化学与人类 重点.docx

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化学与人类重点

1化学的起源1661年波义耳出版《怀疑派化学家》近代化学的开始

提出元素的概念，强调实验的方法和对自然界的观察是科学思维的基础，提出了化学发展的科学途径，提出化学是自然科学中的一个独立部分

2011年——国际化学年

2有机食品就一定是健康食品吗？

（1）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、生长调节剂等物质

（2）天然农药同样有害，也存在农药残留的问题

（3）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%

（4）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

（5）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

3化学元素的概念

元素：

又称化学元素，指自然界中存在的一百多种基本的金属和非金属物质，同种元素只由一种或一种以上有共同特点的原子组成，组成同种元素的几种原子中每种原子中的每个原子的原子核内具有同样数量的质子，质子数决定元素的种类

具有相同核电荷数（即质子数）的同一类原子总称为元素

波义耳的《怀疑派化学家》提出了新的元素的概念，强调了实验方法和对自然界的观察是科学思维的基础，提出了化学发展的科学途径。

提出化学本身作为自然科学中的一个独立部分，是探索宇宙奥秘的一个方面。

化学，必须是为真理而追求真理的化学，因此，1661年可以作为近代化学的开始

波义耳定律——在密闭容器中的定量气体，在恒温下，气体的压强（P）和体积（V）成反比关系。

PV=k（k为常数）

4理想气体状态方程——PV=nRT，n-摩尔数；R-理想气体常数（8.314J/mol·K）；T-热力学温度（摄氏度+273.15）

5物体的量——摩尔（mol）——物系中所含某物质基本原体的数目为阿伏伽德罗常数（6.022×1023）个时，物质的量就是一摩尔

道尔顿分压定律——混合气体的总压力等与个别气体的分压力之和

气体扩散定律——同温同压下，气体的扩散速度与其分子量的平方根成反比

6蒸气压——一定外界条件下，液体中的液态分子会蒸发为气态分子，同时气态分子也会撞击液面回归液态。

平衡时，液面上气态分子不再增多，这时蒸气所产生的压力称为饱和蒸气压，简称蒸气压

蒸气压随着温度升高而升高

当蒸气压与环境气压相等时，开始沸腾

环境气压低，沸点降低

蒸发所必须吸收的热量，称为蒸发热

液体中溶解有不挥发的溶质时，沸点增高

7水的汽化有两种——蒸发，沸腾

8弯曲表面下的附加压力

（1）在平面上，无附加压力

（2）在凸面上，向下的合力，总压力为大气压力﹢附加压力

（3）在凹面上，向上的合力，总压力为大气压力﹣附加压力

几种毛细现象

1）液体在地层和纺织品中的流动

原油和水在地层中的流动属液体在不均匀孔径的毛细管中的流动，当忽略重力作用时，由于不同管径的曲率半径不同，造成两部分液面的附加压力不同（毛细压差）。

因此，液体将往附加压力大的方向流动。

若要改变其流动方向，必须施加一克服此压力差的力，若采用表面化学方法改变体系表面张力和液面曲率，可以改变体系毛细压差以利于实现所要求的流动。

这是三次采油的关键问题之一。

2）关于泡沫和乳状液的稳定性

泡沫和乳状液是由两种不相混溶的流体相形成的的分散体系。

泡沫是大量气体分散在少量液体中构成的，而乳状液是一种液体以微小液滴状态分散在另一液相中。

泡沫的片膜与片膜之间构成具有不同曲率的连续液体，由于附加压力不同，液体从曲率小、压力大的片膜流向曲率大、压力小的片膜边界，最后导致泡沫排液、泡膜变薄而破裂。

这是影响泡膜稳定的重要原因。

开尔文公式的应用

1）过饱和蒸汽

恒温下，将未饱和的蒸汽加压，若压力超过该温度下液体的饱和蒸汽压仍无液滴出现，则称该蒸汽为过饱和蒸汽。

原因:

液滴小，饱和蒸汽压大，新相难成而导致过冷。

解决办法:

引入凝结核心如人工降雨用的AgI或干冰。

2）过热液体

沸腾是液体从内部形成气泡、在液体表面上剧烈汽化的现象。

但如果在液体中没有提供气泡的物质存在时，液体在沸点时将无法沸腾。

我们将这种按相平衡条件，应当沸腾而不沸腾的液体，称为过热液体。

液体过热现象的产生是由于液体在沸点时无法形成气泡所造成的。

根据开尔文公式，小气泡形成时期气泡内饱和蒸气压远小于外压，但由于凹液面附加压力的存在，小气泡要稳定存在需克服的压力又必须大于外压。

因此，相平衡条件无法满足，小气泡不能存在，这样便造成了液体在沸点时无法沸腾而液体的温度继续升高的过热现象。

过热较多时，极易暴沸。

为防止暴沸，可事先加入一些沸石、素烧瓷片等物质。

因为这些多孔性物质的孔中存在着曲率半径较大的气泡，加热时这些气体成为新相种子（气化核心），因而绕过了产生极微小气泡的困难阶段，使液体的过热程度大大降低。

（3）毛细凝结

考虑液体及其饱和蒸气与孔性固体构成的体系。

孔中液面与孔外液面的曲率不同，导致蒸气压力不同。

在形成凹形液面的情况下，孔中液体的平衡蒸气压低于液体的正常蒸气压。

故在体系蒸气压低于正常饱和蒸气压时即可在毛细管中发生凝结。

此即所谓毛细凝结现象。

硅胶能作为干燥剂就是因为硅胶能自动地吸附空气中的水蒸气，使得水气在毛细管内发生凝结。

9单质和化合物

单质：

由同种元素组成的纯净物

化合物：

两种或两种以上元素组成的纯净物

混合物：

有多种纯净物（单质或化合物）混合而成。

没有化学式。

无固定组合和性质，而其中的每种单质或化合物都保留着各自原有的性质

宇宙天体——单质和化合物——原子，分子和离子——电子，质子，中子和其他基本质子

10化学研究的内容：

物质的化学运动，即化学变化

化学是一门在分子层次上研究物质的组成，结构，性质等变化及其内在联系和外界变化的科学

研究物质的化学变化，首先是研究物质本身的组成，结构以及他们的性质。

其次是研究变化发生的一些外界条件。

三是要对变化本身的规律进行研究，即反应能否发生，程度如何，有哪些影响因素等等

反应的可能性：

热力学——化学势

反应速度：

动力学

热力学可以判断是否能发生反应，往什么方向进行，什么时候达到平衡

11热力学三大定律

热力学第一定律（能量守恒定律）?

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。

ΔU=Q+W

热力学第二定律

不可能从单一热源吸收能量，并将这热量变为功，而不产生其他影响（孤立体系中能发生的过程总是向熵值增加的方向进行）

热力学第三定律

绝对零度（T=0K）不可达到（绝对零度时，所有纯物质的完美晶体的熵值为零）

12热和功热机效率

13化学提供人类合理使用能源的方法

14官能团烃

石油：

由C1到C40的烃组成的混合物

同分异构体：

分子式相同，结构不同

15汽油辛烷值

1.辛烷值是人为制定的一个比较汽油性能的参数

2.辛烷值越高，汽油的性能，即抗爆性越好

3.相对标准是:

正庚烷0;异辛烷100

4.辛烷值以抗爆性能相同的混合物中异辛烷百分比来表示

16煤：

芳香化合物+矿物质+水

煤制合成气：

天然气制合成气

煤的干馏——与空气隔绝时加热处理的一种工艺

17原子结合能

从核子（质子和中子）结合成原子核的质量亏损，利用质能公式，可计算原子的结合能

利用原子结合能的两种方法：

重核裂变，轻核聚变

原子弹:

铀核裂变时放出巨大的能量，同时能放出多于二个中子，若分裂时放出的中子全部被别的铀核吸收，又引起新的裂变，这样，裂变的数目将按指数规律增大，结果形成一发散的链式反应，这就是原子弹中发生的情况

受控热核反应:

如果在受控条件下，每次裂变平均只有一个中子引起新的裂变，维持稳定的链式反应，这就是核反应堆中的情况

18原子核的衰变：

一种元素经放射过程变成另一种元素的现象，称为原子核的衰变

β衰变

α衰变

19放射性同位素鉴年发

20化学电源两个必备条件

21锂离子电池工作原理

为什么不能过充过放

充电放电时分别发生什么反应

22生物质能——绿色的，不增加二氧化碳量的

23农作物收成和什么原因相关

矿物质营养

矿化——有机物变成无机物

怎样提高粮食产量

24合成氨催化

阿伦尼乌斯公式

25化肥副作用

26官能团

27农药的利弊

28衣着纤维

化学纤维——人造纤维，合成纤维

聚酯（涤纶，尼龙等等）

加聚反应缩聚反应

29水资源

30拉乌尔定律

拉乌尔定律:

在一定温度下，难挥发非电解质稀溶液的蒸气压等于纯溶剂的蒸气压与溶剂摩尔分数的乘积

31凝固点降低效应

渗透压

32喝干净的水

33大气PM2.5酸雨现象酸性碱性温室效应

34爆炸极限

35灭火原理

36硫化处理胶粘剂

37纳米材料

38焰色反应光谱分析方法