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第五章 化工生产中的重要非金属元素
第一节 硫及其化合物
第二节 氮及其化合物
第三节 无机非金属材料
第六章 化学反应与能量
第一节 化学反应与能量变化
第二节 化学反应的速率与限度
第七章 有机化合物
第一节 认识有机化合物
第二节 乙烯与有机高分子材料
第三节 乙醇与乙酸
第四节 基本营养物质
第八章 化学与可持续发展
第一节 自然资源的开发利用
第二节 化学品的合理适用
第三节 环境保护与绿色化学
第五章 化工生产中的重要非金属元素
第一节 硫及其化合物
一、硫和二氧化硫
1. 硫
（1）硫元素位于元素周期表的第三周期第族，其原子结构示意图为
常见化合价为
（2）物理性质：硫单质俗称硫黄，黄色晶体，难溶于水，微溶于酒精，易溶于二硫化碳
（2）化学性质：
①氧化性：与反应：
与反应：
与反应：
②还原性：与反应
2. 二氧化硫
（1）物理性质：二氧化硫是一种无色、有刺激性气味的有毒气体，密度比空气的大，易溶于水
（2）化学性质
①酸性氧化物：
②强还原性：
③弱氧化性：
④漂白性：可与某些有色物质(如品红溶液)生成不稳定的无色物质，若加热，可恢复原来的颜色
（3）可逆反应：
①正反应：向生成物方向进行的反应
②逆反应：向反应物方向进行的反应
③可逆反应：在同一条件下，既能向正反应方形进行，同时又能向逆反应方向进行的反应
3. 三氧化硫
（1）能溶于水形成硫酸：
（2）能与石灰乳反应：
（3）能与碱性氧化物（）反应：
二、 硫酸
1. 硫酸的工业制备流程
硫黄或黄铁矿
（1）用98.3%的浓硫酸吸收，可以避免形成酸雾，并能提高吸收效率
2. 浓硫酸
（1）吸水性：能够吸收气体、液体中的水分子及固体中的结晶水，常用作干燥剂
（2）脱水性：能把蔗糖、纸张、棉布和木材等有机物中的氢和氧按水的组成比脱去。
（3）强氧化性：
①与金属反应：
②与非金属反应：
③与还原性化合物反应：如等
三、硫酸根粒子的检验
1. 检验的操作
（1）待测液 取清液 出现白色沉淀，即可确定存在
①先加稀盐酸：排除等离子的干扰
②再加入溶液，若存在，发生反应的离子方程式为
2. 粗盐除杂
（1）除杂
①硫酸盐：加入氯化钡溶液，
②：加入碳酸钠溶液，
③Mg：加入烧碱溶液，
（2）试剂加入顺序：
①溶液 溶液 溶液 盐酸
②溶液 溶液 溶液 盐酸
③溶液 溶液 溶液 盐酸
为时杂质离子完全除去，只要碳酸钠溶液在氯化钡溶液之后加入即可
四、不同价态含硫物质的转化
1. 自然界中的硫的存在
（1）游离态的硫主要存在与火山口附近或地壳的岩层中
（2）化合态的硫广泛存在于动植物体内和海洋、大地、地壳中
2. 不同价态含硫物质的性质
（1）价：，只有还原性
（2）价：，既有氧化性又有还原性
（3）价：，既有氧化性又有还原性
（4）价：，只有氧化性
五、和混合气体中的检验和除杂
1. 检验和混合气体中的方法
混合气体 证明有 除去 验证是否除尽 检验
2. 和的鉴别方法
①用品红溶液鉴别：将两种气体分别通入品红溶液中，能使品红溶液褪色的是
②用溴水或酸性高锰酸钾溶液鉴别：将两种气体分别通入溴水或酸性高锰酸钾溶液中，能褪色的是
③用氢硫酸溶液鉴别：将两种气体分别通入溶液中，出现淡黄色浑浊的是，无明显现象的是
④用溶液鉴别：颜色（棕黄色）变浅的是，无明显现象的是
3. 除去中混有的，常将混合气体通过盛有饱和溶液的洗气瓶洗气
六、的特殊性质及应用
1. 的漂白性和还原性的区别
