《1221 27 化學(xué)是社會可持續(xù)發(fā)展的基礎(chǔ)》由會員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《1221 27 化學(xué)是社會可持續(xù)發(fā)展的基礎(chǔ)（46頁珍藏版）》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。
1、隨著社會的發(fā)展、科技的進步、隨著社會的發(fā)展、科技的進步、人們生活的日益改善，同時當(dāng)今人們生活的日益改善，同時當(dāng)今社會也面臨著三大問題社會也面臨著三大問題:能源、資源、環(huán)境能源、資源、環(huán)境隨著科技的發(fā)展，除了傳統(tǒng)的學(xué)科以隨著科技的發(fā)展，除了傳統(tǒng)的學(xué)科以外，現(xiàn)在產(chǎn)生了三大新興學(xué)科外，現(xiàn)在產(chǎn)生了三大新興學(xué)科:信息、材料、能源信息、材料、能源2020世紀化學(xué)的回顧世紀化學(xué)的回顧 (1)20世紀發(fā)明了：信息技術(shù)、生物技術(shù)、核科學(xué)和核武器技世紀發(fā)明了：信息技術(shù)、生物技術(shù)、核科學(xué)和核武器技術(shù)、航天航空和導(dǎo)彈技術(shù)、激光技術(shù)、納米技術(shù)、化學(xué)合成和術(shù)、航天航空和導(dǎo)彈技術(shù)、激光技術(shù)、納米技術(shù)、化學(xué)合成和分離技術(shù)分離
2、技術(shù) (2)化學(xué)在能源和資源的合理開發(fā)和高效安全利用中起關(guān)鍵作用化學(xué)在能源和資源的合理開發(fā)和高效安全利用中起關(guān)鍵作用 （海水淡化技術(shù)的進步、合成高效、穩(wěn)定、廉價的太陽能光電（海水淡化技術(shù)的進步、合成高效、穩(wěn)定、廉價的太陽能光電 轉(zhuǎn)化材料）轉(zhuǎn)化材料） (2)化學(xué)工業(yè)的大發(fā)展化學(xué)工業(yè)的大發(fā)展 石油化工石油化工三大合成材料三大合成材料(塑料、纖維、橡膠塑料、纖維、橡膠) 合成氨工業(yè)合成氨工業(yè)醫(yī)藥工業(yè)醫(yī)藥工業(yè)未來化學(xué)的作用和地位未來化學(xué)的作用和地位(1)化學(xué)仍是解決食物短缺問題的主要學(xué)科之一（通過研究光合化學(xué)仍是解決食物短缺問題的主要學(xué)科之一（通過研究光合作用、固氮機理、催化理論，實現(xiàn)農(nóng)業(yè)工廠化）作用
3、、固氮機理、催化理論，實現(xiàn)農(nóng)業(yè)工廠化）(4)化學(xué)是提高人類生存質(zhì)量和生存安全的有效保障化學(xué)是提高人類生存質(zhì)量和生存安全的有效保障(3)化學(xué)繼續(xù)推動材料科學(xué)發(fā)展（由天然材料向合成材料發(fā)展）化學(xué)繼續(xù)推動材料科學(xué)發(fā)展（由天然材料向合成材料發(fā)展） 化學(xué)與材料化學(xué)與材料材材料料化學(xué)組成化學(xué)組成使用功能使用功能非金屬材料（如陶瓷）非金屬材料（如陶瓷）金屬材料（如合金）金屬材料（如合金）有機高分子材料（如橡膠）有機高分子材料（如橡膠）復(fù)合材料復(fù)合材料 （如多功能）（如多功能）高功能材料高功能材料 （如超導(dǎo)）（如超導(dǎo)）結(jié)構(gòu)材料結(jié)構(gòu)材料 （如耐高溫）（如耐高溫）信息材料信息材料 （如液晶）（如液晶）材料是人類賴
