《化学与人类》听课笔记 - 图文

蔡明娜 11级信息与计算科学一班 11251001101

第一集（开场白） 听课内容 1、《化学与人类》是一门以社会热点和化学相联系的化学课程。化学中包含的四个经典的二级学科：无机化学、有机化学、分析化学、物理化学。无机化学研究除碳元素以外的所有元素的单质及其化合物的性质；有机化学研究碳 氢化合物及其衍生物的性能；分析化学研究物质的测定方法和原理；物理化学是化学和物理学科相结合的一种带有理论性的一门分支学科。 2、根据PH的不同，石蕊指示剂的变色是从红到蓝，酚酞的变色是从无色到红色。 4、物质包括：实物（Substance）和场（Field）。实物是化学研究的对象，化学是在原子、分子层次上研究物质的组成、结构、性质及其物质变化的规律（最重要）的自然科学。化学家最主要的目的是掌控物质的变化。 5、管道煤气的主要成分刚开始是混合气（氢气和CO），后来是天然气（以甲烷为主）。 听课启示 1、运用化学掌控物质的变化，我们要学会科学家们的思考方式：从原因入手，分析问题，寻找产生某个问题的原因，从根源上进行思考与探究，对症下药然后才能解决问题。这也是科技进步的关键。 2、甲烷燃烧热值高、不会产生中毒现象。所以随着科技的发展，为主），安全又能高效产生燃烧热。这说明化学的研究推动科学的进步，科学的进步促进人类的发展，使人们的生活越来越好。只有想不到，没有做不到。 听课疑问 暂时没有 3、科学家们的思考方式：从原因入手，这是科技进步的关键。 管道煤气是用上了天然气（甲烷第二集 听课内容 1、可燃性气体或蒸汽与空气中的氧结合，浓度达到一定范围，一个火花就能引起爆炸。这个浓度范围在化学中就称为爆炸极限（Explosive Limits）。如氢气的爆炸极限就是4.0-74.2%，汽油蒸汽是1.6-6.0%。 2、煤气中的臭味因素，是煤气中的杂质和人为加入的硫醇。含有三聚氰胺的奶粉，不是毒牛奶，是问题牛奶。 3、致死中量是指某生物群体50%死亡所需的农药剂量，通常以每公斤动物体重的化学物质量来计算。 4、每100克牛奶中添加0.1克三聚氰胺就能将蛋白质含量提高0.4%。（国家标准是每100克牛奶蛋白质含量2.8%） 听课启示 1、 电灯的开关都是用铜片的接触和断开来完成，而铜片的接触是会产生火花的，所以我们刚进入暗室内闻到煤气味道时，不能马上打开电灯。 2、 在煤气泄漏的时候，不能打开任何电器，包括手机，或者用潮湿的布包起手机后再打电话报警。 3、 关于三聚氰胺的奶粉事件，我们应该辩证地看待，生产方出现这样的问题，不仅是厂家的责任，也是体制的不完善导致的，还有社会人的道德问题。问题出现后，受伤的总是下一代，孩子是祖国的花朵，希望与未来，希望能减少对下一代的伤害。 听课疑问 暂时没有 第三集（广告词） 听课内容 1、物质不灭定律：世上万物既不能自行创生，也不能自行消灭，只能转变。 2、广告分类有：莫名其妙的广告词，随便乱起一个名字，如“维他矿物群”还有“零千卡路里”；不科学的广告词，说霸王洗发水不含化学物质，后来强调加皂角、首乌和人参；“指鹿为马”的广告词，如农夫山泉有点甜。 3、超导是物理学中的零电阻现象，但需零下140多度。 4、矿物质是靠吃饭提供的，而不是靠饮水获得的，喝水的选

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听课启示 根据物质不灭定律，有时候也可以用来思考一些错误的谣言。广告不能随便瞎编乱造，想到什么就说什么，要根据实际情况，按不能变宣传为骚扰。 我们面对多种多样杂乱无章的广告时，也要有所思考与选择，要听课疑问 洪成时代的到来，“以水代油”的案例中，在水中加真的变汽油了吗？那么是怎么行骗照科学依据，去宣传与推销产品，入白色粉末，蔡明娜 11级信息与计算科学一班 11251001101