（1）使品红溶液褪色表现的是的漂白性，加热后溶液颜色复原；
（2）使高锰酸钾溶液、溴水、氯水、碘水褪色表现的是的还原性，加热后溶液不复原
2. 将通入氢硫酸、硫化钠溶液中都会生成黄色沉淀，表现了的氧化性
3. 不能漂白酸碱指示剂，能使紫色石蕊溶液变红
第二节 氮及其化合物
一、氮气与氮
1. 氮气
（1）物理性质：无色气体，无臭，密度比空气略小，难溶于水，无毒
（2）化学性质：共价键牢固分子稳定
（3）有关化学方程式
2. 氮的固定
（1）将大气中游离态的氮转化为氮的化合物的过程叫作氮的固定
（2）自然固氮：大自然通过闪电释放的能量将空气中的氮气转化为含氮的化合物，或者通过豆科植物的根瘤菌将氮气转化成氨
（3）人工固氮：通过控制条件，将氮气氧化或还原氮的化合物。最重要的人工固氮途径是工业合成氨
二、一氧化氮和二氧化氮
1. 物理性质
（1）：无色气态，无臭，有毒，不溶于水
（2）：红棕色气态，有刺激性气味，有毒，易溶于水
2. 相互转化
（1）：
（2）：
（3）若和通入水中，恰好完全反应的化学方程式为
（4）若和通入水中，恰好完全反应的化学方程式为
3. 和与碱溶液反应
（1）不能与溶液反应
（2）和的混合气体能与溶液反应：
（3）能与溶液反应：
三、氨和铵盐
1. 氨气
（1）物理性质：无色有刺激性气味，密度小于空气，沸点较低易液化，极易溶于水
（2）喷泉实验：
①化学方程式：
②实验说明氨气极易溶于水，其水溶液呈碱性
③氨水：弱碱性，能使红色石蕊试纸变蓝
不稳定性：
（3）氨气的化学性质
①与水反应：
②与浓盐酸反应：（产生大量白烟）
③催化氧化：（表现还原性）
（4）氨气的用途：氨气是氮肥工业、有机合成工业及制造硝酸、铵盐和纯碱的原料。液氨可作制冷液
2. 铵盐：铵根离子（）和酸根离子构成的化合物
（1）物理性质：一般为无色或白色晶体，大多铵盐易溶于水
（2）化学性质：
①不稳定性：受热分解 白色固体消失，在试管口重新凝华成白色固体
受热分解：白色固体消失，试管口有无色液体
②与碱反应 ：
3. 氨气的实验室制法
（1）反应原理：
（2）收集方法：向下排空气法，棉花作用：防止与空气对流，提高的纯度和收集速度
（3）净化装置：通常用碱石灰干燥氨气
（4）验满：将湿润的红色石蕊试纸放试管口，试纸变蓝，说明已经收集满
四、硝酸
1. 物理性质：无色液态，刺激性气味，易挥发
2. 化学性质：
（1）酸性：属于强酸，具有酸的通性，如
（2）不稳定性：
（3）强氧化性：
3
（4）与反应：常温下浓硝酸或浓硫酸可使铁铝表面形成致密的氧化膜而钝化
3. 用途：可用于制造炸药、染料、硝酸盐等
五、酸雨及防治
1. 和的主要来源、危害和防治
（1）来源
：主要来源于煤、石油和某些含硫的金属矿物的燃烧或冶炼
：只要来源于汽车尾气
（2） 危害：引起大气污染，危害人体健康，溶于水形成酸雨
（3）防治：调整能源结构，发展清洁能源；研究煤的脱硫技术，改进燃烧技术，减少二氧化硫和氮氧化物的排放；加强工业废气的回收处理；改进汽车尾气的处理技术，控制尾气排放
2. 酸雨
（1）酸雨：的降水，主要是由大气中的和溶于雨水形成的
（2） 、
（3）危害：直接损伤农作物、森林、草原，使土壤、湖泊酸化；会加速建筑物、桥梁、工业设备、运输工具及电缆的腐蚀
第三节 无机非金属材料
一、硅酸盐材料
1. 硅酸盐结构：硅氧四面体结构的特殊性，决定了硅酸盐材料大多具有硬度高、难溶于水、耐高温、耐腐蚀等特点
2. 常见传统硅酸盐材料
产品 主要原料 主要设备 主要成分 用途