4、以生存和發(fā)展的物質(zhì)基礎(chǔ)，材料是人類賴以生存和發(fā)展的物質(zhì)基礎(chǔ)，一直是人類進步的重要里程碑。一直是人類進步的重要里程碑。石器時代、青銅器時代、鐵器時代都是以材料作標志。石器時代、青銅器時代、鐵器時代都是以材料作標志。沒有半導(dǎo)體材料就沒有計算機技術(shù)；（硅的制備方法？）沒有半導(dǎo)體材料就沒有計算機技術(shù)；（硅的制備方法？）沒有耐高溫、高強度的特殊材料就沒有航天技術(shù)；沒有耐高溫、高強度的特殊材料就沒有航天技術(shù)；沒有光導(dǎo)纖維就不會有現(xiàn)代通訊；沒有光導(dǎo)纖維就不會有現(xiàn)代通訊；沒有合成材料，今天的生活還會這么豐富多彩嗎？沒有合成材料，今天的生活還會這么豐富多彩嗎？圖文：一英軍士兵頭部中圖文：一英軍士兵頭部中4 4彈
5、未死彈未死NoImageNoImage原來，是他那頂結(jié)實的頭盔救了他的命。原來，是他那頂結(jié)實的頭盔救了他的命。 沃沃爾德曼所戴的頭盔是這次英軍專門為戰(zhàn)爭打爾德曼所戴的頭盔是這次英軍專門為戰(zhàn)爭打造的，其外層和普通頭盔沒什么區(qū)別，里料造的，其外層和普通頭盔沒什么區(qū)別，里料則采用的是一種名叫則采用的是一種名叫“凱夫拉爾凱夫拉爾”的特制纖的特制纖維。該纖維含有高分子聚合塑料，硬度比普維。該纖維含有高分子聚合塑料，硬度比普通鋼高通鋼高40%。質(zhì)地如此堅硬，能夠刀槍不入。質(zhì)地如此堅硬，能夠刀槍不入也就不足為奇了。也就不足為奇了。 紡綸纖維織成紡綸纖維織成的防彈衣腈綸的防彈衣腈綸硅硅芯芯片片光光導(dǎo)導(dǎo)纖纖維維
6、液液晶晶屏屏幕幕太陽能太陽能氫能汽車氫能汽車宇航員服裝宇航員服裝航天服由服裝、頭盔、手套和航天服由服裝、頭盔、手套和航天靴等組成。其中結(jié)構(gòu)最復(fù)航天靴等組成。其中結(jié)構(gòu)最復(fù)雜的服裝由雜的服裝由1414層組成：最里層層組成：最里層是液冷通風(fēng)服的襯里；襯里外是液冷通風(fēng)服的襯里；襯里外是液冷通風(fēng)服，這種服裝是由是液冷通風(fēng)服，這種服裝是由尼龍彈性纖維和穿在上面的許尼龍彈性纖維和穿在上面的許多輸送冷卻液的塑料細管制成；多輸送冷卻液的塑料細管制成； 這種航天服屬艙內(nèi)航天服，除這種航天服屬艙內(nèi)航天服，除了頭盔和膠皮手套，整個航天了頭盔和膠皮手套，整個航天服是用一種特殊的高強度滌綸服是用一種特殊的高強度滌綸做成的
7、做成的. .為了防止膨脹，宇航為了防止膨脹，宇航服上特制了各種環(huán)、拉鏈、縫服上特制了各種環(huán)、拉鏈、縫紉線以及襯料等。同時，紉線以及襯料等。同時，保溫、保溫、吸汗散濕、防細菌、防幅射等吸汗散濕、防細菌、防幅射等功能也體現(xiàn)在其中功能也體現(xiàn)在其中。 高科技高科技納米技術(shù)納米技術(shù)納米銅具有超塑延納米銅具有超塑延展性，銅納米結(jié)晶展性，銅納米結(jié)晶體機械特性驚人體機械特性驚人 化學(xué)與生活化學(xué)與生活- -紡織品紡織品化學(xué)方程式為化學(xué)方程式為:2FeCl3+Cu=2FeCl2+CuCl2人類面臨的十大環(huán)境問題是什么？人類面臨的十大環(huán)境問題是什么？氣候變暖；臭氧層破壞；氣候變暖；臭氧層破壞；生物多樣性減少；生物多
8、樣性減少；酸雨蔓延；森林銳減；酸雨蔓延；森林銳減；土地荒漠化；水資源短缺；土地荒漠化；水資源短缺；水環(huán)境污染；大氣污染；水環(huán)境污染；大氣污染；固體廢棄物污染；固體廢棄物污染；環(huán)境問題環(huán)境問題主要原因主要原因全球氣候變暖全球氣候變暖臭氧層被破壞臭氧層被破壞生物多樣性減少生物多樣性減少酸雨蔓延酸雨蔓延森林銳減森林銳減土地荒漠化土地荒漠化水資源短缺水資源短缺水環(huán)境污染水環(huán)境污染大氣污染大氣污染固體廢棄物固體廢棄物二氧化碳、甲烷等溫室氣體的排放二氧化碳、甲烷等溫室氣體的排放氟氯烴、氮氧化物等氣體的排放氟氯烴、氮氧化物等氣體的排放過度捕獵、工業(yè)污染過度捕獵、工業(yè)污染二氧化硫和氮氧化物等排入二氧化硫和氮氧
