1、第第 9 章章 化学与社会发展化学与社会发展 第第 1 节节 能源的综合利用能源的综合利用 一、能源 1能源的分类 分类依据 类别 举例 能源利用 的角度 常规能源 三大化石燃料：煤、石油、天然气 新能源 氢能、核能、太阳能、风能、地热能等 是否可再 生的角度 可再生能源 太阳能、生物能、水能、风能、地热能等 不可再生能源 化石燃料、核燃料等 2.解决能源危机的方法 (1)提高能源利用率。(2)使用节能产品。(3)开发新能源。 二、化石燃料 分类 煤 石油 天然气 状态 固体 液体 气体 主要成分 或元素 C、H、O、N、S C、H 甲烷 利用 直接作燃料 分馏 直接作燃料 方式 干馏或炼焦
2、利弊 浪费能源、污染环境 分离出汽油、煤油、航空 煤油、 柴油达到物尽 其用、综合利用的目的 化石燃料 中最清洁 的燃料 分解成焦炭、煤焦油、焦炉煤气。 达到物尽其用、综合利用的目的 共性 都属于混合物， 不可再生， 贮量有限； 燃烧都产生二氧化碳， 引发温室效应， 不完全燃烧均能产生 CO 三、太阳能 太阳能属于可再生的新能源。直接利用太阳能主要有两种方式，一是光热转换，如温室、太阳能热水 器等，此种方式是太阳能利用中技术最成熟、转换率较高的方式；二是光电转换，把太阳能直接转换 为电能。 四、化学电池 1电池：是一种将化学能转化为电能的装置。 2电池的优点：既可减少大气污染，又可以提高能量的
3、转化效率。 3随手丢弃废旧电池对环境的影响：废旧电池的危害主要集中在重金属(如汞、铅、镉)离子对环境的污染 上，这些物质泄漏出来进入水或土壤中，通过各种途径进入食物链，最终给人类带来危害。因此，要正 确使用电池，并妥善回收，集中处理。 五、氢能 氢气 主要性质 密度最小的气体，具有可燃性： 2H2O2= 点燃 2H2O 实验室制备 ZnH2SO4=H2ZnSO4 作燃料的优点 1.热值高 2.原料来源广 3.燃烧产物无污 染，理想的“绿色能源” 开发面临的问题 一是制取成本高；二是储存、运输困难 第第 2 节节 新型材料的研制新型材料的研制 一、无机材料 1金属材料 (1)金属材料包括纯金属纯
4、金属和合金合金。 (2)金属材料使用的历史过程 青铜(商代) 铁器(春秋) 铝(近 100 多年) 金属的应用以及开发年代的先后与金属的活动性顺序有密切关系。 (3)新型金属材料 特种合金及具有某些特殊功能的合金材料，如储氢合金、记忆合金。 2无机非金属材料 (1)常见种类：陶瓷、玻璃、水泥等。 (2)优缺点：耐高温，硬度高，抗腐蚀，但脆性大。 (3)陶瓷材料包括：古代陶瓷和新型陶瓷材料，新型陶瓷材料用来制造发动机零件、人造骨(关节、牙)等。 二、合成材料 有机合成高分子材料简称合成材料。 三大有机合成材料包括塑料、合成纤维和合成橡胶。 1塑料 (1)常见种类：聚乙烯(PE)、聚氯乙烯(PVC
5、)、有机玻璃(PMMA)、聚苯乙烯(PS)。 (2)聚乙烯与聚氯乙烯的比较与鉴别 聚乙烯由 C、H 元素组成，无毒，可用于包装食品可用于包装食品；聚氯乙烯由 C、H、Cl 元素组成，使用时会分解 出有害物质，不宜用于食品包装不宜用于食品包装。 聚乙烯与聚氯乙烯燃烧时的现象： 聚乙烯：易燃烧，燃烧时不冒烟，无臭味； 聚氯乙烯：不易燃烧，燃烧时冒烟，有臭味。 鉴别聚乙烯塑料和聚氯乙烯塑料：点燃闻气味，有刺激性气味的是聚氯乙烯塑料；无刺激性气味的是 聚乙烯塑料。 (3)“白色污染”：难以被降解的塑料造成的环境污染。 危害：破坏土壤结构、污染地下水、危害海洋生物。 解决方法：尽量减少使用塑料制品、回收