陶瓷 黏土 \ 硅酸盐 用于生产建筑材料、绝缘材料、日用器皿、卫生洁具
普通玻璃 纯碱、石灰石、石英砂 玻璃窖 用于生产建筑材料、光学仪器和各种器皿，制造玻璃纤维
水泥 石灰石、黏土 水泥、回转窖 硅酸盐 用于建筑材料、水利工程
二、新型无机非金属材料
1. 硅和二氧化硅
（1）晶体硅：晶体硅是一种带有金属光泽的灰黑色固体，导电性介于导体与绝缘体之间，是良好的半导体材料。
（2）粗硅的制备：
（3）二氧化硅用来生产光导纤维
2. 新型陶瓷
（1）碳化硅（）俗称金刚砂，碳原子和硅原子通过共价键连接，具有类似金刚石的结构，硬度很大，用作砂纸和砂轮的磨料；碳化硅还具有优异的高温抗氧化性能，可用作耐高温结构材料、耐高温半导体材料
3. 碳纳米材料
（1）富勒烯：由碳原子构成的一系列笼形分子的总称，如，是制碳纳米材料
（2）碳纳米管：由石墨片层卷成的管状物，具有纳米尺度的直径。有相当高的强度和优良的电学性能。用于生产复合材料、电池和传感器
（3）石墨烯：只有一个碳原子直径厚度的单层石墨，电阻率低、热导率高，具有很高的强度。用于光电器件、超级电容器、电池、复合材料等
第六章 化学反应与能量
第一节 化学反应与能量变化
一、化学反应与热能
1. 放热反应与吸热反应
（1）放热反应：释放能量的化学反应（活泼金属与酸反应、燃烧反应、中和反应）
（2）吸热反应：吸收能量的化学反应（氢氧化钡晶体与氯化铵反应、碳酸钙的分解反应、灼热的碳与二氧化碳反应）
2. 从化学键的角度理解
（1）放热反应：断裂旧化学键吸收的总能量＜形成新化学键释放的总能量
（2）吸热反应：断裂旧化学键吸收的总能量＞形成新化学键释放的总能量
二、化学反应与电能
1. 火力发电原理：通过化石燃料燃烧，使化学能转化为热能，加热水使之汽化为高温蒸汽以推动蒸汽轮机，然后由蒸汽轮机带动发电机发电
2. 原电池：是将化学能转化为电能的装置，原电池反应的本质是氧化还原反应
（1）负极：氧化反应
（2）正极：还原反应
（3）原电池总反应：
3. 能量转化过程：原电池在工作时，负极失电子，电子通过导线流向正极，被氧化性物质得到，闭合回路中形成电流，化学能转化为电能
三、常见化学电源
1. 锌锰干电池：以锌筒为负极，石墨棒为正极，氯化铵作电解质溶液
（1）原理：锌锰干电池是一次电池，放电之后不能充电，内部的氧化还原反应是不可逆的。负极发生的电极反应为：，正极发生的电极反应至今存在争议，一种观点认为其电极反应为：
2. 充电电池：又称二次电池
（1）充电电池在放电时所进行的氧化还原反应，在充电时又逆向进行，电能 化学能
（2）常见充电电池：铅酸蓄电池、镍氢电池、锂离子电池
四、燃料电池
1. 燃料电池是通过燃料与氧化剂分别在两个电极上发生氧化还原反应，将化学能直接转化为电能的装置
2. 燃料电池与火力发电相比，其燃料的利用率高、能量转化率高。与干电池或者蓄电池的主要差别在于反应物不是储存在电池内部，而是由外设装备提供燃料和氧化剂等
第二节 化学反应的速率与限度
一、化学反应的速率
1. 表示：化学反应速率通常用单位时间内反应物浓度的减少量或生成物浓度的增加量来表示
（1）公式：
（2）常用单位：或
2. 意义：化学反应速率是用来衡量化学反应进行快慢的物理量，同一化学反应用不同的物质来表示化学反应速率时，其数值可以不同，但这些数值所表示的意义相同
3. 规律：对于同一反应，用不同的物质来表示反应速率，其比值一定等于化学方程式中相应的化学计量数之比
4. 化学反应速率的影响因素