9、化物等排入過度采伐，森林火災(zāi)過度采伐，森林火災(zāi)過度放牧、采礦、修路等活動過度放牧、采礦、修路等活動人口增長、水污染及不合理開發(fā)和利用人口增長、水污染及不合理開發(fā)和利用生活污水和工業(yè)污水生活污水和工業(yè)污水懸浮顆粒、有害氣體懸浮顆粒、有害氣體城市垃圾和工業(yè)固體廢棄物城市垃圾和工業(yè)固體廢棄物造成環(huán)境污染的主要原因：造成環(huán)境污染的主要原因：生活垃圾、生活垃圾、污水污水工業(yè)三廢（廢渣、廢液、廢氣）工業(yè)三廢（廢渣、廢液、廢氣）解決環(huán)境問題需要化學(xué)科學(xué)解決環(huán)境問題需要化學(xué)科學(xué)1.1.燃煤煙氣脫硫燃煤煙氣脫硫3.3.回收二氧化碳回收二氧化碳2.2.消除汽車尾氣對環(huán)境的影響消除汽車尾氣對環(huán)境的影響 你知道嗎？二
10、氧化硫?qū)Νh(huán)境破壞包括哪些方面？你知道嗎？二氧化硫?qū)Νh(huán)境破壞包括哪些方面？如何減少二氧化硫排放？如何減少二氧化硫排放？ 1.1.燃煤煙氣脫硫燃煤煙氣脫硫左側(cè)圖片攝于左側(cè)圖片攝于19081908年年右側(cè)圖片攝于右側(cè)圖片攝于19681968年年1985年，幾場酸雨過后，年，幾場酸雨過后，我國四川奉節(jié)縣我國四川奉節(jié)縣9萬多畝萬多畝松樹全部枯死，重慶南松樹全部枯死，重慶南山山2.7萬畝馬尾松死亡過萬畝馬尾松死亡過半。半。1872年美國化學(xué)家年美國化學(xué)家Smith首先提出酸雨一詞，引起全世界關(guān)注。首先提出酸雨一詞，引起全世界關(guān)注。氨水法：氨水法：石灰石石膏法：石灰石石膏法：Ca(OH)2 + SO2 =
11、H2O + CaSO3 2CaSO3+O2 = 2CaSO4 SO2 + CaO = CaSO3 2CaSO3 +O2 = 2 CaSO4 CaCO3 = CO2+CaO SO2+2NH3+H2O = (NH4)2SO32(NH4)2SO3+O2 = (NH4)2SO4上述處理法既可以消除污染，同時可以得到石上述處理法既可以消除污染，同時可以得到石膏（膏（CaSO42H2O）和硫酸銨（化肥）。）和硫酸銨（化肥）。1.1.燃煤煙氣脫硫燃煤煙氣脫硫 汽車尾氣在智利圣地亞哥市上空繚繞汽車尾氣在智利圣地亞哥市上空繚繞2.2.消除汽車尾氣對環(huán)境的影響消除汽車尾氣對環(huán)境的影響 隨著人們的生活水平的的提高，
12、汽車數(shù)隨著人們的生活水平的的提高，汽車數(shù)量增加，汽車排放的尾氣中的量增加，汽車排放的尾氣中的CO、NO、NO2 、碳氫化合物、顆粒物、碳氫化合物、顆粒物等會造成空氣污等會造成空氣污染，破壞生態(tài)循環(huán)，特別是染，破壞生態(tài)循環(huán)，特別是NO2會造成光化會造成光化學(xué)煙霧。學(xué)煙霧。 光化學(xué)煙霧光化學(xué)煙霧二氧化氮與氧氣反應(yīng)得到臭氧，臭氧與空氣二氧化氮與氧氣反應(yīng)得到臭氧，臭氧與空氣中的碳氫化合物反應(yīng)，產(chǎn)生的有毒的煙霧中的碳氫化合物反應(yīng)，產(chǎn)生的有毒的煙霧消除汽車尾氣必須采取一系列綜合措施消除汽車尾氣必須采取一系列綜合措施制定法規(guī)制定法規(guī): : 各類汽車尾氣排放標準。各類汽車尾氣排放標準。汽車燃料脫硫，提高汽柴油