择完全凭个人爱好、价格高低和心里上的满足，不是宣传来决定的。 从科学的角度对其进行分析，不能盲目跟风，听信一切。 的呢？ 第四集 听课内容 2、维生素B与钙有促进作用，维生素E与C具有防老、防氧化的功能，也相互促进。 3、化学与新闻专业的关系之案例：编辑工作中的低级错误，如《新民晚报》中的“洗澡中暑”问题；更加荒谬的报道，如铹戒指问题。 4、铹是自然界不存在的，是放射性的人造元素，半衰期为3分钟。 5、白金（即铂）每一克112美金，黄金每一克200多人民币，铑每一克448美金。 听课启示 都有夸大、虚假、忽悠人的地方。我们要有一种观察社会现象的分析能力。运用自己的知识去观察、分析与理解社会生活中的现象。 听课疑问 没有 1、广告分类最后一个是：颠倒因果关系的广告词，如黄金搭档的广告。 总的来说，80%的广告词第五集（能源） 听课内容 1、当今人类使用的四大类能源：A、液体燃料，如小车用的汽油、喷气式飞机用的航空煤油、大型发动机用的柴油以及液化石油气；B、煤是一种固体燃储量最大的能源资源。C、原子核能，首先以武器的形式出现；D、化学电源。 2、石油（petroleum）是烃类化合物的混合物，石油包括天然气（natural gas）和原油（crude oil）。实际上是以烷烃为主的烃类化合物的混合物。 3、烃类化合物（Hydrocarbon）就是化学里面碳氢元素构成的化合物，通常由烷烃（alkane）、烯烃（alkene）、炔烃（alkyne）这样的化合物构成。 4、1-4个碳的烃类化合物如烷烃，沸点很低，在常温常压下为气态，5-15个碳的为液态，大于15个碳的是固态。这说明，分子量越大，沸点越来越高，利用沸点的不一样，用热处理的方式，来加以适当的物理分离。 5、在常压分馏塔里，塔的底部在不断加热，产生蒸汽，上升温度降低变成液滴，往下掉时遇到来自于下面热的蒸汽，蒸汽将热量传给液滴，因此这样不断地进行热交换，不断地蒸发凝聚、蒸发凝聚，最后整个塔以沸点的高低形成一个非常均匀的分布。上方沸点最低，下方沸点最高，中间以沸点的高低进行梯度分布。 6、365℃是一个极限，再提高温度加热原油会进行热分解。 听课启示 石油的提纯非常复杂，运用科学技术的进步，将石油中本无法利用的东西渐渐提纯利用，这也是符合环保理念 常压分馏塔（与外界大气相通，在塔的底部加热原油）： C1-C4 沸程<40℃ 石油气（Petroleum Gas） 听课疑问 石脑油是什么？它有什么用途呢？我们在日常生活中能见到么？ 老师解答：石脑油是一部分石油轻馏分的泛称。主要料，直接可以作为燃料来使用，是地球上分布最广，的。 C5-C7 40-95℃ 石脑油（Naphtha） 用作重整和化工C6-C11 80-200℃ 汽油（Gasoline）原料。作为生产芳-使用最广 C10-C16 145-245℃ 煤油（Kerosene） Oil） 大于18个碳的称为重油 减压分馏塔（密闭的） C16-C20 润滑油（Lubricant）-机电行业 C16-C20 液固态 凡士林（Vaseline）-医药行业药膏基质、演员化妆脸底 C20-C30 石蜡（Paraffin Wax）-蜡制品、口香糖 C30-C40 沥青（Asphaltum）-公路 口香糖居然是重油提纯的产物，这实在令人不可思议。 烃的重整原料，采用70~145℃馏分，称轻石脑油；当以油为目的 时，采用70~180℃馏分，称重石脑油。用作溶剂时，则称溶剂石脑油，来自煤焦油的芳香族溶剂也称重石脑油或溶剂石脑油。 C14-C18 200-365℃ 柴油（Diesel 生产高辛烷值汽 - 2 -

