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一、绪论1、化学是什么样的学科（1）早期的实用化学：对火的认识利用——化学认识的开端，最早最伟大的化学实践陶器制造——化学方法最早运用，标志着人类制造和使用机械的开始金属的冶炼——化合态变为游离态造纸流程——浸润，细碎，去污，蒸煮，洗涤，成浆，脱水（2）化学是研究物质变化的学科（3）化学是自然科学中分子层次上的科学（4）实验科学，中心科学（5）双刃剑，社会伦理2、科学家的责任挑战自身原始创新能力与创造力，勇于承担社会责任二、化石能源1、能源分类：（1）能源定义：可以直接或经转换提供人类所需要光、热、动力等任意形式能量的物质资源（2）分类一次能源常规能源可再生：水非可再生：石油、煤、天然气新能源可再生：太阳能、风能、生物质能非可再生：核裂变燃料、油页岩、油砂、页岩气、可燃冰二次能源煤制品煤焦油、焦炭、煤气石油制品汽油、煤油、柴油、液化石油气电力、氢能、沼气、蒸汽2、能量转化（1）热力学第一定律（能量守恒定律）：能量可以从一种形式转化为另一种形式，能量既不会减少也不会增加。（体系内能的增加，等于体系从环境吸收的热加上环境对体系做的功）（2）热力学第二定律：不可能从单一热源吸取热量，并将这热量变为功，而不产生其它影响（不可能使热量由低温物体转到高温物体，而不引起其它变化）3、石油——燃料、照明、石油化工（1）定义：碳氢化合物的混合物（碳氢化合物：烃类化合物是由碳氢两种元素组成的化合物）饱和烃：烷烃：H3C-CH3不饱和烃：烯烃：H2C=CH2炔烃：HCΞCH芳香烃：带苯环的烃（2）分馏依据：碳链越长（碳原子数多），沸点越高，（沸程：沸点的范围）外界压力与沸点正相关（3）使用：内燃机气缸：进气——压缩——点火——排气爆炸式燃烧：爆震原因：自燃点低的烃在气缸温度下易形成过氧化物自燃点：直链烷烃支链烷烃、环烷烃芳香烃（4）汽油品质评价：辛烷值（抗爆性能相同的混合物中异辛烷的百分比表示，与抗爆性正相关）提高辛烷值方法：重整汽油（含催化重整）将汽油中直链烷烃变成支链烷烃和芳香烃。（产率，30%；辛烷值是100）使用催化催化裂化采用热裂解可以把长链烃类裂解成短链，汽油比例提高15－30％；使用催化剂后，汽油得率高达80％。烷基化：小分子烯烃+异丁烷——直链烷烃（5）汽油：通过石油分馏获得；仍是混合物不同产地品质不一样：同分异构体（分子式相同，结构不同）重点提高辛烷值方法：1、加四乙基铅：分解为氧化铅，分解过氧化物（汽油中加千分之一，辛烷值提高13－17）但是铅有毒害2、乙醇汽油（90%的普通汽油与10%的燃料乙醇调和而成）：辛烷值高，抗爆性好，含氧量高，减少尾气排放，资源丰富。但是热值低增加油耗，气化快动力小，乙酸腐蚀金属，乙醇腐蚀非金属，吸水液相分离3、甲醇，异丙醇，叔丁醇（6）柴油评价标准：十六烷值（柴油在柴油机中燃烧时自燃指标）柴油的十六烷值低于工作条件要求，会使燃烧延迟和不完全，以致发生爆震，降低发动机功率，增加柴油消耗量。但十六烷值过高，也会使燃烧不完全而发生冒烟现象，并增加柴油消耗量（7）标号依据：柴油凝固点，正比4、煤（1）成分：C:60-95，H:2-6，N:0.1-2，O:2-30,S:0.3-13（2）产品：煤气化制合成气：H2，CO干馏：空气隔绝加热处理，得煤气、煤焦油（主要用于生成塑料、合成纤维、燃料、橡胶、医药和耐高温材料等）、焦炭（制电石）三：原子核能1、核结合能：a.中等质量原子核的核子平均结合能较大b.轻核和重核的核子平均结合能都较小结论：平均结合能越大，原子核越稳定，中等质量的原子核较稳定。2、获得能量（1）重核裂变（质量较大的原子核（重核）在一定条件上分裂为两个或多个中等质量的原子核.）