6、废旧塑料、生产可降解塑料。 2合成橡胶 橡胶包括天然橡胶和合成橡胶，合成橡胶具有良好的弹性、绝缘性、耐高温性、不易老化，用途广泛。 3合成纤维 (1)合成纤维的优点与缺点 优点：强度高、弹性好、耐磨、耐化学腐蚀。 缺点：吸水性和透气性差。 (2)纤维的分类 分类 原料 纤维(实物) 备注 天然 纤维 棉、麻、 羊毛、蚕丝 棉布、丝绸等 人造 纤维 竹、木材等 人造棉、人造 毛、人造丝 化学方法加工 合成 纤维 石油产品、煤、 石灰石、水、空气等 涤纶、锦 纶、腈纶 一系列的化学 反应合成 (3)几种纤维的性质比较 性质 纤维种类 灼烧 情况 受酸溶液 的影响 受碱溶 液的影响 结 论 棉纱线
7、有烧纸气味 受到较 强的腐 蚀，变脆 受到较弱的腐蚀， 稍微膨胀 天然纤维 不耐酸、碱 的腐蚀 羊毛绒 有烧焦羽毛 的气味 几乎无 变化 受到较强的腐蚀， 纤维变细、褪色 尼龙丝线 有特殊气味、 趁热可拉成丝 几乎无 变化 几乎无 变化 合成纤维 比较耐酸、 碱腐蚀 三、复合材料 定义：将两种两种或两种以上两种以上的材料复合成一体而形成的材料，具有更优异的综合性能。例如：钢筋混凝土、玻璃 钢、搪瓷等。 第第 3 节节 环境污染的防治环境污染的防治 一、空气污染 1空气污染物：分为有害气体和烟尘。我国空气污染的主要污染物是二氧化硫(SO2)、氮氧化物(NOx)、一 氧化碳(CO)和可吸入颗粒物(
8、尤其是直径小于等于 2.5 m 的颗粒物，简称 PM2.5)等。 2与空气污染有关的三大环境问题：酸雨、温室效应、臭氧层空洞。 3防治空气污染的方法：制订环保法规，建立空气质量监测系统；研制和开发清洁能源；采用化学等方 法处理工业生产中产生的有害气体；在汽车上安装尾气净化装置，将有害气体转化为无害气体。 4酸雨 (1)硫的燃烧：硫在氧气中燃烧，发出明亮的蓝紫色火焰(如果在空气中燃烧则为淡蓝色火焰)，放出热量， 生成有刺激性气味的气体。化学方程式为 SO2 SO2。 (2)SO2的检验：通入稀高锰酸钾溶液，溶液褪色。 (3)酸雨：pH 小于小于 5.6 的降水(包括雨、雪、霜、露、雾和雹等)。
9、(4)酸雨的形成：我国是世界上的燃煤大国，煤燃烧产生的 SO2进入大气后可形成硫酸型酸雨。硫酸型酸雨 的形成过程如下： 相应的化学方程式： SO2SO2 2SO2O22SO3 SO3H2O=H2SO4 SO2H2O=H2SO 3 2H2SO3O2=2H2SO4 (5)酸雨的危害：进入湖泊、江河会导致鱼类死亡，影响水生生物的生长和繁殖；进入农田会使土壤酸化， 导致矿物营养元素流失，破坏农作物和森林的生长；使桥梁、艺术品、建筑物和机器等腐蚀损坏；会危 害人体的健康。 (6)酸雨的防治：使用和开发新能源；研究化石燃料的除硫方法；研究经济高效地回收二氧化硫的技术；研 究车辆尾气的净化催化剂等。 5温室
10、效应 (1)成因：由于空气中二氧化碳、甲烷等气体浓度增大，空气温度升高。目前导致温室效应的主要气体是二 氧化碳。 (2)防治减缓措施：减少化石燃料的使用，开发新能源，植树造林。 6空气质量报告 空气质量报告主要包括三项内容：污染物、空气污染指数(API，空气中污染物的浓度)、空气质量等级。 列入空气质量监测标准的项目为可吸入颗粒物(PM10)、可入肺颗粒物(PM2.5)、二氧化硫、二氧化氮、一 氧化碳和臭氧等。 二、 保护水资源 1水体污染主要来自：生活污水、工业废水、农业用水。 2爱护水资源要从节约用水和防治水体污染入手。 3水体富营养化导致藻类植物过度繁殖，造成海水的“赤潮”和河水的“水华”现象。 三、回收利用固体废弃物 固体废弃物资源化途径主要有 3 种：(1)废物回收利用：包括分类收集、分选和回收。(2)废物转换利用： 如利用垃圾微生物分解产生可堆腐有机物生产肥料； 用废塑料裂解生产汽油或柴油等。 (3)废物转化能源： 如垃圾焚烧发电或填埋气发电等。