化学与生活第一章

第一步：检查煤气阀门 关了没有。
第二步：打开门窗，强 制通风。
以水代油的大骗局
1984年，“发明者”王洪成声称他发明了 一种东西，放在水里，就可以让水变成油。
水 H2O
汽油 烃（碳氢化合物）
物质不灭定律 世上万物既不能自行 创生，也不能自行消灭，只能转变。
从氢和氧如何变成碳？
微量生命元素
通常，把人体中含量小于0.01%的化学元素，称为 微量生命元素。到目前为止， 已确认的微量生命元素有 16种，它们是锌（Zn）、铜（Cu）、钴（Co）、铬 （Cr）、锰（Mn）、钼（Mo）、铁（Fe）、碘（I）、 硼（B）、硒（Se）、镍（Ni）、锡（Sn）、硅（Si）、 氟（F）、钒（V）等。也有人认为，锂（Li）也应列入 微量生命元素。
李比希的
“失败瓶”
“任何疏于观察和分析， 必将导致失误。”
德国化学家李比希
拉瓦锡的“瓶盖” 发现“质量守恒定律”
法国化学家拉瓦锡
三、实验手段的不断进步是化学发展的关键
19世纪初，有人提出 “任何原子的重 量都是氢原子的重量的倍数” 。后来，精 密天平的出现，测得氯原子的原子量是 35.5，幵非氢原子的整数倍。该学说才受 到质疑幵最终被抛弃。
外压
渗透膜：只允许溶剂通过、不允许溶质通过的半透膜。
2011年2月，我国容量最大的反渗透海水淡化装置在华 能威海电厂投入运行，日产2500吨淡化海水。该厂采用的 渗透膜是美国陶式TFC复合膜。
化学－环境污染的替罪羊
公众对化学存在很深的误解，认为化学就是带来 环境污染的罪魁祸首。
清清的河水不再 清澈！
英国物理学家瑞利
英国化学家莱姆赛
瑞利发现从氮的化合物中分离出来的氮气每升重 1.2508 g，从空气中分离出来的氮气在相同情况下 每升重1.2572 g，这0.0064g的微小差别引起了瑞利 的注意。他与化学家莱姆赛合作，利用光谱分析方 法鉴定气体。在1894年，发现了氩（Ar）
核磁共振制服一种魔草
古代原子论

阴阳五行学说--物质构成的原始朴素学说。 公元前4世纪或更早，中国提出了阴阳五行学说，认为万物 是由金、木、水、火、土五种基本物质组合而成的，而五行 则是由阴阳二气相互作用而成的。此说法是朴素的唯物主义 自然观，用“阴阳”这个概念来解释自然界两种对立和相互 消长的物质势力，认为二者的相互作用是一切自然现象变化 的根源。此说为中国炼丹术的理论基础之一。
清洁能源—氢能
1. 燃烧热值高。每千克氢燃烧能
放出142.35kJ热量，约为汽油 的3倍，酒精的3.9倍，焦炭的 4.5倍。
2. 清洁无污染。燃烧产物是水。
H2 O2
点燃
H2O
水是地球上最为丰富的资源。海洋总体 面积约为13.7亿立方米，若把其中的氢 提炼出来，约为1.4×1017吨，所产生的 热量是地球上矿物燃料的9000倍。
血液中血红蛋白与一氧化碳的结 合能力比与氧的结合能力要强 200多倍。所以，人一旦吸入一 氧化碳，氧便失去了与血红蛋白 结合的机会，使组织细胞无法从 血液中获得足够的氧气，致使呼 吸困难。
问题1：煤气本无色、无味，但为什么一旦煤气泄露， 我们就能闻到它的特殊气味呢？ 为了让人们警觉到煤气的泄露，人为的在煤气中加入 了一种恶臭的物质（如硫醇）。 问题2：煤气泄漏怎么办？
这颗蓝色星球需要大家来保护！
新型汽车尾气净化催化剂
三效催化剂（主要成分Pt、Pd、Rh）能同时净化尾气中的 一氧化碳（CO）、碳氢化合物（HC）和氮氧化物（NOx） 等有害物。
2CO+O2 4CH+5O2 2CO+2NO
CO2 4CO2+2H2O 2CO2+N2
从二氧化碳与环氧丙烷及异氰酸酯合成可 生物降解的聚氨酯。
第一节 化学是研究物质变化的科学
一、化学的研究对象和内容
化学的研究对象：实物（物质） 物质可分为以下几个层次：
宇宙天体
单质和化合物 原子、分子和离子 电子、质子、中子及其他粒子
单质和化合物
元素：具有相同核电荷数（即质子数）的同一类 原子的总称。 单质：由同一种元素组成的纯净物。 化合物：由两种或两种以上元素组成的纯净物。 混合物：由多种纯净物混合而成。没有化学式， 无固定组成、性质，其中每一种组分 都保留着各自原有的性质。
爆炸极限 氢气H2 一氧化碳CO 甲烷 CH4 4.0～74.8％ 12.5～74.8％ 5.3～14.0％
天然气、液化气、煤气的区别
• 主要成分 • 有毒、无毒 • 应急措施
甲烷为主的燃气有两个优点：
1 单位燃气体积的燃烧热值高2.2—2.5倍 2 甲烷的泄漏不会引起人的中毒
煤气中毒
即一氧化碳中毒。பைடு நூலகம்
亚细亚刚毛草是危害粮食作 物的寄生植物，曾使亚洲和 非洲的粮食大量减产，致使 4亿人口受到饥饿的威胁。
第三节 化学在现代社会的作用
化学是一门古老而实用的学科，它不但使人类由古 代穴居人的野蛮生活进化到现代高度文明和谐的环境中 ，使人类社会的文明进步和人类生存环境及质量都有了 翻天覆地的变化，同时，也使人类生活的各个方面以及 社会发展的种种需要都与化学息息相关。
冶金化学的兴起