（2）轻核聚变3、核反应：（1）放射性同位素能放出各种不同的射线放出的射线由不同原子核本身决定具有一定的寿命-半衰期（2）半衰期：NT=N0(1/2)^(t/H)4、核电站：增益系数：某代中子数对于上一代中子数之比称为再生系数，K临界状态，把K＝1需要的最小的裂变燃料数量叫做临界质量超临界状态:K1危险次临界状态：K1停产正常状态：K=1正常运行重点：放射性同位素应用示踪技术：引入少量放射性同位素，并随时观察其行踪的方法中子活化分析：将被测物质放入反应堆中，接受中子的照射，由于原子核吞吃了一个中子，所以，它不可能保持不变，它会放出特征β射线或γ射线1、工业：检测：测量放射源放出的粒子透过塑料薄膜或纸张之后的粒子数量就能确定薄膜或纸的厚度。放射性废物的利用：氪-85（半衰期10.7年）的应用，可作为机场跑道和煤矿照明用的自发光源中的激活成分，寿命长，不要有能源，与天气条件无关。辐射技术的应用:适量的核辐射作为一种物理效应，却有着广泛的应用，可以给人类带来很多奇特的好处,如：钴-60发射的γ辐射能量为1.17和l.33兆电子伏，这两种辐射对检查金属中的缺陷特别有作用。改进材料性能：改进纤维、化学药品合成、木材塑化加工等等2、农业：种子变异：“鲁棉一号”、“原丰早”水稻、“铁丰18号”大豆根茎叶的侦察兵：探测氮、磷、钾肥料成分被吸收的情况，移动的速度，在植物体内的分布。揭示光合作用的奥秘:以14C做侦探，揭秘二氧化碳气体和植物根部吸收的水分、无机盐等进行合成产生的淀粉、蛋白质、脂肪等各种物质，在植物体内是怎么样运动、转移。食品保鲜：一定剂量的照射，能杀死寄生在食品表面及内部的微生物和害虫。适当剂量的照射，能抑制农畜产品的生命活动。如新鲜的鱼、鸡蛋、肉类的保存。灭菌杀虫：食松虫、螺旋蝇、萃萃蝇3、医学医学示踪：检查血液循环系统，可以查明血液循环系统是否有狭窄或障碍的情况，钠-24同位素造影术：金-198肝扫描放射治癌:利用放射性杀伤细胞的性能去杀伤癌细胞。外照射治疗法、小辐射源治疗法、内用疗法伽玛刀技术放射性消毒：缝线、肠壁缝合线进行消毒4、考古：14C—半衰期，5568年四、电池电池是一种利用电化学的氧化-还原反应，进行化学能---电能之间转换的储能装置。1、锌铜电池原理：两种得失电子能力不同的金属（锌的活性大于铜，失电子，锌负极，铜正极）；中间有导电的盐桥2、化学电源：原理：（1）必须把化学反应中失去电子的过程和得到电子的过程，分隔在两个区域内进行;（2）两个电极分别发生氧化和还原反应，电子必须通过外电路做功。3、锂离子电池优缺点：（1）优点：工作电压高、能量密度高、自放电速率低、循环寿命长、无记忆效应、环保（2）缺点：快充放电性能差、大电流放电特性不理想、价格偏高、过充放电保护问题（3）方法：不必超长充电，及时充电不要等电量用光4、电池分类：（1）一次电池：锌锰干电池，纽扣电池，锂原电池（2）二次电池：铅酸、镉镍、氢镍、锂原子电池一次电池只能放电一次，二次电池可反复充放电循环使用，可充电电池在放电时电极体积和结构之间发生可逆变化，因此设计时必须调节这些变化，而一次电池内部则简单得多，因为它不需要调节这些可逆性变化，一次电池的质量比容量和体积比容量均大于一般充电电池，但内阻远比二次电池大，因此负载能力较低，另外，一次电池的自放电远小于二次电池。五、食物：1、化肥要素：氮磷钾2、氮肥：（1）要求：含量高，溶于水，工艺简单，原料丰富，价格低（2）变化：第一代：NH3，氨具有强刺激性，浓度高时会伤及植物的茎和叶；使用时容易挥发第二代：硫酸氨(NH4)2SO4、硝酸氨NH4NO3、氯化氨NH4Cl、碳酸氢氨NH4HCO3。阴离子对土壤有影响第三代：尿素NH2-CO-NH2，含氮量高，47%，水溶性好，对土壤无副作用3、反应速率与反应活化能：负相关，活化能相当于反应门槛4、磷肥：种子、尸骨、粪便，磷矿石最多，水溶性才有效5、钾肥：有效提升农产品品质、提高作物抗逆性，而且通过平衡施肥、科学配比，还可以有效提升氮、磷肥料利用效率。我国农业部门推荐的氮、磷、钾施肥配比为1：0.4：0.3。