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1、第一章 关注营养平衡复习目标1认识食品中对人类健康有重要意义的常见有机物,如糖类、油脂、蛋白质等。2说明氨基酸、蛋白质的结构和性质特点,能列举人体必需的氨基酸。3通过实例了解人体必需的维生素的主要来源和摄入途径,以及维生素在人体中的作用。4认识微量元素对人体健康的重要作用。一. 生命的基础能源糖类1糖类是由 C、 H 、 O 三种元素组成的一类有机化合物,糖类也叫做 碳水化合物 ,原因是它们的化学组成大多数符合通式 Cn(H2O)m 。但不是所有的糖都符合这个通式,如 鼠李糖(C6H12O5) ,且符合这个通式的也不一定是糖,如 甲醛(CH2O)、乙酸(C2H4O2) 。2糖的分类:单糖: 葡
2、萄糖(C6H12O6)、果糖(C6H12O6) (写出代表物名称及分子式,下同)二糖 蔗糖(C12H22O11)、麦芽糖(C12H22O11) 多糖 淀粉(C6H10O5)n、纤维素(C6H10O5)n 其中属于同分异构体的是 葡萄糖和果糖、蔗糖和麦芽糖 3葡萄糖(1)葡萄糖是一种白色晶体,有甜 味,能溶于水,结构简式为 CH2OH-CHOH-CHOH-CHOH-CHOH-CHO 。葡萄糖分子结构中含 羟基(-OH) 、 醛基(-CHO) (填官能团名称和结构简式) 性质推测:1mol葡萄糖能及 5mol 乙酸完全反应生成酯。葡萄糖是多羟基醛,因此具有还原性,能发生银镜反应,实验现象为 试管内
3、壁有银镜生成 ,反应方程式为 2Ag(NH3)2OH + CH2OH-(CHOH)4-CHO2Ag + CH2OH-(CHOH)4-COONH4 +3NH3 + H2O(2)葡萄糖是人体内最重要的供能物质。葡萄糖在人体中可迅速被氧化释放出能量,氧化反应式为C6H12O6(s) + 6O2 (g) 6CO2 (g) + 6H2O(l) 。储能:另一部分葡萄糖被肝脏、肌肉等等组织合成糖元 而储存起来。需要时又转化为葡萄糖氧化释放出能量。还有一部分葡萄糖可以转化为 脂肪,储存在皮下.4写出反应方程式(1)蔗糖水解 C12H22O11 + H2O C6H12O6(葡萄糖)+ C6H12O6 (果糖)
4、(2)麦芽糖水解 C12H22O11 + H2O 2C6H12O6 (葡萄糖) 5淀粉(1)淀粉是一种多糖,其分子式为 (C6H10O5)n,属天然高分子化合物,主要存在于植物的种子或块根 。虽然属糖类,但它本身 无 味,淀粉是一种 白色 粉末,不溶于冷水,在热水中会膨胀,一部分溶解在水中,另一部分悬浮在水里,形成 胶状淀粉糊 。(2)淀粉在体内的消化过程淀粉在唾液和小肠胰脏分泌出 淀粉酶 的催化作用下,水解生成麦芽糖,麦芽糖在肠液中 作用下,水解生成葡萄糖。(3)化学性质淀粉的水解(在横线上填上试剂的名称)水解的化学方程式为 (C6H10O5)n + nH2O nC6H12O6 (葡萄糖)
5、使用催化剂6纤维素(1)纤维素是 白 色、没有气味和味道的纤维状结构的物质,是一种多糖,属天然高分子化合物,虽然属糖类,但它本身无 甜 味。.纤维素是构成植物 细胞 的基础物质。(2)纤维素在 浓硫酸 的催化下发生水解,反应方程式为 (C6H10O5)n + nH2O nC6H12O6 (葡萄糖) ;(3)写出纤维素的两种用途 棉麻可以直接用于纺织业;木材、稻草、麦秸等可以用来造纸; (4)纤维素在人体消化中起着重要作用的原因是 能刺激肠道蠕动和分泌消化液;有助于食物的消化和废物的排泄;减少有害物质及肠粘膜接触时间;预防和治疗糖尿病。二. 重要的体内能源油脂1油脂的成分(1)油脂的主要成分是高