（1）主要因素（内因）：参加反应的物质的性质是决定化学反应速率的主要因素
（2）外界因素
①浓度：增大反应物浓度，反应速率增大
②压强：对于有气体参加的反应，增大压强（减小容器容积），反应速率增大
③温度：升高温度，反应速率增大
④催化剂：适用催化剂，能改变化学反应速率，且正、逆反应速率的改变程度相同
⑤其他因素：反应物间的接触面积、光辐射、放射线辐射、超声波等
5. 定性判断化学反应速率快慢的方法：对于同一反应，在不同反应条件下的反应速率快慢可以通过以下现象进行定性判断：（1）产生气泡的快慢（2）固体质量变化的快慢（3）温度改变的快慢（4）溶液中浑浊出现的快慢（5）颜色改变的快慢
二、化学反应的限度
1. 可逆反应：在同一条件下，既能向正反应方向进行，同时又能向逆反应方向进行的反应
（1）特征：反应不能进行到底，或者在一定条件小，反应物与生成物同时存在
2. 化学平衡的建立：对于可逆反应，
在一定温度下，将通入一定体积的密闭容器中
①反应开始时，正反应速率最大，因为反应物浓度最大；逆反应速率为0，
因为生成物浓度为0
②反应进行过程中，正反应速率的变化是逐渐减小，因为反应物浓度逐渐减小；逆反应速率的变化是逐渐增大，因为生成物浓度逐渐增大
③反应一段时间后，正反应速率=逆反应速率，反应物和生成物的浓度都不再改变
3. 化学平衡状态
（1）如果外界条件不发生改变，当可逆反应进行到一定程度时，正反应速率与逆反应速率相等，反应物的浓度与生成物的浓度都不再改变，达到一种表面静止的状态，称为化学平衡状态，简称化学平衡
（2）特征
①逆：化学平衡状态研究的对象是可逆反应
②等：平衡时（本质）
③动：平衡时，反应仍在不断进行，是一种动态平衡
④定：平衡时，反应混合物各组分的百分含量保持一定
⑤变：外界条件改变时，平衡可能被破坏，并在新的条件下建立新的化学平衡，即发生化学平衡的移动
三、化学反应条件的控制
1. 目的：促进有利的化学反应，抑制有害的化学反应
2. 基本措施：（1）改变化学反应速率（2）改变可逆反应进行的限度
3. 考虑因素：控制反应条件的成本和实际可能性
第七章 有机化合物
第一节 认识有机化合物
一、有机化合物中碳原子的成键特点
1. 甲烷是最简单的有机化合物，甲烷的分子式为，电子式为 ，结构式为
2. 碳原子：
（1）结构：最外层有4个电子，不易得、失电子形成阴、阳离子
（2）成键特点：
①成键数目：每个碳原子形成4个共价键
②成键种类：单键、双键、三键
③连接方式：直链结构、支链结构、环状结构
二、烷烃
1. 甲烷的结构：甲烷的空间构型是正四面体，原子位于正四面体中心，原子位于四个顶点上
（1）单键：碳原子之间以碳碳单键结合
（2）饱和：碳原子剩余的价键全部与氢原子结合，每个碳原子均形成4个共价键
（3）链状：碳原子结合形成的碳链可以是直链，也可以含有支链
2. 简单烷烃的命名及通式
（1）根据所含碳原子的个数，称为某烷
（2）当碳原子数相同时，用正、异、新来区别，如没有支链的戊烷称为正戊烷，有一个支链的戊烷称为异戊烷，有两个支链的戊烷称为新戊烷
（3）结构简式：把结构式中的键省略表示有机物结构的式子。如乙烷
（4）烷烃通式：
3. 同系物
（1）概念：结构相似，在分子组成上相差一个或若干个原子团的化合物互称为同系物
（2）实例：互为同系物
（3）性质：同系物之间结构相似，碳链长度不同，故它们的物理性质随碳原子数的增加呈规律性变化，而化学性质相似
4. 同分异构体
（1）概念：
①同分异构现象：化合物具有相同的分子式，但具有不同结构的现象