到了公元前3000～前2500年，除了冶炼铜以外，又炼出了锡和铅两种金 属。往纯铜中掺入锡，可使铜的熔点降低到800℃左右，这样一来，铸 造起来就比较容易了。铜和锡的合金称为青铜(有时也含有铅)，它的硬 度高，适合制造生产工具。青铜做的兵器，硬而锋利，青铜做的生产工 具也远比红铜好，还出现了青铜铸造的铜币。因此，青铜器的出现，推 动了当时农业、兵器、金融、艺术等方面的发展，把社会文明向前推进 了一步。 中国在铸造青铜器上有过很大的成就，如殷朝前期的“司母戊”鼎。它 是一种礼器，是世界上最大的出土青铜器。又如战国时的编钟，称得上 古代在音乐上的伟大创造。
水是化合物还是混合物？ 18K金是化合物还是混合物？
18K金是化合物还是混合物？
化学研究的内容：物质的化学运动，即物质 的化学变化。
二、化学研究的目的
化学研究的目的：揭示化学反应规律，以 控制物质的变化。 了解化学反应，归纳出反应的规律，再去 找到所希望发生的化学反应的条件和方法。
能源是人类生活的必要条件之一
你是否也做过？
你知不知道白色 的是什么东西？
漂染厂的污水！
你知道含有 大量洗涤剂 的污水未经 处理就排放 有什么危害 吗？
化学只不过告诉人们，哪些物质对人类 有益，哪些对人类有害，如何操作全在于人 类自己。但是，人们只在利用化学吃饱、医 好、穿好等等之余，却记住了哪些是有害的， 从而将人类自身偶尔的操作之错迁怒于化学。 中国古代有一个医生和君王的故事，医 生因为告诉君王脑部有疾病，君王不但不同 意治疗反而杀了医生，原因是医生告诉了他 真相。
历史悠久的工艺—制陶
现代民间制陶
冶金化学的兴起

在新石器时代后期，人类开始使用金属代替石器制造工具。使用得最多 的是红铜。但这种天然资源毕竟有限，于是，产生了从矿石冶炼金属的 冶金学。最先冶炼的是铜矿，约公元前3800年，伊朗就开始将铜矿石(孔 雀石)和木炭混合在一起加热，得到了金属铜。纯铜的质地比较软，用它 制造的工具和兵器的质量都不够好。在此基础上改进后，便出现了青铜 器。
能以一种简单的方法将水（H2O）分解成氢气 （H2）和氧气（O2），从而获得能源吗？
化学热力学告诉人们： 常温常压下，水分解为氢和氧的过程是非自 发的过程，必须借助外力的作用。
电解水制取氢
电解
H2O
H2
O2
化学热力学分析： 电解水得到的氢气燃烧释放的能量 < 制 取氢气消耗的电能
化学热力学告诉人们: 常温常压下，氢与氧的反应是一个自发反应。
化学简史
化学的前奏 历史悠久的工艺——制陶 冶金化学的兴起 中国的重大贡献——火药和造纸 炼丹术与炼金术 现代化学的兴起
1．化学的萌芽

火的使用--人类开始用化学方法认识和改造天 然物质。
掌握了火以后，人类开始熟食；逐步学会 了制陶、冶炼；以后又懂得了酿造、染色等等。 天然物质的化学加工--古代文明的标志。

四元素说和古代原子论--公元前4世纪，希腊也提出了与五 行学说类似的火、风、土、水四元素说和古代原子论。这些 朴素的元素思想，即为物质结构及其变化理论的萌芽。
历史悠久的工艺--制陶

陶器是什么时候产生的，已很难考证。对陶器的由来，说法 不一，有人推测：人类最原始的生活用容器是用树枝编成的， 为了使它耐火和致密无缝，往往在容器的内外抹上一层粘土。 这些容器在使用过程中，偶尔会被火烧着，其中的树枝都被 烧掉了，但粘土不会着火，不但仍旧保留下来，而且变得更 坚硬，比火烧前更好用。这一偶然事件却给人们很大启发。 后来，人们干脆不再用树枝做骨架，开始有意识地将粘土捣 碎，用水调和，揉捏到很软的程度，再塑造成各种形状，放 在太阳光底下晒干，最后架在篝火上烧制成最初的陶器。
微量元素的安全范围
内容提要
化学是一门使人类生活得更美好的基础学科 化学能保护和改善人类赖以生存的环境
化学使人类丰衣足食
化学提供人类合理使用能源的方法化学是人类使用
新材料的源泉
化学使人类世界五彩缤纷
化学帮助人类延年益寿
第一章 化学是一门使人类生活得 更美好的基础学科
内容提要
第一节 第二节 第三节 化学是研究物质变化的科学 化学是一门实验科学 化学在现代社会的作用
聚氨酯是世界六大合成材料之一，其制品 形态有软质、半硬质及硬质泡沫塑料、弹 性体（简称TPU）、涂料、胶粘剂、密封 胶、合成革涂层树脂、弹性纤维等，广泛 应用于汽车制造、家电制造、交通运输、 土木建筑、鞋类、合成革、织物、机电、 石油化工、矿山机械、航空、医疗、农业 等许多领域。
“鲨鱼皮”泳衣使用了 菲尔普斯获得北京奥运 能增加浮力的聚氨酯纤 会8枚金牌，震惊世界。 维