13、質(zhì)量。汽車燃料脫硫，提高汽柴油質(zhì)量。開發(fā)綠色燃油，推廣和使用酒精、天然氣。開發(fā)綠色燃油，推廣和使用酒精、天然氣。推廣使用電動汽車，開發(fā)太陽能汽車等。推廣使用電動汽車，開發(fā)太陽能汽車等。安裝汽車尾氣處理裝置安裝汽車尾氣處理裝置安裝汽車尾氣處理器安裝汽車尾氣處理器2CO + 2NO = 2CO2 + N2催化劑3. 3.回收二氧化碳回收二氧化碳二氧化碳對環(huán)境的影響二氧化碳對環(huán)境的影響 使地表的溫室效應(yīng)加劇，致使全球氣使地表的溫室效應(yīng)加劇，致使全球氣候變暖，冰山融化候變暖，冰山融化化學(xué)家研究化學(xué)家研究將二氧將二氧化碳固定為可降解塑料化碳固定為可降解塑料nCHnCH3 3- CH-CH- CH-CH2
14、 2 +nCO +nCO2 2 O OO OCHCH3 3OCHCHOCHCH2 2OC OC n n催化劑催化劑要從根本上解決環(huán)境和生態(tài)問題，還要依靠綠色化學(xué)綠色化學(xué)的發(fā)展綠色化學(xué)的核心是：綠色化學(xué)的核心是：利用化學(xué)原理利用化學(xué)原理從源頭上從源頭上減少和消除工業(yè)生產(chǎn)減少和消除工業(yè)生產(chǎn)對環(huán)境的污染。對環(huán)境的污染。綠色化學(xué)綠色化學(xué)又稱環(huán)境友好化學(xué)、環(huán)境無害化學(xué)、清潔化又稱環(huán)境友好化學(xué)、環(huán)境無害化學(xué)、清潔化學(xué)，是用化學(xué)的技術(shù)和方法去減少或消除有學(xué)，是用化學(xué)的技術(shù)和方法去減少或消除有害物質(zhì)的生產(chǎn)和使用。害物質(zhì)的生產(chǎn)和使用。按照綠色化學(xué)的原則按照綠色化學(xué)的原則:最理想的化工生產(chǎn)方式是：最理想的化工生產(chǎn)
15、方式是：反應(yīng)物的原子全部反應(yīng)物的原子全部轉(zhuǎn)化為期望的最終產(chǎn)物（原子利用率轉(zhuǎn)化為期望的最終產(chǎn)物（原子利用率100%），），實現(xiàn)零排放。實現(xiàn)零排放。合成有機玻璃的單體合成有機玻璃的單體A可以通可以通過下列途徑得到：過下列途徑得到：途徑一：途徑一：CHCH3 3C=O + HCNC=O + HCNCHCH3 3一定條件一定條件CHCH3 3COHCOHCHCH3 3CNCNB丙酮丙酮 氫氰酸氫氰酸 CH CH3 3-C-OH-C-OHCHCH3 3CNCN+H+H2 2SOSO4 4CHCH2 2=C-=C-C-C-O-CHO-CH3 3 +NH+NH4 4HSOHSO4 4H H3 3C CO O
16、A 甲基丙烯酸甲酯甲基丙烯酸甲酯BCHCH3 3OHOH途徑二：途徑二：CHCH2 2=C-=C-C-C-O-CHO-CH3 3H H3 3C CO OCHCH3 3-CCH + CO + CH-CCH + CO + CH3 3OHOH Pd PdAnCHnCH2 2=C-=C-C-C-O-CHO-CH3 3H H3 3C CO OO=O=CHCH3 3CCHCCH2 2 n nC-OCHC-OCH3 3一定條件一定條件有機玻璃有機玻璃（聚甲基丙烯酸甲酯）（聚甲基丙烯酸甲酯）丙酮是常見的有機原料，氫氰酸劇毒，丙炔丙酮是常見的有機原料，氫氰酸劇毒，丙炔是一種氣態(tài)烴，試分析上述兩種路線哪一種是一種