②同分异构体：具有同分异构现象的化合物互称为同分异构体
三、烷烃的性质
1. 物理性质（随分子中碳原子数增加）
（1）熔、沸点：逐渐升高
（2）状态：气态→液态→固态。其中常温常压下碳原子数小于或等于4的烷烃为气态
（3）密度：逐渐增大，且均比水的密度小，难溶于水
2. 化学性质
（1）稳定性：在通常情况下，比较稳定，与强酸、强碱或高锰酸钾鞥强氧化剂不发生反应
（2）热分解：烷烃在较高温度下会发生分解
（3）燃烧：
①甲烷燃烧：
②烷烃燃烧通式：
（4）甲烷的取代反应
（1）条件：光照，冷暗处不反应，日光直射会发生爆炸
（2）反应物：甲烷与单质反应，与氯水不反应
（3）特点：甲烷的取代反应为连锁反应，不会停留在某一步。产物是和的混合物，且生成物中物质的量最大的是
（4）量的关系：分子中每被取代，消耗1 ，生成
四、有机物的性质
1. 物理性质：大多数有机物的熔点比较低，难溶于水，易溶于汽油、乙醇、苯等有机溶剂
2. 化学性质：大多数有机物容易燃烧，受热会分解；有机物的化学反应比较复杂，常伴有副反应发生；很多反应需要在加热、光照或催化剂的条件下进行
第二节 乙烯与有机高分子材料
一、乙烯
1. 乙烯分子的结构：分子式 、电子式 结构式 结构简式
2. 乙烯的来源：工业生成中的乙烯主要来自石油的裂解，实验室中少量的乙烯可以通过乙醇来制取
3. 物理性质：无色稍有气味的气体，密度比空气略小，难溶于水
4. 化学性质
（1）乙烯的氧化反应
①点燃乙烯：火焰明亮，伴有黑烟，同时放出大量的热
②通入酸性高锰酸钾溶液：酸性高锰酸钾溶液褪色
（2）加成反应：有机物分子中的不饱和碳原子与其他原子或原子团直接结合生成新的化合物的反应
①乙烯和的加成：
②乙烯与发生加成反应，生成乙烷：
③乙烯与发生加成反应，生成一氯乙烷：
④乙烯与发生加成反应，生成乙醇：
（3）聚合反应
①乙烯分子中碳碳双键中的一个键断开，分子间通过碳原子相互结合可得到聚乙烯
②聚合反应：由相对分子质量小的化合物分子互相结合成相对分子质量大得聚合物的反应
③加聚反应：乙烯的聚合反应同时也是加成反应，被称为加成聚合反应，简称加聚反应
④能合成高分子的小分子物质称为单体；高分子化合物中化学组成相同、可重复的结构单元称为链节；链节的数目称为聚合度，通常用表示
二、烃
1，烃：仅含碳、氢两种元素的有机物称为碳氢化合物，又称为烃。组成最简单的烃为甲烷
2. 烃的分类：
3. 苯和芳香烃
（1）苯是芳香烃的母体，属于具有环状结构的不饱和烃，其结构式习惯上简写为 ，实际上苯分子中的6个碳原子之间的键完全相同，是介于碳碳单键和碳碳双键之间的一种特殊的碳碳键，所以也常用 表示
（2）若烃分子中含有苯环，则该烃为芳香烃
三、有机高分子材料
有机高分子材料也称为聚合物或高聚物
1. 塑料
（1）主要成分：合成树脂，如聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、酚醛树脂等
（2）特定性能的添加剂：提高塑性的增塑剂，防止塑料老化的防老剂,增加材料、着色剂
（3）性能：强度高、密度小、耐腐蚀、易加工
2. 橡胶
（1）橡胶是一类具有高弹性的高分子材料，是制造汽车、飞机轮胎和各种密封材料所必须的原料。
（2）天然橡胶的主要成分是聚异戊二烯，结构简式为 ，由于天然橡胶分子的碳链中含有碳碳双键，所以易发生氧化反应
（3）
（4）合成橡胶：原料有石油、天然气、煤炭或农副产品；性能具有高弹性、绝缘性、气密性、耐高温或耐低温等性能
3. 纤维
（1）