6、级脂肪酸和甘油所生成的酯,结构为 。 R1、R2、R3相同称为 单甘油脂 ,R1、R2、R3不相同称为 混甘油脂 。天然油脂大多为 混甘油脂 。油脂 不是(是或不是)高分子化合物。 R1、R2、R3饱和,则在室温下呈固态,称为 脂肪 ,存在于 动物油 中。R1、R2、R3不饱和,则在室温下呈 液态 ,称为 油 ,存在于 植物 中。 油脂 难 溶于水,密度比水 小 。 油脂的主要化学性质为 加成 反应和 水解 反应。2油脂在体内的变化3脂肪酸的作用 供给人体能量 , 脂肪酸储存在脂肪细胞中,相当于“能量”的储存 , 作为合成人体所需要的其他化合物的原料 , 必需脂肪酸在体内有多种生理功能 。三生
7、命的基础蛋白质1蛋白质是一类由 碳、氢、氮、氧及少量硫 等多种元素组成的 天然高分子 化合物。蛋白质结构复杂,在 酶或酸、碱 的作用下能发生水解,最终生成氨基酸。2氨基酸:至少含有一个 NH2 ( 氨基 )和一个 COOH ( 羧基 )的化合物。(1)通式为 丙氨酸的结构简式为(2)氨基酸既表现出酸性,又表现出碱性,因而具有 两性 。氨基酸分子间相互反应生成的物质叫 多肽 。分子结构中含有 肽 键(结构为 CO-NH- )。 两个甘氨酸分子发生缩合反应的方程式 2H2N-CH2-COOHH2N-CH2-CO- HN-CH2-COOH + H2O 。 多条 肽链 通过 氢 键形成螺旋状的三维空间
8、结构的蛋白质分子。3蛋白质的性质。水解:蛋白质水解的催化剂有 酶、酸、碱 。盐析:蛋白质溶液中加入某些浓的无机盐溶液,如 饱和硫酸铵 和 硫酸钠后,可以使蛋白质 凝聚 而从溶液中析出,这个过程叫盐析。盐析是一个 可逆 的过程。利用盐析可以 分离和提纯蛋白质。变性是 在一定条件下就会发生不可逆的凝固,凝固后不能在水中溶解,这种变化叫做变性 。条件:受热;紫外线;X射线;重金属盐(如乙酸铅,硫酸铜等);强酸;强碱;甲醛溶液;酒精溶液;苯甲酸等。用途: 高温消毒灭菌;喝大量牛奶来缓解重金属离子的毒性;农业上使用波尔多液来防止病虫害。 (举三例)注意:万一不慎误食了重金属离子,应立即喝 大量牛奶或生豆
9、浆 来缓解毒性。颜色反应:某些蛋白质及 浓硝酸 作用变黄。利用此性质可鉴别蛋白质灼烧:某些固体蛋白质灼烧具有 焦羽毛的气味,用此法可鉴别 人造纤维 和蛋白质溶解性:有的能溶于水,如 鸡蛋清 ;有的难溶于水,如 肉 。4食物中蛋白质的来源分为两类:一类是动物性蛋白质:如 鸡、鸭、鱼、肉类 ;另一类是植物性蛋白质:如 谷类、豆类、蔬菜、水果、菌类 。人体中共有 二十 多种氨基酸,其中有几种是人体自身不能合成的,必须由食物获得,称为 必需氨基酸 。5蛋白质的生理作用:蛋白质进入人体后,水解生成 氨基酸,被人吸收后,重新结合成人体所需的各种蛋白质 ,构成和修补人体的各种组织。同时人体组织中的蛋白质也在
10、不断地的分解,最后生成 尿素 排出体外。 四维生素和微量元素1维生素是参及生物生长发育 和 新陈代谢 所必需的一类小分子有机化合物。作用:维生素在体内有特殊的 生理功能 和作为 辅酶催化 某些特殊的化学反应,能调节各种器官的机能并维持各种细胞的特性。2脂溶性维生素和水溶性维生素(1)脂溶性维生素难溶于水,易溶于 脂肪和有机溶剂 ,和脂类共存于食物中,并一起被吸收,不易排泄,易在体内积存,主要积存在 肝脏 。脂溶性维生素主要包括 维生素A、D、E、K ,来自于食物中的 动物肝脏 。(2)水溶性维生素易溶于水,易被人体吸收,多余的随尿液排出体外,一般不在体内积存,所以容易缺乏。水溶性维生素主要包括
11、 维生素C 和维生素B族 。3维生素C又称 抗坏血酸 ,是一种 无色 晶体,分子式为 C6H8O6 。它 可溶 于水,溶液显酸 性,广泛存在于新鲜水果和绿色蔬菜中 。维生素C具有 还原 性,可用 氯化铁溶液和溴水来鉴别,现象是 溶液由黄色变为淡绿色,溶液褪色 。4人体中的微量元素: 人体中所含元素在 自然界 中都能找到,并且及 地球表层元素的含量 大致相当。 常量元素是指在含量在 0.01% 以上的元素,如 碳、氢、氧、氮、钠、镁、钙、磷、硫、钾 等共11种元素。 微量元素是指在含量在 0.01% 以下的元素,如 铁、铜、锌、锰、钴、钼、硒、碘、锂、铬、氟、锡、硅、钒 等16种元素,人体中微量
