化学与社会思考题答---参考答案2.doc

姓名：丁晖 学号：2009210323第一章 化学无处不在1.化学与“衣、食、住、行”有何关系？请各举5个以上例子说明之。答：化学与“衣”的关系：制衣的原料化纤有化学合成，布匹的染色与化学相关；化学与“食”的关系：食品中的添加剂及用量与化学相关；化学与“住”的关系：建筑物的材料与化学相关；化学与“行”的关系：各种交通工具的燃料都与化学相关。2.化学与信息社会有何关系？请举5个以上例子说明之。答：光导纤维的使用是的信息科学得到飞跃的发展；化学传感器使得信息的传输和获取变得可以实现；集成电路板的使用也与化学相关；以半导体为基础的微电子技术，也与化学有关；分子计算机的实现也依靠化学的发展。3.化学与国防有何关系？请举5个以上例子说明之。答：国防中，钢材的使用离不开化学；炸药本来就是化学家的发明；国防中的飞机的制造，会涉及到特殊材料的使用；飞机，坦克燃料的使用与化学相关；生化武器的使用与防备与化学相关。4.化学与环境有何关系？请举10个以上例子说明之答：大自然中的碳循环，氮循环都是化学元素的循环；对环境中有害化合物的化学分析；对污染的控制与污染控制化学相关；提高燃料的利用率以减少对环境的破坏也与化学相关；大气环境中气体的污染与保护；土壤的污染与防护；光化学烟雾的产生；温室效应；大气的酸性沉降；臭氧层的破坏。5. 化学与资源有何关系？请举10个以上例子说明之答：人类使用的最多的资源化石燃料，其产生以及使用都涉及到化学；提到利用率节约资源也涉及到化学；对废物的利用；水资源的使用与污染防治都与化学相关；海水的淡化；海洋资源的开发与应用；淡水资源的与人类健康；对土地资源的开发；对生物资源的开发与保护；对矿藏资源的开发。6. 化学与能源有何关系？请举10个以上例子说明之。答：燃料的使用过程涉及化学变化；太阳能的产生是由于化学反应；地球本身的能源如地热，与化学相关；由固体燃料生产气体燃料涉及化学反应；提高燃料的使用效率涉及化学技术；煤的气化焦化液化都涉及化学变化；对石油的裂解裂化也是化学变化；对核能的开发；使用燃料电池；改进发动机燃烧技术。第二章 化学对社会形成与发展的作用1. 什么是社会？答：社会在现代意义上是指为了共同利益、价值观和目标的人的联盟，是共同生活的人们通过各种各样社会关系联合起来的集合。2. 为何说化学促进了社会的形成？答：人类对火，这一化学反应的利用，促进了人类社会的形成。从化学热力学的角度看，学会摩擦生火就是学会了将机械能转化为热能。火是人类打开化学大门的第一把钥匙。3. 什么是陶器？什么是瓷器？二者有何本质区别？答：陶器是指以粘土为胎，经过手捏、轮制、模塑等方法加工成型后，在8001000高温下焙烧而成的物品，坯体不透明，有微孔，具有吸水性，叩之声音不清；瓷器是用高岭土烧成的一种质料，所做器物比陶器细致而坚硬；区别：一、烧成温度不同，陶器烧成温度一般都低于瓷器，最低甚至达到800以下，最高可达1100左右。瓷器的烧成温度则比较高，大都在1200以上，甚至有的达到1400左右。二、坚硬程度不同，陶器烧成温度低，坯体并未完全烧结，敲击时声音发问，胎体硬度较差，有的甚至可以用钢刀划出沟痕。瓷器的烧成温度高，胎体基本烧结，敲击时声音清脆，胎体表面用一般钢刀很难划出沟痕。三、使用原料不同，陶器使用一般黏土即可制坯烧成，瓷器则需要选择特定的材料，以高岭上作坯。烧成温度在陶器所需要的温度阶段，则可成为陶器，例如古代的白陶就是如此烧成的。高岭土在烧制瓷器所需要的温度下，所制的坯体则成为瓷器。但是一般制作陶器的黏土制成的坯体，在烧到1200时，则不可能成为瓷器，会被烧熔为玻璃质。四、透明度不同，陶器的坯体即使比较薄也不具备半透明的特点。例如龙山文化的黑陶，薄如蛋壳，却并不透明。瓷器的胎体无论薄厚，都具有半透明的特点。