（2）合成纤维性质：具有强度高、弹性好、耐磨、耐化学腐蚀、不易虫蛀等优良性能
第三节 乙醇与乙酸
一、乙醇
1. 乙醇的组成：
（1）分子式： （2）结构式： （3）结构简式：或
（4）官能团：（羟基）
2. 物理性质：无色有特殊香味的液体，密度比水小，能与水以任意比例互溶，易挥发
3. 化学性质：
①与金属钠反应：
实验现象：钠粒沉于试管的底部，不熔化，表面有无色气体产生；点燃气体，火焰呈淡蓝色，干燥的烧杯上有液滴；澄清石灰水不变浑浊
②氧化反应：① 燃烧
现象：乙醇在空气中燃烧，产生淡蓝色火焰，放出大量的热
② 催化氧化：
现象：红色的铜丝加热变为黑色，插入乙醇中变为红色，并闻到刺激性气味
③ 被强氧化剂氧化：乙醇与高锰酸钾溶液或酸性重络酸钾溶液反应，被氧化成乙酸
二、乙酸
1. 乙酸的组成：
（1）分子式： （2）结构式： （3）结构简式：
（4）官能团：（羧基）
2. 物理性质：无色，有强烈刺激性气味的液体，易溶于水和乙醇，易挥发
3. 化学性质：
（1）弱酸性：乙酸是一种重要的有机酸，属于一元弱酸。乙酸在水中的电离方程式为
，其中酸性比碳酸强，具有酸的通性
①能使紫色石蕊溶液变红
② 与活泼金属反应：
③与碱发生中和反应：
④与碱性氧化物反应：
⑤与某些弱酸盐反应：
（2）酯化反应
①乙酸与乙醇反应： +
这种酸与醇反应生成酯和水的反应叫作酯化反应，酯化反应属于取代反应
②乙酸和乙醇反应机理： +
即酯化反应的实质是“酸脱羟基醇脱氢”
③酯化反应实验：
A. 防暴沸：反应试管中加入几片碎瓷片或沸石
B. 球形干燥管可防止倒吸、
C. 饱和碳酸钠溶液作用：溶解乙醇中和乙酸，降低乙酸乙酯的溶解度、
D. 浓硫酸：催化剂、吸水剂
E. 试剂的添加顺序：不能先加浓硫酸，以防止液体飞溅；通常的顺序是：乙醇→浓硫酸→乙酸
F. 酯的分离方法：通常用分液漏斗进行分液
4. 酯类
（1）酯类的一般通式可写为 ，官能团为酯基 ，或写作
（2）乙酸乙酯难溶于水，具有香味，在一定条件下能与水发生水解反应，得到乙酸和乙醇。低级酯具有一定的挥发性，有芳香气味，密度一般比水小，可用作饮料、糖果、化妆品中的香料和有机溶剂
三、官能团与有机化合物的分类
1. 官能团
（1）概念：决定有机化合物的化学特性的原子或原子团
（2）常见的官能团
类别 烷烃 烯烃 炔烃 芳香烃 卤代烃 醇
官能团 - -
代表物
类别 醛 羧酸 酯
官能团
代表物
2. 烃的衍生物
（1）概念：烃分子中的氢原子被其他原子或原子团取代而生成的一系列化合物
（2）烃基：烃分子失去一个氢原子后所剩下的部分叫烃基，一般用来表示。如叫甲基
第四节 基本营养物质
一、糖类、油脂、蛋白质的化学组成
有机物 元素组成 代表物 代表物分子或组成 水溶性
糖类 单糖 葡萄糖、果糖 可溶
二糖 麦芽糖、蔗糖 可溶
多糖 淀粉、纤维素 -
油脂 油 植物油 不饱和高级脂肪酸甘油酯 难溶
脂肪 动物脂肪 饱和高级脂肪酸甘油酯 难溶
蛋白质 等 绝大多数酶、肌肉、毛发等 氨基酸通过肽键等相互连接成的高分子 -
二、糖类、油脂、蛋白质的性质
有机物 特征反应 水解反应
糖类 葡萄糖 葡萄糖 有银镜反应 -
蔗糖 - 产物为葡萄糖与果糖
淀粉 遇碘单质变蓝色 产物为葡萄糖
油脂 - 酸性条件下产物为甘油、高级脂肪酸； 碱性条件下发生皂化反应产物为甘油、高级脂肪酸盐
蛋白质 有些蛋白质遇浓硝酸变黄色， 灼烧有烧焦羽毛的特殊气味 生成氨基酸
油脂、蛋白质的性质
（1）油脂的水解：油脂在酸、碱或酶等催化剂的作用下，均可以水解，油脂完全水解的产物是甘油和高级脂肪酸（或高级脂肪酸盐）
