課

程

簡

介《生活與化學》是非化學、化工類各專業的一門自然科學公共選修課。特別是對人文專業的學生，對于培養具有綜合性素質、創新意識、全面發展的人才，是不可缺少的。以化學知識為主線，以社會廣泛關注的有關問題為視點，用與日常生活密切相關的例子，最新的科技新聞，大量的圖片闡述化學與社會的廣泛聯系。基本要求：學會使用網絡獲取感興趣的化學相關知識，能用化學知識指導自己科學的生活，了解化學的前沿領域，了解國內外化學的最新進展。課程要求1、本課程講授18次。習題一次。2、成績包括：中間一次作業成績、平時考勤、期末作業成績。3、課程結束后一周必須按時把作業交到指定的地點?；瘜W與人類生活有什么關系?化學是一門使人類生活更美好的基礎科學?化學提供人類合理使用能源的方法?化學使人類豐衣足食?化學能保護和改善人類賴以生存的環境?化學是人類使用新材料的源泉?化學使人類世界五彩繽紛?化學幫助人類延年益壽《生活與化學》主要講授的內容Part2化學與社會緊密聯系一、化學與能源

1.未來的能源——水中取“火”

2.實用的新能源——電池

二、化學與文學

1.成語中的化學

“信口雌黃”

（As2S3）“味同嚼蠟”

2.古代詩詞中的化學

千錘萬鑿出深山，烈火焚燒若等閑。粉身碎骨渾不怕，要留青白在人間。

CaCO3CaO+CO2↑

CaO+H2OCa（OH）2Ca（OH）2+CO2↑

CaCO3+H2O

三、化學與文物

1.文物與化學的歷史淵源

①早期的實用化學產品——陶器、瓷器。

②古代化學工藝的應用實例──冶鐵技術。

③古代化學的萌芽—煉丹術

東晉煉丹家葛洪在《抱樸子》中談到：“丹砂燒之成水銀，積變又還成丹砂”

東漢煉丹家魏伯陽在《周易參同契》中說：“胡粉投火中，色壞還為鉛”。

Pb3O4+2C=3Pb+2CO2古代陶瓷2.考古挖掘離不開化學

①鑒定文物真偽。

②研究文物制造工藝

③探究文物的來源和產地

④保護文物公元前200年的彩陶四、化學與日常生活車內飾顏色漆化學與生活品質1.衣

——服裝纖維素和人造纖維、合成纖維腈綸--聚丙烯腈

滌綸—聚對苯二甲酸乙二醇酯尼龍6-已二胺和已二酸的縮合取合物尼龍66-已內酰胺的開環聚合產物2.食——農業，食品

炸油條利用了三個化學反應原理：第一個反應：Na2CO3+＋H2O=NaHCO3＋NaOH

第二個反應

2NaHCO3=

Na2CO3＋H2O＋CO2

第三個反應Al2(SO4)3·K2SO4·24H2O＋6NaOH=2Al(OH)3+3Na2SO4+K2SO4+24H2O

氨和各種肥料、農藥、生長激素的生產

3.住——住房和家庭陳設品方面的作用（建

筑材料4.行——交通工具、燃料五、化學與信息六、化學與經濟5.用——日常用品Part3

簡話化學發展(1)實用和自然哲學時期(～公元前后)3.1古代化學(15世紀以前)

100萬年前，原始社會，火的利用；公元前3000年左右，奴隸社會，以實用化學工藝為特征：埃及：煉鐵、鞣制皮革、提取藥物香料、制造陶器公元前2500-2000年，中國銅的冶煉技術，殷代青銅器公元前一世紀，中國發明了造紙術這是化學的萌芽時期商代青銅器(銅錫合金)人類進化的搖籃原始人看見火：害怕——親切

1.御寒

2.熟食的美味，體強

3.防害

4.照明火來到了人間，人類開始利用這個天然的化學反應來改造自然，創造歷史，告別了飲血茹毛的歲月，開創了熟食時代：

1.智力向高級方向發展

2.戰勝了嚴寒

3.增強了人類生存能力和活動范圍

4.學會了摩擦生火和鉆木取火這樣以火為中心的“居民點”增多，文明社會從火堆中萌芽?；?/p>

3.1古代化學

關于宇宙的結構問題，最早的見解是我國商末（約公元前1140年）出現在“易經”中的“八卦”（天、地、水、火、雷、山、風、沼澤）和“五行”(金、木、水、火、土)學說。

