必修2 第八章 化学与可持续发展

这是一篇关于高中化学必修2第八章的思维导图，主要内容包括：自然资源的开发利用，化学品的合理使用，环境保护与绿色化学。

• 自然资源的开发利用
  • 金属矿物的开发利用
    • 金属在自然界中的存在
      • 除了金(Au)、铂(Pt)等少数金属外，绝大多数金属以化合态的形式存在于自然界
    • 金属冶炼的涵义
      • 简单地说，金属的冶炼就是把金属从矿石中提炼出来。金属冶炼的实质是把金属元素从化合态还原为游离态
    • 金属冶炼的一般步骤
      • 矿石的富集：除去杂质，提高矿石中有用成分的含量。
      • 冶炼：利用氧化还原反应原理，在一定条件下，用还原剂把金属从其矿石中还原出来，得到金属单质（粗）
      • 精炼：采用一定的方法，提炼纯金属。
    • 金属冶炼的方法
      • 电解法：适用于一些非常活泼的金属。
      • 热还原法：适用于较活泼金属。
      • 热分解法：适用于一些不活泼的金属。
  • 海水是巨大的资源宝库
    • 海水是一个远未开发的巨大化学资源宝库。海水中含有80多种元素，其中Cl、Na、K、Mg、Ca、S、C、F、B、Br、Sr 11种元素的含量较高，其余为微量元素。常从海水中提取食盐，并在传统海水制盐工业基础上制取镁、钾、溴及其化合物。
    • 海水淡化的方法
      • 蒸馏法
        • 历史最久，蒸馏法的原理是把水加热到水的沸点，液态水变为水蒸气与海水中的盐分离，水蒸气冷凝得淡水。
      • 电渗析法
      • 离子交换法
    • 海水资源的开发利用
      • 海水提溴
      • 海带提碘
  • 煤的开发利用
    • 煤的组成
      • 是由有机物和少量无机物组成组成的复杂混合物，主要含有碳元素，还有少量的氢氧氮硫等元素。
    • 煤的综合利用
      • 煤的干馏
        • 煤的干馏是指将煤在隔绝空气的条件下加强使其分解的过程，也叫煤的焦化。煤干馏得到焦炭、煤焦油、焦炉气等。苯主要来自于煤的干馏。
      • 煤的气化
        • 煤的气化是将其中的有机物转化为可燃性气体的过程
        • 先气化生成CO和H₂，然后催化合成甲醇
      • 煤的液化
        • 煤的液化是将煤转化成液体燃料的过程。
  • 石油的炼制
    • 石油的组成石油主要是由多种烷烃，环烷烃和芳香烃多种碳氢化合物的混合物，没有固定的沸点。
    • 石油的分馏
      • 利用沸点的高低进行分离
    • 催化裂化、裂解
      • 产品为乙烯、丙烯、甲烷
    • 催化重整
      • 链状烃转换成环状烃
  • 天然气综合利用
    • 作为清洁的化石燃料
    • 化工原料
      • 主要用于合成氨和生成甲醇等
• 化学品的合理使用
  • 化学品分类
    • 大宗化学品：乙烯、硫酸，纯碱和化肥等。
    • 精细化学品：医药、农药、日用化学品、食品添加剂等。
  • 农药
  • 医药
    • (1）药物的分类：按照来源分为天然药物和合成药物
    • (2）阿司匹林：化学名称为乙酰水杨酸，具有解热镇痛的作用
    • (3）处方药和非处方药的标识
      • 非处方药： OTC
      • 处方药：R
  • 食品添加剂
    • (1）着色剂：
      • 天然色素
        • 红曲红、 β﹣胡萝卜素、姜黄、叶绿速铜钠盐，焦糖色等
      • 合成色素
        • 芹業红、柠権黄，靛蓝等
    • (2）增味剂：味精（化学名称为谷氨酸钠）
      • 味精最早是海带中提取出來的，现在主要以淀粉为原料通过发酵法生产。
    • (3）膨松剂：碳酸氢铵、碳酸氢钠等
    • (4）凝固剂：氯化镁、硫酸钙、葡萄糖酸内脂等
    • (5）防腐剂：苯酸钾及其钠盐、山梨酸及其钾盐、亚硝酸钠（防腐剂和护色剂）
    • (6）抗氧化剂：非生素 C （又称抗坏血酸）
    • (7）营养强化剂：碘酸钾、碳酸钙，硫酸亚铁，硫酸锌、维生素等
• 环境保护与绿色化学
  • 环境污染与环境保护
    • 大气污染
      • 大气污染的防治：合理规划工业发展和城市建设布局；调整能源结构；运用各种防治污染的技术；加强大气质量监测；充分利用环境自净能力等。
    • 水污染
      • 大气污染物：颗粒物（粉尘）、硫的氧化物（SO₂和SO₃）、氮的氧化物（NO和NO₂）、CO、碳氢化合物，以及氟氯代烷等。
      • 水污染物：重金属（钡离子、铅离子等）、酸、碱、盐等无机物，耗氧物质，石油和难降解的有机物，洗涤剂等。
      • 水污染的防治方法：控制、减少污水的任意排放。
    • 土壤污染
      • 土壤污染物：城市污水、工业废水、生活垃圾、工矿企业固体废弃物、化肥、农药、大气沉降物、牲畜排泄物、生物残体。
      • 土壤污染的防治措施：控制、减少污染源的排放。
  • 工业三废
    • 废水、废气、废渣
  • 环境污染的热点问题
    • 一形成酸雨的主要气体是二氧化硫和二氧化氮
    • 破坏臭氧层的主要物质是氟利昂和二氧化氮
    • 导致全球变暖产生温室气的产生，温室效应的气体是二氧化碳
    • 光化学烟雾的主要原因是汽车排出的尾气中含氮氧化物、一氧化氮、烃化合物
    • 白色污染是指聚乙烯等塑料垃圾
    • 赤潮的原因是工业及城市生活污水产生大量的氮磷等元素
  • 污水的处理
    • 一级处理
      • 通常采用物理方法
        • 处理后达不到排放标准
    • 二级处理
      • 常采用生物和化学方法
        • 处理后达到排放标准
    • 三级处理
      • 通常采用化学方法
        • 处理后达到排放标准
        • 通常用于绿化和景观用水等
  • 绿色化学
    • 绿色化学的核心就是利用化学原理从源头上减少和消除工业生产对环境的污染。按照绿色化学的原则，最理想的“原子经济”就是反应物的原子全部转化为期望的最终产物（即没有副反应，不生成副产物，更不能产生废弃物），这时原子利用率为100％。开发绿色反应，提高原子利用率
  • 开发和利用自然资源要遵循的原则
    • 减量化
    • 再利用
    • 再循环