12、元素含量最多是 铁 元素。5碘有 智力元素 之称,人体中的碘元素一半集中在 甲状腺体 内。在食物中 海带、海鱼 等海产品中含碘最多。碘对人的 神经系统 发育起着决定性作用。青少年缺碘可引起 甲状腺肿大 。我国是在食盐中加入 碘酸钾 加工成碘盐。不加碘化钾的原因是 碘化钾易被氧化成单质而挥发 。存放碘盐时应注意 注意密封和防潮、防晒 。6铁在人体中的含量约为 4-5 g,人体内的含铁化合物主要分为两类,即 功能性铁 和 储存铁 。 和血红蛋白一起参及氧的运输,体内缺铁将会导致人的 记忆能力 、 免疫能力 和对温度的适应能力等生理功能下降。如果体内铁不足以供给生命活动需要,就会发生 贫血 。我国已
13、经实施在 酱油 加入铁强化剂的措施。第二章 促进身心健康复习目标1认识水在人体中的重要作用和食物的酸碱性,以及合理选择饮食的重要性。2知道常见食品添加剂的组成、性质和作用,树立安全使用食品添加剂的意识。3通过实例了解某些药物的主要成分和疗效,认识药物的毒副作用和毒品的危害。一合理选择饮食1水在人体中和重要作用(1)水是人体的重要组成部分,是人体中含量最多的物质,约占人体体重的 2/3 。每人每天要补充 2.5-4 L水。(2)水是一种很好的溶剂。食物中许多营养物质如 糖、盐 等要溶于水才能被吸收。水溶液把营养物质 运送到组织细胞,又把各组织 代谢废物和有毒物质 运送到相应器官,排出体外.(3)
14、水不但是人体内的反应 介质,而且还是一种必不可少的 反应物。如 淀粉只有通过水解反应,才能成为葡萄糖被肌体所利用 。(举例)(4)水在人体内还能够调节 体温 。2食物的酸碱性(1)食物的酸碱性是指食物的 成酸性或成碱性 ,是按食物在体内 代谢 的最终产物的性质来分类的。如由 碳、氮、硫、磷 等元素组成的 蛋白质 ,在体内经过消化、吸收后,最后氧化成酸: 碳 碳 酸、 氮 尿 酸、 硫 硫 酸、 磷 磷 酸,使体液呈 酸 性,因而称为 酸性 食物。又如某些 蔬菜、水果 多含 钾、钠、钙、镁 等盐类,在人体内代谢后生成 碱性 物质,因而称为 碱性 食物。食物的酸碱性及化学上所指溶液的酸碱性是 不同
15、 (填“不同”或“相同”)的概念。味觉上酸性食物 不一定 (填“一定”或“不一定”)是酸性食物,例如水果中 柠檬酸及其钾盐,在人体中可被彻底氧化,柠檬酸最后生成二氧化碳和水排出体外,剩下碱性钾盐,因此这类具有酸味的食物是碱性食物 。(2)选择食物时,要注意食物的酸碱性。人体正常的生理过程对所涉及的体液都有较严格的酸碱性要求。人体细胞中存在着一些重要的酸碱平衡,如: 人体血液的pH总保持弱碱性范围(7.35-7.45) ,这些平衡需要通过选择不同的食物来保持。我国居民一般尿液偏酸性,因而需摄入 较多的蔬菜水果 等碱性食物,否则易形成“ 多酸 症”。3食品添加剂(1)食品添加剂是指改善食物 色、香
16、、味 和补充食品在加工过程中失去的 营养成分 ,以及防止 食物变质 而在食品加入的一些化学物质。(2)食品添加剂类 型着色剂调味剂防腐剂营养强化剂作 用改善食物的外观增添食物的味道防止食物腐烂、变质增强食物的营养价值举 例胡萝卜素、胭脂红、柠檬黄食盐、食醋、味精苯甲酸钠、硝酸盐、杨硝酸盐、二氧化硫食盐中加碘、酱油中加铁、粮食制品中加赖氨酸、食品中加维生素或钙、硒、锗等二正确使用药物1人工合成药物(1)解热镇痛药阿司匹林阿司匹林化学名为 乙酰水杨酸 ,结构简式为 ,从结构上看它属于烃的衍生物酯 类和 羧酸 类。阿司匹林是 白色 晶体, 难 溶于水,它是第一种人工合成的和销量最大的药物。 制取阿司