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第六集 听课内容 1、沥青在常温常压下是固态，需要加热熔化，加热过程中会散发出有害的香味，易引发皮肤癌。按劳动部的规定，操作长裤。那些芳香的气味，有害的物质都是芳香毒化。 2、汽油的质量，首先看汽油用在哪里，汽油是用在内燃机里的，内燃机的工作原理就是四冲程：进去、压缩、点火、排气。汽车的工作原理很简单，但是结构很复杂，能保证活塞在缸体里边均匀地来回运动，就是好汽油。好差汽油的指标性能之一就是抗爆性能如何。 3、发生爆震（detonation）的原因：汽油中自燃点低的组分太多，内含过氧化物过多。自燃点低，易形成过氧化物，爆震便是过氧化物引起的。 4、自燃点排列顺序：直链烃<支链烃，环烷烃<芳香烃（带有苯环化合物的烃类）。 5、辛烷值的具体数值：正庚烷的辛烷值人为设定为0；自燃点（4180C）较高的异辛烷（2,2,4——三甲基戊烷）的辛烷值为100.辛烷值愈高，汽油的抗爆性能愈好。 6、从常压分馏塔分馏出来的汽油为55号汽油，不能开车，因为它频繁地发生爆震现象。 听课启示 1、操作沥青的工人不按规定，不仅是对自己生命的不负责任，更是对门应当采取有效的措施禁止这种现象的发生。 2、运用相对比较法解决问题，如相对原子质量。其步骤有：1、确立比较的基准，人为设定的，如原子质量表以碳12作为基准，汽油以辛烷2、未知样品与基准相比较后得到一个相对值；3、以相对值的高低作为性能比较的依据。 3、加油站中90、93、97号汽油分别对应的就是辛烷值为90、93、97的汽油。66号的汽油已经不会发生爆震，偶尔震一次。 听课疑问 既然66号汽油已经不会发生爆震，为何现在我们要浪费资源，使用至少90号汽油呢？是降低的缘故么？ 沥青的工人，必须戴挂耳的帽子、眼镜、口罩、手套、长袖、家人的不负责任。劳动部等相关部值（octane number o.c.）作为基准；汽油质量第七集 听课内容 1、辛烷值的高低，不仅代表了汽油性能的好坏，同时也代表了它在内燃机里面工作的性能的好坏。 2、怎么样提供汽油的辛烷值？ 1）把自燃点低的成分分掉一点——分离以后剩下50%汽油，工业上行不通； 2）掺入一些自燃点比较高的组分——不行，没必要将辛烷值高的东西掺入低的； 新键形成，将直链烃变成支链烃——可是70%变成小分子气体的烃类化合物，无法利用，不能直接排放，只能用作炼油厂长明灯燃烧的原料； 4）在方法3）中加入催化剂，重整以后得到80%。 3、氧化铅是固体，加四乙基铅的同时，加入一点二溴乙烷，二溴乙烷在气缸中分解出溴，溴与氧化铅反应成溴化铅（气体），不会堵塞气缸。溴化铅是铅的化合物，铅中毒伤害的是中枢神经，影响了85%的儿童。因此这个制造汽油的方法必须枪毙。 4、加了30%酒精的汽油，辛烷值为120。 听课启示 1、化学是研究物质变化的科学，最终目的是驾驭物质的变化。所以，我们思考问题可以从原因入手，分析和解决问题，运用化学的手法去驾驭物质的变化，促使物质内部的转变，而不是单纯一味地增加或减少某类东西。 2、我们必须培养自己的创造力，首先象力是从观察身边的小事做起，善于思考，脱离传统思维的束缚，自由发挥想象。 3、美国科学家们用坚持不懈的研究精神去研究提高汽油辛烷值的方法，最4、儿童又是化学研究过程的牺牲者，但出现问题时，要善于剖析问题，承认错误，知道错误所在就要立马制止，不能任让事情自由发展下去。 听课疑问 怎么样提供汽油的辛烷值？ 1、催化重整（catalytic reform）；2、添加剂法，即抑制过氧化物的生成，加入添加剂四乙基铅；3、组合剂法——脱离汽油思维。 3）利用自然界的“从整齐到混乱是自发的”，旧链断裂，加强自己的丰富的想象力。丰富的想终达到目的，这种精神值得我们学习。 本身的一种 - 3 -

