化学科学与人类文明-PPT.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,1,2,一、化学是认识和创造物质的科学,1,化学是打开物质世界的钥匙,(1),化学科学理论的建立与发展,19,世纪,a,以,、,和,为中心内容的经典原子分子论的建立。,道尔顿原子论 分子结构,原子价键理论,3,b,1869,年门捷列夫发现了,。,c,的提出奠定了化学反应的动力学基础。,d,的人工合成，彻底动摇了“生命力论”。,元素周期律,质量作用定律,尿素,4,20,世纪,a,化学家,提出了,理论和,分子的螺旋结构模型，为,DNA,分子双螺旋结构模型的提出奠定了基础。,b,扫描隧道显微镜的发展，实现了对,的操纵。,鲍林,氢键,蛋白质,原子或分子,5,(2),人类对酸碱认识的发展,阿伦尼乌斯电离学说,a,酸：电解质电离产生的阳离子全部是,的化合物，如,HCl,、,H,2,SO,4,等。,b,碱：电解质电离产生的阴离子全部是,的化合物，如,NaOH,等。,氢离子,氢氧根离子,6,酸碱质子理论,a,酸：能,的物质，如,HNO,3,、,CH,3,COOH,等。,b,碱：能,的物质，如,OH,、,CH,3,COO,等。,c,酸碱两性物质：既能,又能,的物质，如,H,2,O,、,HCO,3,等。,给出质子,接受质子,给出质子,接受质子,7,d,举例：,NaHCO,3,与酸反应的离子方程式：,。,NaHCO,3,与碱反应的离子方程式：,。,由此可知,HCO,3,属于,。,HCO,3,H,=H,2,O,CO,2,HCO,3,OH,=H,2,O,CO,3,2,酸碱两性物质,8,大家有疑问的，可以询问和交流,可以互相讨论下，但要小声点,9,2,化学是人类创造物质的工具,(1),电解熔融,NaCl,与电解,NaCl,水溶液的比较,10,11,(2),合成氨,反应原理：,。,合成氨技术对人类的贡献：,等人于,20,世纪初发明的合成氨技术，使世界粮食产量增长近一倍。,(3),合成农药,DDT,：残留毒性，对环境危害大。,发展方向：研制,的新型农药。,哈伯,高效、低残毒且能被生物降解,12,二、化学是社会可持续发展的基础,1,现代科学技术的发展离不开化学,(1),化学与人类的密切关系,化学与人们的生活有着密切的联系。,化学与信息、生命、,、,、,、地球、空间和核科学等新兴学科密切联系。,化学,技术为其他技术的发明提供了不可缺少的物质基础。,材料 环境 能源,合成和分离,13,(2),化学科学发展的贡献,解决工农业生产中的技术问题。,如：制作印刷电路板的反应原理为,。,创造和合成具有特定性能的材料,如以石英砂为原料制备高纯硅的反应原理为：,a,；,b,；,c,。,Cu,2FeCl,3,=CuCl,2,2FeCl,2,SiO,2,2C Si,2CO,Si,2Cl,2,SiCl,4,SiCl,4,2H,2Si,4HCl,14,开发高效洁净能源,合成高新材料,15,2,解决环境问题需要化学科学,(1),工业“三废”：,、,和,。,(2),化学对环境保护的贡献,燃煤烟气的脱硫,a,石灰石,石膏脱硫法，化学方程式为,.,废气 废渣 废液,16,b,氨水脱硫法，化学方程式为,，,，,。,通过以上过程，在消除烟气中的,SO,2,的同时还可以得到副产品,和化肥,。,石膏,(NH,4,),2,SO,4,17,消除汽车尾气对环境的污染,a,汽车尾气的成分：,、颗粒物等。,b,汽车尾气的消除,石油脱硫；,安装,装置；,用,添加剂；,使用,等清洁燃料；,使用,电池。,CO,、,NO,、,NO,2,、碳氢化合物,汽车尾气处理,无害的汽油,氢,燃料,18,回收二氧化碳：如制造全降解塑料。,绿色化学,a,要求：利用化学原理从,上消除污染。,b,期望：在化学反应和化学工业过程中充分利用参与反应的原料。,c,结果：所有物质原料、中间产物都在内部循环、利用，实现,。,源头,零排放,19,1,原理,由于不同金属的活动性不同，金属离子得到电子被还原成金属原子的能力也不同。金属活动性顺序表中，金属的位置越靠后，越容易被还原，一般的还原方法就能使金属还原；金属的位置越靠前，越难被还原，最活泼金属只能用最强的还原手段来还原。