17、匹林反应方程式: ; 制取可溶性阿司匹林反应方程式: 。 阿司匹林作用: 解热镇痛;防止心脏病发作;减缓老年人视力衰退和提高免疫力 。 阿司匹林的不良反应有: 胃肠道反应 和 水杨酸反应 ,若出现 头痛、眩晕、恶心、耳鸣 是中毒现象,应静脉滴注 碳酸氢钠 溶液,理由为 酸碱中和反应而解毒 。(2)抗生素青霉素青霉素是最重要的抗生素,即 消炎药 ,有阻止多种细菌生长的优异功能,适用于医治因 葡萄球菌和链球菌等引起的血毒症 等引起的血毒症,如肺炎、脑膜炎、淋病和外伤感染等。 现知的青霉素至少 五 种,即青霉素 F、G、X、Y、V ,青霉素在体内经酸性水解后,得到 青霉氨基酸 ,其结构简式为 ,目前
18、使用得较多的是青霉素 G 的钠盐,俗名 盘尼西林 。 青霉素的主要不良反应为 过敏性休克 ,所以用药前一定要进行 皮肤敏感试验 。(3)抗酸药胃液里含有少量的 盐 酸称为胃酸,胃酸过多会导致 消化不良和胃痛 。抗酸药是含有一种或几种能及盐酸反应的化学物质,能中和胃里过多的盐酸,缓解胃部不适。 抗酸药片的成分:有效成分,如 碳酸氢钠、碳酸钙、碳酸镁、氢氧化铝、氢氧化镁 等; 调味 剂,如 糖 ; 黏合 剂,如 淀粉。写出有效成分及胃酸反应的离子方程式:HCO3- + H+ = H2O + CO2 、CaCO3 + 2H+ = Ca2+ + H2O + CO2 、MgCO3 + 2H+ = Mg2
19、+ + CO2 + H2O、Al(OH)3 + 3H+ = Al3+ + 3H2O 、Mg(OH)2 + 2H+ = Mg2+ +2H2O 2天然药物天然药物(中草药)取自 植物、动物、矿物 。我国明代医学家李时珍所著的 本草纲目 中收载了大量天然药物及其药方。 麻黄碱疗效:治疗 支气管哮喘、鼻粘膜充血引起的鼻塞等 。不良反应:有时会出现 由于中枢神经兴奋而导致的不安和失眠。麻黄碱是国际奥委会严格禁止的 兴奋剂 。 R表示 处方药 ;OTC表示 非处方药 。滥用药物主要指 非法获得及使用受管制 药物,如没有医生处方长期服用 安眠剂或镇静剂 ,运动员服用 兴奋剂 ,服用毒品等。 毒品是指非医疗目
20、的而 反复连续使用 ,能够产生 依赖性即成瘾性 的药品,例如: 鸦片、吗啡、海洛因、冰毒 。第三章 探索生活材料复习目标1认识金属及合金在性能上的主要差异,知道生活中常见合金的组成。2描述金属腐蚀的化学原理,知道金属防护的常用方法。3知道玻璃、陶瓷和水泥的主要化学成分、生产原料及其用途。4举例说明生活中常用的塑料、合成纤维和合成橡胶的种类、性能和用途。5通过钢和生铁、光学玻璃和彩色玻璃、热塑性塑料和热固性塑料等实例,认识材料的组成、结构和性能之间的关系。一. 合金1认识合金(1)合金:由两种或两种以上的 金属(或金属及非金属)熔合而成的 具有 金属特征 的物质。目前制得纯金属只有 80 多种,
21、而合金已达 数千 种。 青铜 是人类历史上使用得最早的合金; 铁碳合金 是目前生产和使用量最大的合金。(2)合金的性能一般情况下,合金比纯金属硬度 大 。原因:在纯金属内,所有原子的 大小和形状 都是相同的,原子的排列是 十分规整 ,而合金中加入了其他元素 或大或小的 原子,改变了金属原子有规则的 层状排列 ,使得原子之间的 相对滑动 变得困难。一般情况下,多数合金的熔点比各成分金属 低 。一般情况下,合金具有良好的 导电性 、 导热性 和 延展 性能。2使用合金(1)铁合金铁合金生 铁钢含碳量2%-4.3%0.03%-2%机械性能硬度大、抗压、性脆良好的延展性和机械性能机械加工可以铸造成型锻
22、压和铸造分 类-碳素钢、合金钢用 途制造机座、管道的重要材料广泛制造机械和交通工具说明:在碳素钢中:含碳量越高,硬度 越大 ;含碳量越低,韧性 越强 。不锈钢是一种常见的合金钢,其合金元素是 铬 和 镍 ,常用于制造生活中常见的 医疗器械 、 厨房用具 、和 餐具 等。(2)铝合金 铝 是地壳中含量最多的金属元素。纯铝的 硬度 和 强度 较小,不适于制造机器零件。铝合金的特点是:密度 小 ,硬度和强度 高 ,具有较强的 抗腐蚀 能力,是制造飞机和宇宙飞船的理想材料。硬铝(一种铝合金)中除铝外还含有 铜 、 镁 、 锰 和 硅 ,它密度小、强度高,具有较强的抗腐蚀能力,是制造 飞机 和 宇宙飞船