公元前五世紀，安培多克爾(Empedocles)提出宇宙是由水、火、氣、土“四原質”構成的。公元前400年

德謨克利特提出樸素的原子論。公元前四世紀，亞里斯多德(Aristotle)提出冷、熱、干、濕的“四原性”學說

熱干冷濕火空氣水土亞里斯多德認為把“原性”取出或放入，“原質”就可以相互轉化；該哲學思想支配了人們達兩千年之久，使化學走上了煉金、煉丹的歧途。四原性說示意圖3.1古代化學

3.1古代化學

(2)煉金術、煉丹術時期(公元前后～公元1500年)

封建社會，中國道家化學煉丹（Pb3O4、HgS）

公元二世紀，東漢魏伯陽著有世界最早煉丹術文獻

公元四世紀，東晉葛洪著有煉丹術巨著，發現了反應的可逆性（HgS←→Hg;Pb3O4

←→

Pb）以及金屬間的取代（Fe和Cu鹽）這段時期，化學走入了歧途，但積累了更多的化學知識，提高了實驗技術，制作了操作器皿。3.1古代化學

(3)醫化學時期(公元1500～1700年)

16世紀初，歐洲資本主義工業的發展迫使化學走上正路

煉金術改革，化學方法制成藥劑（無機物）

明代李時珍《本草綱目》，列有中藥材、礦物1000多種并附有制備方法、性質介紹

明代宋應星著有《天工開物》(1639年)，總結了我國的工業技術3.1古代化學

(4)燃素說時期(公元1700～1774年)

英國的波義爾(Boyle)提出各種物質的微粒都是由基本粒子的不同聚集體構成的。對燃燒現象認為火是由一種實在的、具有重量的火微粒構成的。

1700年，德國的施塔爾(Stahl)提出“燃素說”，清除了“原性”學說。

法國拉瓦錫(Lavoisier)的燃燒的氧學說，近代化學由此萌芽。3.2近代化學的創立近代化學歸功于天平的使用，步入定量階段1748年，羅蒙諾索夫的質量不滅定律1774年，拉瓦錫(Lavoisier)的氧化理論18世紀末，普勞斯特(Proust)的定比定律1803年，道爾頓(Dalton)倍比定律、當量定律、原子學說、相對原子量概念1808年，蓋.呂薩克(Gay-Lussac)的氣體反應體積定律1811年，亞佛加德羅(Avogadro)定律和分子概念1869年門捷列夫的元素周期律這一時期建立了不少化學基本定律，提出了原子學說，發現了元素周期律，發展了有機結構理論。所有這一切都為現代化學的發展奠定了堅實的基礎。氧氣的發現者普利斯特里(JosephPriestly)，英國舍勒(CarlWilhelmScheele)，瑞典拉瓦錫(AntoineLavoisier)，法國拉瓦錫在化學發展中的地位和作用：近代化學之父；揭示了化學反應中的質量轉換本質。道爾頓Dalton,

John(1766-1844)

原子理論AtomicTheory

（1803）不同元素代表不同原子分子是由原子在空間按一定方式或結構結合而成分子的結構直接決定其性能，分子進一步聚集成物體Part4

化學學科的分支及其形成

無機化學分析化學

有機化學物理化學

四大基礎化學4.1化學的分支化學與其他學科交叉形成多種邊緣學科：

生物無機化學、環境化學、農業化學、材料化學、地球化學、儲層化學、放射化學、計算化學、星際化學，高分子化學等。無機化學

無機化學定義：除去碳氫化合物和其大多數衍生物外，無機化學是對所有元素和它們的化合物及反應進行實驗研究和理論解釋的科學。

最初的化學是無機化學。如：青銅、陶瓷、彩陶、點金術、煉丹術、黑火藥等；

以門捷列夫、Meyer——元素周期律為標志，標志現代無機化學形成無機化學有機化學有機化學的結構理論和有機化合物的分類，也形成于19世紀下半葉。如1861年KekuléFA提出碳的四價概念及1874年范霍夫(Van'tHoffvan’tHoff)和勒貝爾(Lebel)的四面體學說，至今仍是有機化學最基本的概念之一，世界有機化學權威雜志就是用Tetrahedron（四面體）命名的。有機化學是最大的化學分支學科，它以碳氫化合物及其衍生物為研究對象，也可以說有機化學就是“碳的化學”。