,20,2,金属活动顺序与金属冶炼方法的关系,21,灵犀一点：,金属冶炼方法的选择取决于金属在自然界中的存在状态和金属的活泼性。,工业上冶炼金属常用的还原剂有,C,、,CO,、,H,2,、活泼金属单质等。,22,23,【解析】,首先总结金属的冶炼方法，再根据金属的活泼性选择合理的方法。,Na,、,Mg,都是活泼金属应选用电解法，故,A,项正确，,B,项错误。,Fe,是较活泼的金属用还原剂还原的方法，,C,项正确。,Hg,是不活泼金属用热分解法，,D,项正确。,【答案】,B,【规律方法】选择金属的冶炼方法与金属在自然界中存在的状态、金属活动性等有关。冶炼金属方法在原理上的相同点都是金属阳离子得电子被还原的过程。,24,【即时巩固,1,】,回答下列问题：,(1),下列叙述错误的是,(,),A,炼铁时，还原剂,CO,将铁从铁矿中还原出来,B,活泼金属,Na,只能用电解法冶炼制取,C,汞的冶炼只能用热分解法,D,铝的冶炼用还原剂法,(2),下列金属中，既可以用热分解法，又可以用电解法冶炼的金属是,(,),A,Fe B,Cu C,Al D,Ag,25,【解析】,判断金属的冶炼方法，可以从其活泼性入手分析。多数金属用还原剂法，较活泼金属用电解法冶炼，不活泼金属用热分解法。,Zn,、,Fe,、,Sn,、,Pb,、,Cu,等多数金属的冶炼用还原剂法；活泼金属,K,、,Na,、,Ca,、,Mg,、,Al,只能用电解法冶炼；,Hg,、,Ag,等不活泼金属用热分解其氧化物的方法冶炼；,Al,的冶炼只能用电解法。,【答案】,(1)D,(2)D,26,1,绿色化学的含义,(1),绿色化学又称环境无害化学、环境友好化学、清洁化学。,27,(2),绿色化学的理想在于不再使用有毒、有害的物质，不再产生废物。,从科学观点看，绿色化学是化学科学基础内容的更新；,从环境观点看，它强调从源头上消除污染；,从经济观点看，它提倡合理利用资源和能源，降低生产成本，这是符合可持续发展要求的。,28,2,绿色化学的基本原则,(1),防治污染的产生优于治理产生的污染；,(2),原子经济性,(,设计的合成方法应将反应过程中所用的材料，尽可能全部转化到最终产品中,),；,(3),应考虑到能源消耗对环境和经济的影响，并应尽量少地使用能源,(,在常温、常压下进行,),。,29,灵犀一点：,实现绿色化学过程、目标及相应措施，可归纳为下图：,30,【案例,2,】,(2007,广东理基,),以下反应最符合绿色化学原子经济性要求的是,(,),A,乙烯聚合为聚乙烯高分子材料,B,甲烷与氯气制备一氯甲烷,C,以铜和浓硝酸为原料生产硝酸铜,D,用,SiO,2,制备高纯硅,31,32,【答案】,A,33,【规律方法】,绿色化学的要求有以下几点：,(1),原料的绿色化，即采用无毒、无害原料，利用可再生资源。,(2),化学反应的绿色化，指化学反应以“原子经济性”为基本原则，即在获取新物质的化学反应中，充分利用参与反应的每一个原料的原子，实现零排放；反应过程不产生其他副产品；反应采用无毒、无害的溶剂、助剂和催化剂。,34,(3),产品的绿色化，即生产无毒、无害、有利于保护环境和人类安全的环境友好产品。,另外，绿色化学不是通常所说的对废水、废气、废渣等污染治理的环保局部性终端治理技术，而是从“源头”上消除污染，使废物不再产生的一种新概念。绿色化学是彻底消除污染的化学，是,21,世纪化学研究和化学工业技术发展的目标。,35,【即时巩固,2,】“绿色化学”要求从技术、经济上设计出可行的化学反应，尽可能减少对环境的副作用。下列化学反应中，你认为最不符合绿色化学概念的是,(,),A,除硫酸厂尾气：,SO,2,2NH,3,H,2,O=(NH,4,),2,SO,3,B,消除硝酸工业尾气氮氧化物的污染：,NO,NO,2,2NaOH=2NaNO,2,H,2,O,36,【解析】,A,、,B,选项的化学反应是对有害气体的吸收，符合“绿色化学,”,要求，,C,、,D,的目的是制硫酸铜，,C,中产生有害气体,SO,2,，会造成大气污染，而,D,比,C,节约原料又不产生有害气体，所以,C,最不符合绿色化学概念。,【答案】,C,37,