23、 的理想材料。(3)铜合金常见的铜合金有 黄铜 ( 铜-锌 合金)和 青铜 ( 铜-锡 合金)等。早在3000多年前的商代,我国就已经制造和使用 青铜器 了。(4)新型合金新型合金包括 钛合金 、 耐热合金、 形状记忆合金 和 储氢合金 等。氢能的利用存在的两大难题是: 制取 和 储存 。储氢合金的条件:一是吸收氢气的 量大 ;二是室温时,吸、放氢气的 速率块 ;如Ti-Fe合金等。二. 金属的腐蚀和防护1金属的腐蚀是指金属或合金及周围接触到的气体或液体进行化学反应而腐蚀损耗的过程。(1)分类对比金属的腐蚀化学腐蚀电化学腐蚀原 理金属及接触到的物质直接发生化学反应不纯的金属(或合金)及电解质溶
24、液 接触,发生 原电池 反应电子转移过程电子 直接 转移给氧化剂电子通过导线转移给氧化剂有无电流产生 无 电流产生 有 电流产生腐蚀物质金属被腐蚀 金属活动性较强的 金属被腐蚀实例铁及 氯气 直接反应而被腐蚀,钢管被原油中的 含硫化合物 腐蚀等。钢铁在潮湿空气中被腐蚀(2)电化学腐蚀钢铁的腐蚀析氢腐蚀吸氧腐蚀条件合金表面的水膜的酸性较强钢铁表面的水膜的酸性很弱或者呈中性负极反应Fe + 2e- Fe2+ Fe + 2e- Fe2+正极反应2H+ +2e-H2O2 + 2H2O + 4e-4OH-总反应Fe + 2H+ Fe2+ + H22Fe + O2 + 2H2O2Fe(OH)2反应本质电化
25、学腐蚀电化学腐蚀发生情况潮湿环境,水膜的酸性相对较强潮湿环境,水膜的酸性相对较弱思考:钢铁表面电解质溶液是如何形成的?在潮湿的空气中,钢铁的表面吸附了一层薄薄的水膜。水能够电离出除少量的氢离子和氢氧根离子,同时由于空气中二氧化碳的溶解,使水中的氢离子浓度增大,形成由中性至酸性的电解质溶液。2金属的防护(1)影响金属腐蚀的因素金属的本性:金属越 活泼 ,就越容易被腐蚀。如果金属中能导电的杂质不如该金属活泼,则容易形成 原电池 而使金属发生电化学腐蚀。介质:若金属在潮湿的空气中、接触腐蚀性气体或 电解质溶液 ,都容易被腐蚀。(2)金属的防护方法改变金属的内部结构:将金属制成耐腐蚀的合金,例如将普通
26、的碳素钢制成 合金钢 。在金属表面覆盖保护层:在金属表面涂油、涂漆、搪瓷、电镀、氧化生成致密的保护膜等,其目的都是 防止金属及空气中的氧气直接接触 。连接一更活泼的金属:例如在钢铁上可连接 锌、镁 等金属,原理是 当发生电化学腐蚀时,连接的活泼金属作为原电池的负极而被腐蚀,在一定程度上保护了相对不活泼的金属 。三. 玻璃、陶瓷和水泥1玻璃(1)制造普通玻璃的主要原料是 纯碱(碳酸钠) 、 石灰石(碳酸钙) 和 石英 。生产时把原料粉碎按比例混合,在 玻璃窑 中加强热。原料熔融后发生复杂的物理变化和化学变化,其中主要的化学反应有 Na2CO3 + SiO2 = Na2SiO3 + CO2, Ca
27、CO3 + SiO2 = CaSiO3 + CO2 。(条件均为高温)(2)普通玻璃是 硅酸钠、硅酸钙和二氧化硅 熔化在一起所得到的物质,主要成份是 二氧化硅 。它没有一定的 熔点 , 不是 (是/不是)晶体,称作 玻璃态 。调整玻璃的化学组成,可制得具有不同性能和用途的玻璃,如提高SiO2的含量或加入B2O3能使玻璃提高化学稳定性和降低它的热膨胀系数;加入PbO可使制得的光学玻璃 折射率高 ,可用来制造 眼镜片、照相机、望远镜、显微镜的透镜等 ;加入某些金属氧化物,可以制得彩色玻璃,氧化钴 蓝 色,氧化亚铜 红 色,甚至普通玻璃一般呈淡绿色是因为其中混有 二价铁 。(3)钢化玻璃制造方法:
28、将普通破例玻璃放入钢化炉中加热,当接近软化温度时,迅速从炉内取出,然后用冷风急吹,即制得钢化玻璃; 特性: 机械强度比普通玻璃大46倍,抗震裂,不易破碎;一旦破碎,碎块没有尖锐的棱角,不易伤人。 (4)光导纤维的主要成分为高纯度的 二氧化硅(或称石英玻璃),是直径约为 100m 的细丝;主要性能有 能同时传输大量信息,抗干扰能力强,通信质量高,能防窃听;光缆的质量小而细,耐腐蚀,铺设方便 。2陶瓷(1)我国的陶都和瓷都分别是 宜兴、景德镇 ;制造陶瓷的主要原料是 黏土 。制造陶瓷需要经过五个步骤: 混合 、 成型 、 干燥 、 烧结 和 冷却 。(2)陶瓷具有 抗氧化 、 抗酸碱腐蚀 、 耐高
29、温 、 绝缘 、 易成型 等优点。举三例日常生活或实验中的陶瓷产品 碗碟等餐具、坩埚、高压线架中绝缘磁碟 。(3)新型的具有特殊功能的陶瓷有 超硬陶瓷 、 高温烧结陶瓷 、 生物陶瓷 和 超导陶瓷 等,其中高温结构陶瓷主要有 氮化硅 、 氧化铝 、 氮化硅 和 二氧化锆 等。3水泥(1)制造水泥的主要原料是 石灰石 和 黏土 。经研磨、混合后在 水泥回转窑 中煅烧,然后加入适量 石膏 ,并研成细粉就得到普通硅酸盐水泥。这种水泥的主要成份是 硅酸二钙 、硅酸三钙 和 铝酸三钙 。(2)由于水泥具有 水硬性 ,因而是非常重要的建筑材料。我国现实施的水泥强度等级表示水泥的不同性能,等级越 高 ,表示
30、水泥的性能越好。水泥存放时要注意 防潮 。(3) 水泥、沙子和水的混合物 叫水泥砂浆, 水泥、沙子和碎石的混合物 叫混凝土。注意:玻璃、陶瓷和水泥都是 传统硅酸盐 材料,由于其结构复杂常用氧化物的形式表示(通常表示顺序为:金属氧化物二氧化硅水),例如黏土的主要成分Al2(Si2O5)(OH)4可表示为 Al2 O3 2SiO22H2O 。四. 塑料、纤维和橡胶1合成材料我们常说的三大合成材料是指 塑料 、 合成橡胶 和 合成纤维 。(1)塑料 塑料的主要成分是 合成树脂 ,除此之外还有一些具有特定用途的添加剂,如 提高塑性的增塑剂 、 防止塑料老化的方老化剂 。塑料是一种 聚合 物,由小分子通
31、过 聚合 反应制得,这样的小分子物质称做单体,例如聚乙烯的单体是 CH2=CH2 ,链节是 -CH2-CH2-。 热塑性塑料加热可熔化呈液体,冷却后变成固体,再加热还可熔化,例如 聚乙烯 、聚氯乙烯 和 聚丙烯 等都是热塑性塑料。这种塑料具有 长链状的线性 结构。 热固性塑料一旦塑造成型就不会受热熔化,例如 酚醛树脂 塑料。热固性塑料在形成初期也是长链状的,但进一步受热后,形成 体型网状 结构,硬化定型。 聚乙烯 (简称 PE )可制作食品保鲜膜,但是和它类似的 聚氯乙烯 (简称 PVC )制作的薄膜就不能用来包装食品。 聚丙烯 (简称 PP )和 聚苯乙烯 (简称 PS )可用于制作一般性的
32、包装材料。路边的广告牌大多使用了有机玻璃(成分为 聚甲基丙烯酸甲酯 ,简称PMMA )。生活中随处可见的插座板使用的是 脲醛树脂 (俗称 电玉 )。近年来厨房革命中出现的不粘锅其实也是使用了 聚四氟乙烯 (简称 PTFE )作为内衬。(2)纤维 纤维根据来源可分为天然纤维和合成纤维。合成纤维具有良好的性能,如 强度好 、弹性好 、 耐磨 、 耐化学腐蚀 和 不怕虫蛀 ,但 吸水性 和 透气性 不如天然纤维。合成纤维中,“六大纶”是指 锦纶( 尼龙)、 涤纶( 的确良 )、 腈纶(人造羊毛 )、 维纶 、 氯纶 和 丙纶 。纯棉布属于 天然纤维 ,羊毛属于 天然蛋白质 ,尼龙布属于 合成纤维 ,
33、如何鉴别这三种布料: 取少量样品分别在酒精灯上点燃,燃烧无味且剩余固体容易碾压成末的为纯棉布;若燃烧有焦羽毛气味且剩余固体容易碾压成末的为羊毛;若燃烧为臭塑料味且剩余固体形成硬团不易碾压成末的为尼龙布 。(3)橡胶 天然橡胶的化学组成是 聚异戊二烯 ,结构简式是 。合成橡胶,如异戊橡胶是以 异戊二烯 为单体进行聚合反应制得的。 常见的通用橡胶还有 顺丁橡胶 、 丁苯橡胶 和 氯丁橡胶 等。 特种橡胶有 耐热和耐酸碱的氟橡胶 、 耐高温和耐严寒的硅橡胶 等。 许多橡胶可塑性好,但强度和韧性差,因此工业上常用硫及橡胶分子作用,使橡胶硫化,硫的作用是 使线性橡胶分子之间通过硫桥联起来,形成体型结构,
