǎn)物都在內(nèi)部循環(huán)、利用,實(shí)現(xiàn)零排放。,一,二,三,四,五,典例3如圖甲,X河流經(jīng)某工業(yè)城市Y市,其中a處在上游,d處在下游。,某校研究性學(xué)習(xí)小組的學(xué)生對(duì)X河不同河段的河水進(jìn)行取樣,然后送市環(huán)保局監(jiān)測(cè)站檢測(cè),根據(jù)X河河水質(zhì)量檢測(cè)結(jié)果,繪制出圖乙。請(qǐng)據(jù)圖回答下列問題:,一,二,三,四,五,(1)造成X河污染的主要污染源最可能分布在。 A.ab段B.bc段 C.cd段D.bd段 (2)列舉造成X河污染的三種可能的污染源:、、。 (3)對(duì)c處水樣進(jìn)行檢測(cè),發(fā)現(xiàn)其中含有Cu2+等重金屬離子,若要把銅離子變?yōu)閱钨|(zhì)銅回收,請(qǐng)寫出兩種回收方法: 方法:。 方法:。,答案,解析,