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第八集 听课内容 2、66号汽油是加四乙基铅，现在93号97号汽油是用催化硫化的汽油、催化重整的汽油加上55号汽油（直馏汽油）勾兑出来的。 3、液化石油气（Liquid petroleum Gas (LPG)），石油气是碳1到碳4，实际上老百姓指的就是丙烷和丁烷。 其经历了五代： 第一代：汽油浸在棉花里，电石（铈（58号元素）铁合金）非常容易氧化，磨砂起火，点燃灯芯，火花就产生了。 第二代：改进的是燃料，里面灌的是液化石油气（碳4），运用的是砂轮，打火机是一个耐压的装置。有的是一次性的，有的可以继续加气。 阀门打开，碳4冒出来，同时它下面有一块压电晶体，往下压时，受力以后会形变，变形的过程当中产生高压静电，打出火花。 第四代 ：带金属丝的打火机，金属丝最早是用铂做的，白金作为反应的催化剂，可以让燃烧反应发生得更完全，温度更高，另外这是一个防风的打火机。后来用不锈钢丝做，价格便宜但效果很差。 第五代打火机又回到第一代，叫Zippo打火机，怀古的外表，里面用的是石脑油，优势是易点燃，不会熏黑香烟。打火机呈现一个螺旋式发展的趋势。 5、LNG——Liquefied Natural Gas（液化天然气），天然气的主要成分是甲烷，将甲烷压缩成液体，温度要在零下162摄氏度。 听课启示 时，将近熄火时，可以摇一摇然后浇开水上去，火焰又可以上来了。这种操作没有危险，只要不把液罐上面的减压阀的2、液化石油气罐里面的碳5，3、石油的产生是需要地质年代的，不可能源源不断地产生，总有一天会用完的。 4、80年代，联合国公布的两个有多少石油；2）现在世界上的所有产油国家每天从地下提多少油上来。根据联合国公布的数据，最多还有四十年可以采油。我们不仅应当节约资源，更应该开发新能源，以此面对资源短缺的挑战。 听课疑问 怎么样提供汽油的辛烷4、催化裂化法 罐为什么摇一摇又有火了呢？ 因为液罐底部薄层内含有碳5，碳5的蒸汽同样是可以烧的。 1、美国人第一次用的催化剂是白土，白色酸土，再加上硫酸。 1、以前使用的液化石油气罐煤气罐，或者往上贴一块抹布，值？ 4、打火机（Lighter）的两个关键，一个是燃料，一个是发火器。那个头旋下来，就是安全的。 不能随便倒掉，冲进下水道里。 液化石油气第三代：改进的是发火装置，砂轮变成了压阀，压阀是个阀门，数据：1）人类已经探明地下还第九集 听课内容 1、德国的两位科学家化学家菲舍尔和克瑞布斯，在上个世纪20年代就意识到石油是用得完的东西，因此必须想方设法从别的东西来制造汽油，在他们不断努力研究之下，终于在1926年发表了一篇专利为《常压下用煤的气化产物合成汽油》的论文。CO和氢在菲舍尔和克瑞布斯的α铁催化剂作用下，就变成了气，这是实实在在的一个科研成果。见之明。 2、 化学就是把人类多的东西变成紧缺的东西，把没有的东西变出来。 3、 煤焦油（coal tar）是危害我们人类健康最厉害的有害物质之一，香烟之所以有危害，不是尼古丁，是焦油。 4、 中东事件以后，19世纪70年代中期开始，美国人吸取教训，他们倡导：“我们要继承Fischer and Tropsch的化学理念，以煤作为原料，开展合成研究，要从煤中拿到本来要从石油中拿到的化工原料。”这种螺旋型发展，以拿到更多的化工原料为目标，称作听课启示 1、 科学家与凡人的区别在于他们有先听课疑问 没有 H2O+C????H2+CO 2、新中国成立初期，斯大林统领的苏联大力支持中国，签订了无私援助项目（现在为有偿援助）164项，中国缺少什么，苏联就派来专家和带来图纸帮助我们制造，那时候非常感谢苏联。但到1959年与赫鲁晓夫为首的苏联不和，苏联断了一切援助，撤走专家。首当催化剂 - 4 -