34、使橡胶具有较高的强度、韧性、良好的弹性和化学稳定性。 。2复合材料在复合材料中,一种材料作为 基体 ,另外一种材料作为 增强剂 。例如玻璃钢就是玻璃纤维 和 合成树脂 组成的复合材料。第四章 保护生存环境复习目标1知道大气的主要污染物及其危害,能说出减少大气污染物的原理和方法。2知道主要的室内空气污染物及其危害,了解减少室内空气污染物的方法。3通过重金属污染、植物营养物质污染和石油污染的实例认识水污染造成的危害,能说出污水处理中主要的化学方法及原理。4了解垃圾处理的主要方法,以及垃圾分类和回收利用的重要意义。5认识“白色污染”的危害,了解废弃塑料资源化的方法。一改善大气质量大气的成分:N2 7
35、8% (体积分数,下同)、O2 21% 、CO2 0.03% 、稀有气体0.94%、,其它气体0.03%。大气污染物可分为 SO2 、 SO3 、 NO 、 NO2 、碳氢化合物、 CO 和 氟氯代烷 等。(1)酸雨正常雨水偏酸性,pH约为 5.6 ,的原因是 大气中二氧化碳溶于雨水的缘故 ;酸雨是指 PH小于5.6的降水 ;原因是 人为排放的硫氧化物和氮氧化物等酸性气体转化而成的 ,反应方程式分别为 SO2 + H2O = H2SO3 、 2H2SO3 + O2 = 2H2SO4 、 3NO2 + H2O =2HNO3 + NO ;我国主要是以 硫酸 型酸雨为主,这是因为我国以 煤炭 为主的
36、能源结构造成的。酸雨的危害:能直接使江河湖泊和土壤的酸化,危及水生生物和陆地植物的生长;能加速房屋、桥梁、管道、电线电缆、文物古迹的腐蚀;酸雨还会对人的身体健康产生影响。(2)臭氧层受损臭氧层分布在大气的 平流层中 ;其作用是吸收 来自太阳的大部分紫外线 ,使地球上的生物免受其害。目前,在南极和北极上出现 臭氧层空洞 现象。臭氧层受损的原因是排放到大气中 氟氯代烷和含溴卤代烷烃 等物质及其作用;原理是 在 紫外线的 照射下分解产生氯原子参及破坏臭氧的反应,反应式为 Cl + O3 ClO + O2 、O3 O2 + O ClO + O Cl + O2 ,总反应为 2O3 3 O2 ,氯原子在其
37、中起了 催化 作用。若哈龙分解产生 溴原子 ,破坏能力更强。破坏臭氧层的物质还有CCl4、CH4、NO和N2O等。“补天”行动的目的是减少并逐步停止 氟氯代烷的生产和使用 。(3)温室效应及全球气候变暖:温室效应是指地球的大气层中CO2等气体能像温室的玻璃那样起保温作用;温室气体有二氧化碳、甲烷、一氧化二氮、氟氯代烷 等。 二氧化碳 主要来源是化石燃料的燃烧,森林的乱砍滥伐; 甲烷 是天然气的开发和利用, 石油 的开采和炼制; 一氧化二氮 来自航空业发展和氮肥的使用; 含氟氯代烷 制冷剂和喷雾剂的使用。温室效应的影响:引起全球气候的变暖,可能导致两极冰川融化,海平面升高,淹没许多城市;使土壤沙
38、漠化,影响农业生产;生态系统发生变化,一些物种将灭绝;加剧洪涝、干旱和其它气象灾害的发生;增加传染病的传播几率,危害人类健康等。为了防止温室效应加剧,采取可行措施有:减少使用煤、石油和天然气等化石燃料,有效地利用太阳能、风能和地热能,发展核能和氢能;大力植树造林,严禁乱砍滥伐森林;限制并逐步停止氟氯代烷的生产和利用;控制煤矿、稻田和垃圾场所CH4的排放;控制人口增长。2改善大气质量(1)减少煤等化石燃料燃烧产生的污染 煤中含有 碳、氢、氧、氮、硫 等元素,经燃烧后,排放出的污染物有 CO、SO2、NO、NO2 等。 我国减少煤燃烧产生污染所采取措施有: 改善燃煤质量。 改进燃烧装置和燃烧技术、