①酸性条件下水解，如
②碱性条件下水解（皂化反应）如：
油脂在碱性溶液中发生水解反应生成的高级脂肪酸盐是肥皂的主要成分。所以将油脂在碱性条件下的水解反应称为皂化反应
（2）有些油脂分子中含有碳碳双键，能与氢气等发生加成反应
（3）蛋白质盐析与变性
盐析 变性
概念 蛋白质在某些盐的浓溶液中因溶解度减低而析出 蛋白质在某些物理或化学因素影响下，性质和生理功能发生改变的现象
特征 可逆 不可逆
实质 溶解度降低，物理变化 结构、性质改变，化学变化
条件 钠、镁、铝等轻金属盐的浓溶液及铵盐溶液等 加热、紫外线、射线等；强酸、强碱、重金属的盐类、甲醛、酒精、苯甲酸等
用途 提纯蛋白质 杀菌消毒
三、糖类、油脂、蛋白质的用途
1. 糖类：是绿色植物光合作用的产物，是人类重要的能量来源；葡萄糖是重要的工业原料，主要用于食品加工、医疗输液、合成药物等；纤维素可用于造纸等
2. 油脂：是产生能量最高的营养物质，在人体内水解后发生氧化反应释放热量；油脂有保持体温和保护内脏器官的作用；工业上可用油脂在碱性条件下水解获得高级脂肪酸盐和甘油
3. 蛋白质：是人体必需的营养物质。动物的毛、皮，蚕丝可制作服装。大多数酶是一类特殊的蛋白质，是生物体内重要的催化剂
第八章 化学与可持续发展
第一节 自然资源的开发利用
一、金属矿物的开发利用
1. 金属元素在自然界存在的形态
（1）游离态：极少数的不活泼金属（金、铂等）以游离态的形式存在，单质铁存在于陨石中
（2）化合态：绝大多数金属以化合态的性质存在，且都是正价
2. 金属冶炼原理与实质
（1）原理：将金属矿物质中的金属从其化合物中还原出来用于生产和制造各种金属材料的过程
（2）实质：使金属阳离子得到电子被还原为金属单质的过程
（3）金属冶炼的常见方法
方法 适用对象 冶炼原理（举例）
热分解法 在金属活动顺序中排在铜之后的不活泼金属
热还原法 在金属活动顺序中位于铝之后汞之前的大多数金属
电解法 非常活泼的金属
二、海水资源的开发利用
1. 海水资源的利用
（1）利用途径：海水的淡化和直接利用海水进行循环冷却等
（2）海水淡化：通过海水中提取淡水或从海水中把盐分离出去，都可以达到淡化海水的目的。方法主要有蒸馏法、电渗析法、离子交换法和膜分离法等。
海水的蒸馏实验
A. 主要仪器：蒸馏烧瓶、直形冷凝管、锥形瓶
B. 冷凝水流向下进上出，碎瓷片防止液体暴沸
C. 实验原理：海水蒸馏是对海水加热，使汽化后再冷凝，从而得到蒸馏水
D. 实验步骤：连接装置→检查装置气密性→向蒸馏烧瓶中加入海水和碎瓷片→接通冷却水→给烧瓶加热→收集蒸馏水→停止对蒸馏烧瓶加热→待冷却至室温后停止通冷却水→整理仪器
2. 从海水中提取溴——空气吹出法
海水 含的海水 含的溶液 吸收塔（吸收剂为）
溴单质
3. 从海水中获取能量：提取铀和重水，用于核能开发；开发和利用潮汐能、波浪能等新型能源
三、煤、石油和天然气的综合利用
1. 煤的组成：有机物和少量无机物，主要含碳元素、还含有少量氢、氧、氮、硫等元素
2. 煤的综合利用
（1）干馏：将煤隔绝空气加强热使之分解的过程，工业上也叫煤的焦化。主要产品有出炉煤气，煤焦油
（2）气化：将煤转化为可然性气体的过程
（3）液化：直接液化：煤+→液体燃料 间接液化：煤→和→甲醇等
3. 天然气：主要成分为，用作清洁燃料和化工原料
4. 石油的综合利用：石油是由多种碳氢化合物组成的混合物
（1）液化：得到汽油、煤油、柴油等轻质油（利用石油中各组沸点不同进行分离的过程）
