化学与可持续发展

这是一篇关于化学与可持续发展的思维导图，主要内容有环境保护与绿色化学、化学的合理使用和自然资源的开发利用。

第八章 化学与可持续发展

• 自然资源的开发利用
  • 金属矿物的开发利用
    • 自然界中的存在形式
      • 极少数：以游离态形式存在如Pt,Au等 绝大多数：以化合物形式存在
    • 金属冶炼的原则与实质
      • 原则：将金属从其化合物中还原出来，用于生产各种金属材料的过程 实质：使化合态的金属得到电子变成金属单质
    • 金属冶炼方法
      • 热分解法——不活泼金属（Hg,Ag） 热还原法——大部分金属（Zn,Fe,Sn,Pb,Cu） 电解法——非常活泼的金属（K,Ca,Na,Mg,Al）
    • 有效利用金属资源的途径
      • 提高金属矿物的利用率 开发环保高效的金属冶炼方法 防止金属的腐蚀 加强废旧金属的回收和再利用 使用其他材料代替金属材料
  • 海水资源的开发利用
    • 水资源的利用
      • 利用途径：海水淡化和直接利用海水进行循环冷却等
      • 海水淡化：通过从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（蒸馏法，电渗析法，离子交换法）
    • 海水制盐
      • 从海水中制得的氯化钠，除了工时用，还作为化工原料，用于生产烧碱，纯碱，钠，氯气，盐酸等 从海水中可以制取镁钾及其他化工产品 海水淡化与化工生产，能源开发等相结合，已经成为海水综合利用的重要方向
    • 从海水中获取能量
      • 从海水中提取铀和重水用于核能开发 开发潮汐能和波浪能等新型能源
  • 煤石、油和天然气的综合利用
    • 煤的综合利用
      • 煤由有机物和少量无机物组成
      • 利用：干馏→气化→液化
        • 干馏：将煤隔绝空气加强热使之分解的过程，工业上叫做煤的焦化 气化：将煤转化为可燃性气体的过程 液化：将煤与氢气变成液体燃料
    • 天然气的综合利用
      • 天然气主要成分为甲烷
      • 使清洁的化石燃料
      • 是化工原料，可合成氨，生产甲醇
    • 石油的综合利用
      • 是由多种碳氢化合物组成的混合物
      • 加工方法：分馏→裂化→裂解→催化重整
        • 分馏的概念：利用石油中各组分沸点的不同进行分离的过程 裂化的目的：获得轻质油，特别是汽油 裂解的目的：获得乙烯，丙烯，甲烷等化工原料 催化重整的概念：石油在加热和催化剂的作用下，可以通过结构的调整，使链状烃转化为环状烃
    • 以煤，石油，天然气为原料生产合成高分子材料
      • 三大合成高分子材料：塑料，合成橡胶，合成纤维 随着合成材料的大量生产和使用，急剧增加的废弃物给人类社会造成了巨大的环境压力
• 化学品的合理使用
  • 化肥、农药的合理施用
    • 合理施用化肥
      • 考虑因素：土壤酸碱性，作物营养状况，化肥本身的性质 不合理使用化肥的危害：造成水体富营养化、产生水华等污染现象；影响土壤的酸碱性和土壤结构
    • 合理施用农药
      • 发展方向：高效、低毒和低残留 不合理使用农药的危害：破坏害虫与天敌之间的生态平衡，一些害虫还会产生抗药性；引起蜂蜜等传粉昆虫的大量死亡：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
  • 合理用药
    • 药物的分类：药物按来源分为天然药物与合成药物 作用机理：通过改变机体细胞周围的物理、化学环境而发挥药效；通过药物分子与机体生物大分子的功能基团结合而发挥药效 阿司匹林：化学名称是乙酰水杨酸，具有解热镇痛的作用。长期服用会导致胃痛，头痛，眩晕，恶心等不适症状 合理使用药物：在医生指导下，遵循安全、有效、经济和适当等原则，合理用药；远离毒品
  • 安全使用食品添加剂
    • 常见的食品添加剂：着色剂，增味剂，膨松剂，凝固剂，防腐剂，抗氧化剂，营养强化剂 安全使用：违规使用或者超量使用食品添加剂都会损害人体健康
• 环境保护与绿色化学
  • 化学与环境保护
    • 环境问题：由于人类不合理的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 三废：废气，废水和废渣 大气污染：主要来自化石燃料和燃烧和工业生产的过程产生的废气及其携带的颗粒物 污水处理方法：物理法，化学法和生物法 固体废物的处理：应遵循无害化，减量化和资源化的原则
  • 绿色化学
    • 绿色化学也称环境友好化学，就是改变先污染后治理，实现从源头减少或消除污染环境 开发和利用自然资源，必须遵循减量化、再利用和再循环的原则