39、改进排烟设备。 发展洁净煤技术,开展煤的综合利用。 调整和优化能源结构,降低煤在能源结构中比例,加快开发和利用新能源。(2)减少汽车等机动车尾气污染 汽车等机动车的尾气污染物有 CO、NO、NO2、碳氢化合物。推广使用 无铅汽油 汽油(主要是减少 含四乙基铅的含铅汽油 的使用)在汽车尾气系统中装置催化转化器。催化转化器中通常采用 铂 等贵重金属做催化剂。在催化转化器前半部发生的反应为 2CO + 2NO = 2CO2 + N2 ;后半部发生的反应为2CO + O2 = 2CO2 和 C7H16 + 11O2 = 7CO2 + 8H2O ;为防止催化剂中毒,使用催化转化器时必须使用 无铅 汽油。
40、思考:请再举两种减少汽车尾气对大气污染的措施。(3)减少室内空气污染 室内污染的来源家用燃料燃烧、烹调和吸烟产生的 CO、SO2、NO、NO2、CO2和尼古丁 是室内主要污染物;建筑材料和装饰材料挥发出的有机物如 甲醛(HCHO)、苯(C6H6)、甲苯(C7H8)、二甲苯(C8H10) 以用放射性 氡(Rn) 等污染物是另一重要来源。 室内空气污染物产生的危害CO中毒的原因是:CO及血红蛋白结合生成 碳氧血红蛋白 ,造成了血红蛋白不能很好地及氧气结合,当室内CO浓度达到一定程度时,人因 缺氧 而中毒。涉及到的生理反应式可表示为 Hb + CO = HbCO 和 Hb + O2 = HbO2 。
41、CO易中毒的原因是: 无色、无味、不易被察觉 。因而在室内用含碳燃料燃烧时,一定要注意室内的 通风和换气 。甲醛的结构简式是 HCHO ,它是 无 色,有 刺激性 气味的 气 体,主要来源于家庭装修中所用 黏合剂 挥发出来的;甲醛可刺激人的眼、呼吸道黏膜、引起流泪、气喘和胸闷等。室内甲醛的含量及污染源的释放量、时间、温度和通风程度等因素有关,其中 温度 和通风 最重要。氡是 无 色、 无 味的 放射性 气体,主要来自地下岩石或土壤,以及天然石材,长期吸入会引起肺癌。氡常被称为“ 隐形杀手 ”。二爱护水资源水资源短缺的原因是: 工农业生产的迅速发展和人口的急剧增长; 工农业生产排出的污(废)水急
42、剧增加 。1水体污染的危害:加剧 水资源短缺 ,危害 人体健康 ,对 工业、农业和渔业 也会产生很大的影响。水易产生污染的原因 水是良好的溶剂,水中的污染物种类繁多 。(1)重金属污染水中重金属污染物主要包括 汞、镉、铅、铬 等。污染来源是化工、冶金、电子和电镀 等行业排放出的工业废水。重金属使人中毒的原理:水中的重金属污染物可以通过水中的 水生物体内 富集,浓度逐级 增大 ,而人正处于食物链的 终端 ,通过食物或饮水将重金属盐摄入体内,引起人体 中毒。注意:水中某些重金属污染物可以通过微生物转化为毒性更大的有机化合物。如发生在日本的著名公害事件 水俣 病,就是将水中的无机汞转化为有机汞,反应
43、方程式为 HgCl2 + CH4 = CH3HgCl + HCl 。(2)植物营养物质污染造成赤潮的根源是含 N、P 的化合物;它们被称为 植物营养素 ;含N物质主要是 蛋白质 ;含P的物质主要是 洗涤剂和不合理使用的磷肥 。植物营养物质如何造成水体污染?含N、P的物质在分解的过程中,大量消耗水中 溶解氧 ,并释放出 养分 ,而使 藻类以及其他大量浮游生物 大量繁殖。若这种现象在江河、湖泊中出现称为“ 水华 ”,若在海湾中出现叫做“ 赤潮 ”。以蛋白质在水中的分解过程为例:蛋白质 氨基酸 氨 ;在微生物的作用下发生的两步反应为 2NH3 + 3O2 = 2HNO2 + H2O(条件:微生物) 、 2HNO2 + O2 = 2HNO3(条件:微生物) ,以 硝酸盐 的形式成为水生植物的养料。水体的富营养化的危害:由于缺 氧 ,致使大多数水生动、植物不能生存,致死的动植物遗骸在水底腐烂沉积,使水质不断恶化,影响 渔业生产 生产,并通过 食物链 危害人体健康。(3)其它污染水的因素 石油的泄漏 、 农药的广泛使用 、 工业生产中的酸、碱、盐 等都会对水体