（2）裂化：获得轻质油，特别是汽油
（3）裂解：获得乙烯、丙烯、甲烷等化工原料
（4）催化重整：石油在加热和催化剂的作用下，通过结构的调整，使链状烃转化为环状烃
第二节 化学品的合理适用
一、化肥、农药的合理施用
1. 合理施用化肥
（1）考虑因素：土壤酸碱性、作物营养状况、化肥本身性质
（2）过量施用化肥的危害：浪费；部分化肥随雨水流入河流和湖泊造成水体富营养化，产生水华等污染；影响土壤酸碱性和土壤结构
2. 合理使用农药
（1）农药的发展方向：高效、低毒和低残留
（2）不合理施用农药的危害：造成土壤和作物的农药残留超标；造成大气、地表水和地下水的污染
二、合理用药
1. 药物的分类
（1）以来源分为天然药物与合成药物，现有药物中大部分属于合成药物
（2）以获得权限分为处方药与非处方药
2. 阿司匹林
（1）阿司匹林化学名称为乙酰水杨酸，具有解热镇痛作用
（2）以水杨酸为原料合成阿司匹林的反应原理为：
（3）不良反应：长期大量服用阿司匹林可能会导致胃痛、头痛、眩晕、恶心等不适症状
三、安全适用食品添加剂
类别 功能 代表物
着色剂 改善食品色泽 天然色素如红曲红；合成色素如柠檬黄
增味剂 增加食品鲜味 味精
膨松剂 使食品松软或酥脆 碳酸氢铵、碳酸氢钠
凝固剂 改善食品形态 盐卤、葡萄糖酸--内酯
防腐剂 防止食品腐败变质 苯甲酸及其钠盐、山梨酸及其钾盐
抗氧化剂 防止食物因氧化而变质 抗坏血酸（维生素C）
营养强化剂 补充必要的营养成分 碘酸钾、维生素、碳酸钙、硫酸亚铁、硫酸锌
第三节 环境保护与绿色化学
一、化学与环境保护
1. 环境保护
（1）环境问题：主要是指由于人类不合理地开发和利用自然资源而造成的生态环境破坏，以及工农业生产和人类生活所造成的环境污染
（2）环境保护任务：环境监测；治理工业三废（废水、废气、废渣）；杜绝污染物的排放
2. 大气污染
（1）主要来源：自然因素；化石燃料的燃烧和工业生产过程产生的废气及其携带的颗粒物
（2）次生污染物的形成：化石燃料的燃烧产生等废气，烟尘，挥发性有机物，在阳光、空气和水蒸气等的作用下产生次生污染物
3. 污水的处理方法
（1）常用的污水处理方法有物理法、化学法和生物法，化学方法有中合法、氧化还原法和沉淀法
4. 固体废弃物的处理
（1）工业废渣和生活垃圾等固体废物的处理应遵循无害化、减量化和资源化的原则，达到减少环境污染和资源回收利用这两个重要目的
二、绿色化学
1. 绿色化学：也称环境友好化学，其核心思想就是利用化学原理和技术手段，减少或消除产品在生成和应用中涉及的有害化学物质，实现从源头减少或消除环境污染
2. 原子经济：按照绿色化学的原则，最理想的原子经济就是反应物的原子全部转化为期望的最终产物，原子利用率为100%，反应类型有化合反应、加成反应和加聚反应
三、六大环境问题及其危害
环境问题 主要物质 主要危害
温室效应 造成全球气候变暖，海平面上升，陆地面积减小
酸雨 造成土壤酸化、水源污染、建筑物被腐蚀
臭氧层被破坏 氟氯代烷、 导致到达地球表面的紫外线明显增多，危害人类健康及生态环境
光化学烟雾 碳氢化合物、 刺激人类器官，特别是人的呼吸系统
白色污染 废气塑料制品 在土壤中影响农作物吸收水分和养分；混入生活垃圾中难处理、难回收；易被动物吞食而死亡
赤潮和水华 废水中含等元素 使水体富营养化，导致水中藻类疯长，消耗水中溶解的氧，使水体浑浊，水质恶化
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