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其冲的是上海，于是上海工人用煤气开汽车；70年代中东地区与英国发生苏伊士运河纠纷时，英国伦敦街头出现马拉汽车的景象，这便是无油时代。 3、植物纤维是碳氢化合物，已有科学家在研究运用植物纤维的碳水化合物来制备汽油。 4、南非四大矿：钻石、黄金、无烟煤、铀矿（核能）。 为C1 Chemistry（一碳化学），一下子得到全世界的热烈响应。因此，我们应当居安思危，不要老是处在安逸的状态。 第十集（化学与人类） 听课内容 1、一个原子是由原子核和核外的电子构成，原子核由带正电荷的质子和中性的中子两者构成，电荷平衡。 2、原子核能，是指科学家们企图从原子核的变化中获取能量。从高能位转移到低能位，才能获取能量，如粉笔例子和水力发电站。 3、一个质子的净质量=1.00728amu 一个中子的净质量=1.00867amu （1amu=1.66*10?27听课启示 1994年5月IUPAC（国际纯粹化学与应用化学联合会）建议把109号元素命名为Meitnerium,以纪念核物理学家莉泽·梅特纳（第一个裂变现象发现者）。因此，我们要做生活的有心人，有善于发现新事物的眼睛，当然是建立在我们有一定的文Kg） 2听课疑问 核物理学家们的困惑：以氦原子核为例：二个质子加二个中子的净质量量=4.03190amu =4.00150amu 氦原子核的净质出现质量亏损△=0.03040amu 这是在释放能量的过程。 化背景基础之上的，这样才能发现别人较晚发现或发现不到的东西，才能比别人更成功。 4、爱因斯坦（Einstein）质能转换公式E=MC 5、获取核能的方法：裂变（fission）和聚变（fusion）。 6、同位素（ISOTOPE）：同一个元素因核内中子数不同而形成不同原子质量的现象。 第十一集 听课内容 1、氢元素的三个同位素： （重水——D2O） 氕（H）~1H 氘（D）~1H 氚（T）~ 1231听课启示 1、无法实现U-235裂变的原因：U-235的百分含量太低；U-238要吸收中子。 听课疑问 怎样让中子和U-235 H 2、实现U-235裂变的方法：1）浓缩U-235：相遇？ A、气相扩散法——UF6（气态化合物）；B、离心分离法（伊朗离心机）；2）不让U-238吸收中子——降低中子的能量（中自然界中铀元素的三个同位素：U-238 99.28% U-235 0.714% U-234 0.006% 2、菲克定理：气体扩散的速度与质量成反比 Chain reaction雪崩式裂变—瞬间释放能量。 3、降低中子能量的两种材料是石墨和重水（反应堆）。子速度越大，能量越高）。 第十二集 听课内容 1、Atomic Bomb 1945年7月16日，美国在墨西哥州试验场内30米高的铁塔上，进行了人类有史以来的第一次核试验，名为“小玩意”的原子弹爆炸。8月6日，名为“小男孩”的原子弹第一个亲眼目睹核爆炸的是苏联人（1943年9月）。 2、1967年6月17日中国第一颗氢弹成功研究出来。 3、任何中子遇到U-235都会发生裂变反应，超过临界体积就可以连续发生裂变反应，从而发生爆炸。 4、保持中子的增益系数为1，即每次只保留1个中子，让其缓慢发生反应。

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听课启示 世界各国核试爆成功的时间表： 美国-1945年7月16日 前苏联-1949年8月23日 法国-1960年10月25日 中国-1964年10月16日 印度-1974年5月18日 巴基斯坦-1998年5月28日 朝鲜-2006年10月9日 听课疑问 原子弹是怎样爆炸的？ 原理有枪式和收聚式 在日本广岛爆炸。9日，名为“胖子”的原子弹在日本长崎爆炸。英国-1952年10月3日

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