17、氣態(tài)烴，試分析上述兩種路線哪一種符合綠色化學(xué)，優(yōu)點是什么？符合綠色化學(xué)，優(yōu)點是什么？下列制取乙醇的反應(yīng)中，符合綠色化學(xué)觀念，下列制取乙醇的反應(yīng)中，符合綠色化學(xué)觀念，原子經(jīng)濟性最強的是原子經(jīng)濟性最強的是( )( )1 1）CHCH2 2=CH=CH2 2 + H + H2 2O CHO CH3 3CHCH2 2OHOH2 2）CHCH3 3COOCCOOC2 2H H5 5 + H + H2 2O CHO CH3 3COOH + CHCOOH + CH3 3CHCH2 2OHOH3 3）CHCH3 3CHCH2 2Br + HBr + H2 2O CHO CH3 3CHCH2 2OH + HBr
18、OH + HBr思考思考BC2.3、煤中含有硫元素，煤在燃燒中能產(chǎn)生會引、煤中含有硫元素，煤在燃燒中能產(chǎn)生會引起酸雨的氣體起酸雨的氣體A。據(jù)北京市西城科技館課外。據(jù)北京市西城科技館課外活動小組監(jiān)測，冬季平房區(qū)的空氣中氣體活動小組監(jiān)測，冬季平房區(qū)的空氣中氣體A的濃度明顯升高。的濃度明顯升高。1）氣體）氣體A的名稱是的名稱是_2）北京市為降低氣體）北京市為降低氣體A的排放量，采取了許多的排放量，采取了許多有力措施。措施之一是推廣低硫煤，即通過有力措施。措施之一是推廣低硫煤，即通過向煤中加生石灰的方法，減少氣體向煤中加生石灰的方法，減少氣體A的產(chǎn)生，的產(chǎn)生，此法稱為此法稱為“鈣基固硫鈣基固硫”。這種
19、煤燃燒后，大。這種煤燃燒后，大部分硫元素最終存在形式為部分硫元素最終存在形式為 A CaS B CaSO3 C CaSO4 D SO319721972年年 斯德哥爾摩斯德哥爾摩 第一屆人類環(huán)境大會第一屆人類環(huán)境大會 只有一個地球只有一個地球提出：提出：環(huán)境問題不僅僅是工程技術(shù)問題，更環(huán)境問題不僅僅是工程技術(shù)問題，更主要是社會經(jīng)濟問題；不是局部問題，而是主要是社會經(jīng)濟問題；不是局部問題，而是全球問題。于是全球問題。于是“環(huán)境保護環(huán)境保護”成為科學(xué)技術(shù)成為科學(xué)技術(shù)與社會經(jīng)濟相結(jié)合的問題。這一術(shù)語由此被與社會經(jīng)濟相結(jié)合的問題。這一術(shù)語由此被廣泛采用。廣泛采用。3.3.保護水體保護水體 水是生命的源泉
20、。水是生命的源泉。人對水的需要僅次于人對水的需要僅次于氧氣。人如果不攝入氧氣。人如果不攝入某一種維生素或礦物某一種維生素或礦物質(zhì)，也許還能繼績活質(zhì)，也許還能繼績活幾周或帶病活上若干幾周或帶病活上若干年，但人如果沒有水，年，但人如果沒有水，卻只能活幾天。由此卻只能活幾天。由此可見，水對人的生存可見，水對人的生存是多么重要。是多么重要。 水污染的防治措施水污染的防治措施 （1 1）加強水資源的管理）加強水資源的管理 （2 2）減少有毒有害物質(zhì)的排放量）減少有毒有害物質(zhì)的排放量 （3 3）水的重復(fù)利用）水的重復(fù)利用 （4 4）廢水的凈化處理）廢水的凈化處理 20042004年年4 4月月2222日第日第3535個個“世界地球日世界地球日”，我國確定的主，我國確定的主題是：題是：“善待地球善待地球科學(xué)發(fā)展科學(xué)發(fā)展”。下列行為中不符合。下列行為中不符合這一主題的是這一主題的是A.A.采用采用“綠色化學(xué)綠色化學(xué)”工藝，使原料盡可能轉(zhuǎn)化為所需要工藝，使原料盡可能轉(zhuǎn)化為所需要的物質(zhì)的物質(zhì)B.B.大量開采地下水，以滿足社會對水的需求大量開采地下水，以滿足社會對水的需求C.C.減少直至不使用對大氣臭氧層起破壞作用的氟氯烴減少直至不使用對大氣臭氧層起破壞作用的氟氯烴D.D.節(jié)約能源，提高能源利用率節(jié)約能源，提高能源利用率B
1221 27 化學(xué)是社會可持續(xù)發(fā)展的基礎(chǔ)