五、化肥副作用：（1）重金属和有毒元素有所增加，直接危害人体健康（2）微生物活性降低，物质难以转化及降解（活性大小的顺序:有机肥配施无机肥单施有机肥单施无机肥）（3）养分失调，硝酸盐累积（4）酸化加剧，PH变化太6、有机肥从生物物质、动植物废弃物、植物残体加工而来，消除了其中的有毒有害物质，富含大量有益物质，包括：多种有机酸、肽类以及包括氮、磷、钾在内的丰富的营养元素。不仅能为农作物提供全面营养，而且肥效长，可增加和更新土壤有机质，促进微生物繁殖，改善土壤的理化性质和生物活性，是绿色食品生产的主要养分。重点：催化剂催化反应特点：（1）催化剂参与反应并起着周而复始的循环作用（2）只有热力学可能的反应才能找到催化剂（3）催化剂只能加速化学反应达到平衡的速度，但不能改变反应体系的平衡状态（平衡点）（4）有敏感的选择性7、保幼激素、拒食剂、性激素8、植物生长调节剂：除草剂、矮壮素、催熟剂、重点：有机食品不一定是健康食品有机农产品指的是在整个生产过程中，都必须按照有机农业的生产方式种植，生产过程中完全不使用化学农药、化肥、生长调节剂等化学物质。1.天然农药同样有害，也存在农药残留的问题。2.有机农作物中的天然毒素含量通常要比常规农作物高10～50%。3.害虫和其他动物对农作物的伤害还会导致另一个更严重的后果，在伤口处容易滋生霉菌，而霉菌会分泌毒性更强的毒素。4.有机肥主要来自动物粪便，含有的病菌、寄生虫虫卵会污染农产品，还存在着抗生素污染的问题。9、食醋：软化植物纤维素，改善食物的色、香、味；有利于保护食物中的维生素C（因为维生素C在酸性条件下比较稳定）烹调鱼虾时，食醋能除腥，还能溶解其中的钙质，促进人体对钙、磷的吸收。发生脂化反应，生成香料——乙酸乙酯。六、大气1、大气污染：气态污染物，颗粒污染物，2、大气污染危害：降低能见度；形成雾及降水；减少太阳辐射；改变温度和风的分布；危害人类健康3、酸雨：（1）危害：杀死水中浮游生物，破坏水生系统叶面损伤坏死，森林衰退，土壤酸化，农业减产腐蚀损害建筑材料通过食物链使重金属进入人体，诱发癌症与老年痴呆酸雾侵入肺部，引起肺水肿甚至死亡长期生活在含酸沉降物的环境中，诱使产生过多氧化脂，导致动脉硬化、心梗等疾病概率增加。（3）现象：雨水pH值小于5.6原因：释放过多酸性氧化物气体防止：节能减排4、温室效应（1）主要影响:地球表面温度增加、海平面上升、全球气候转变、伤害人体抗病能力、动物大迁移、受高浓度臭氧影响地区扩大（2）现象：地表温度升高原因：释放过多温室气体防止：节能减排5、臭氧空洞（1）臭氧↓1%→紫外辐射↑2％→皮肤癌↑4％（2）现象：臭氧减少、出现空洞原因：人类释放过多卤代烃危害：直射地球，危及生物防止：减少排放6、灭火原理：（氧化物，可燃物，着火点）（1）窒息法－使氧浓度低于14％。如覆盖法。稀释法（2）冷却法－降低可燃物温度使其低于自燃点（3）疏散隔离法－断绝可燃物（4）化学抑止法－消灭引发燃烧的自由基七、水资源1、水的净化：水源——泵站——沉降池——沙滤——嚗气池——加氯——水塔——用水系统沉降：硫酸铝Al2(SO4)3，Al(OH)3胶装沉淀，曝气：高铁酸钠Na2FeO4，氧化、杀菌、脱色、除臭，除掉挥发性有机物杀菌消毒：氯气消毒；漂白粉消毒；臭氧消毒Cl2+H2O——HCl+HClO2、渗透：在相同压强下，当用半透膜将两种不同浓度的溶液隔开时，溶剂会从浓度较低的溶液通过半透膜迁移到浓度较高的溶液中，这一现象称渗透。3、反渗透：若在溶液一侧外加一个大于渗透压的外压时，溶剂可从溶液向溶剂渗透或从浓溶液向稀溶液渗透的现象称做反渗透。半透膜：耐压，具有选择性，一定的通量4、稀溶液的依数性：当溶液的浓度较稀时，蒸气压降低、沸点升高、凝固点降低、渗透压的数值仅与溶液中溶质的质点数有关，而与溶质的特性无关。蒸气压下降：溶剂的部分表面被溶质所占据，因此，单位时间，逸出液面的溶剂分子数相应减少，即蒸发速率减小，凝聚占优，结果使系统在较低的蒸气浓度或压力下达到平衡。此时溶液的蒸气压必低于纯溶剂的蒸气压。凝固点降低效应是抗冻剂的作用基础八、高分子材料1、塑料（1）加成聚合：加聚反应是由不饱和的单体通过加成反应