分析化學：

貝采里烏斯分析天平的使用和定量分析的建立是分析化學的標志。

含量的測定、成分的分析、結構的表征，是分析化學的三大領域。分析天平的使用——定量概念的建立——高新儀器的發明和使用為分析化學的發展起到了重要的作用。分析化學貝采里烏斯(J?nsJakobBerzelius)：原子量的測定；電荷的概念(二元論)；化學符號和化學方程式的創始人；分析化學之父貝采里烏斯測定原子量使用的天平J?nsJakobBerzelius物理化學物理化學是從化學變化與物理變化的聯系入手，研究化學反應的方向和限度（化學熱力學）、化學反應的速率和機理（化學動力學）以及物質的微觀結構與宏觀性質間的關系（結構化學）等問題，它是化學學科的理論核心。

1887年奧斯特瓦爾(Ostwald.W)和范霍夫(van’tHoffJH)合作創辦了（物理化學雜志），標志著這個分支學科的形成。其他分支化學學科在其發展過程中還與其他學科交叉結合形成多種邊緣學科，如高分子化學、化學工程、環境化學、生物化學、農業化學、醫化學、材料化學、地球化學、放射化學、激光化學、計算化學、星際化學等等。在21世紀，社會需要化學科學做什么？化學工作者能為社會做哪些貢獻？這是世人關心的話題之一。Part5

化學是一門中心科學1.化學是一門承上啟下的中心科學科學可按照它的研究對象由簡單到復雜的程度分為上游,中游和下游.數學,物理學是上游,化學是中游,生命,材料,環境等朝陽科學是下游.上游科學研究的對象比較簡單,但研究的深度很深.下游科學的研究對象比較復雜,除了用本門科學的方法以外,如果借用上游科學的理論和方法,往往可收事半功倍之效.化學是中心科學,是從上游到下游的必經之地,永遠不會像有些人估計的那樣將要在物理學與生物學的夾縫中逐漸消亡.2.化學又是一門社會迫切需要的中心科學,

3.化學是與信息,生命,材料,環境,能源,地球,空間和核科學等八大朝陽科學(sun-risesciences)都有緊密的聯系,交叉和滲透的中心科學.

化學與我們的衣,食,住(建材,家具),行(汽車,道路)都有非常緊密的聯系.我國高分子化學家胡亞東教授最近發表文章指出:高分子化學的發展使我們的生活基本被高分子產品所包圍.化學又為前述六大技術提供了必需的物質基礎.Part6化學在推動人類進步和科技發展中起了核心科學的作用

20世紀發明的七大技術中最重要的是化學合成技術、信息技術和生物技術

報刊上常說20世紀發明了六大技術：

1.包括無線電、半導體、芯片、集成電路、計算機、通訊和網絡等的信息技術；

2.基因重組、克隆和生物芯片等生物技術；

3.核科學和核武器技術；

4.航空航天和導彈技術；

5.激光技術；

6.納米技術。

但卻很少有人提到包括新藥物、新材料、高分子、化肥和農藥的化學合成（包括分離）技術。上述六大技術如果缺少一兩個，人類照樣生存。但如沒有發明合成氨、合成尿素和第一、第二、第三代新農藥的技術，世界糧食產量至少要減半，60億人口中的30億就會餓死。沒有發明合成各種抗生素和大量新藥物的技術，人類平均壽命要縮短25年。沒有發明合成纖維、合成橡膠、合成塑料的技術，人類生活要受到很大影響。沒有合成大量新分子和新材料的化學工業技術，上述六大技術根本無法實現。這些都是無可爭辯的事實。

但化學和化工界非常謙虛，從來不提抗議。我們應該理直氣壯地大力宣傳20世紀發明了七大技術，即化學合成（包括分離）技術和上述六大技術。這七大技術發明可以按照人類需要的迫切性和由它們衍生的產業規模的大小來排序：

從人類對七大技術發明的需要迫切性來看，化學合成和分離技術應當排名第一，已如前述，因為它是