五、釉料不同，陶器有不挂釉和挂釉的两种，挂釉的陶器釉料在较低的烧成温度时即可熔融。瓷器的釉料有两种，既可在高温下与胎体一次烧成，也可在高温素烧胎上再挂低温釉，第二次低温烧成。4. 什么是搪瓷？什么是景泰蓝？什么是珐琅？三者有何异同?答：搪瓷与陶瓷基本相同，但其胎是金属；景泰蓝是艺术搪瓷，是一种瓷铜结合的工艺品；珐琅，又称“佛郎”“法蓝”，其实又称景泰蓝,是一外来语的音译词。1. 什么是玻璃？什么是琉璃？二者有何区别？答：一种较为透明的固体物质，在熔融时形成连续网络结构，冷却过程中粘度逐渐增大并硬化而不结晶的硅酸盐类非金属材料。普通玻璃化学氧化物的组成(Na2OCaO6SiO2),主要成份是二氧化硅。琉璃，亦作“瑠璃”，是指用各种颜色的人造水晶（含24%的二氧化铅）为原料，采用古代青铜脱蜡制造法高温脱蜡而成的水晶作品。琉璃是玻璃的一个种类。6. 什么是青铜？我国青铜器时代属于什么社会制度？答：以锡为主要合金元素的铜基合金。我国青铜器时代属于封建社会。7. 生铁和熟铁有何区别？钢与铁有何区别？碳钢和不锈钢有何区别？我国铁器时代属于什么社会制度？答：熟铁和生铁都是铁碳合金，以碳的含量多少来区别。一般含碳量小于0.2%的叫熟铁或纯铁含量在1.7%以上的叫生铁。熟铁软，塑性好，容易变形，强度和硬度均较低，用途不广；生铁含碳很多，硬而脆，几乎没有塑性；碳2%(质量分数)以下的是钢,2%以上的是铁；区别就在于不锈钢里加入了镍、铬、钼、钛、铌、等合金元素。另外并不是所有不锈钢都是不会生锈的，只有在各类不锈钢材质允许的条件下才能不生锈或者延长生锈的时间。铁器时代是封建社会。8. 第一次技术革命的关键技术是什么？它与化学有何关系？它导致什么社会制度？答：蒸汽机的发明与使用，蒸汽机中热蒸汽的产生是由于化学反应燃烧产生的，它导致了资本主义社会的产生。9. 第二次技术革命的关键技术是什么？它与化学有何关系？它导致什么社会制度?答：以电力技术为主导，电力的输送以及火力发电厂等多与化学相关，自有资本主义向垄断发展。10. 第三次技术革命的关键技术是什么？它与化学有何关系？它导致什么社会制度？答：它以原子能、电子计算机、空间技术和生物工程的发明和应用为主要标志，涉及信息技术、新能源技术、新材料技术、生物技术、空间技术和海洋技术等诸多领域的一场信息控制技术革命。化学的新型材料，对核能的研究都与之相关。第三次科技革命推动资本主义由一般垄断向国家垄断过渡。11. 合成氨催化剂有哪些组分组成？它的发明对农业和社会发展有何影响？答：Fe-K2O-Al2O3，影响：使得催化工业得以开始，是的合成氨成为此后化学工业发展的的基础，推动了农业革命。12. 何谓齐格勒催化剂？何谓纳塔催化剂？它们的发明对社会发展有何影响？答：Al(C2H5)3TiCl4，它促进了高分子革命。第三章 现代生活中的化学1. 常言道”生活要过得有滋有味”, 味道有哪几种? 味是如何感知的?答：味道有酸味、甜味、咸味、辣味、涩味五种。人的口腔中约有9000多个味蕾，每个味蕾中有4060个椭圆状的味觉细胞，味觉细胞紧连味觉神经纤维，当味蕾受到食品溶液刺激时，就通过味觉神经将刺激信号传送至大脑，经大脑分析就产生了味觉。2 味精的化学名？做菜时味精需在做好后加，为何？210oC以上高温下味精会变成何物？答：味精的化学名称为谷氨酸钠。做菜时温度很高，味精不宜在高温下使用，1500C会失去结晶水。2100C以上高温会生成对人体有害的焦谷氨酸盐。3 鸡精和鸡有关吗？答：没有。鸡精亦称肌苷磷酸二钠，分子式为C10H11O8N4PNa2，是用淀粉糖化再发酵制得的。4酒量是天生的吗？酒在肝脏中如何代谢？常言酒精中毒，是酒精本身对人体有毒吗？答：是的。80%酒精的代谢过程，主要在肝脏内进行，肝脏内有一种乙醇脱氢酶，可以将乙醇转化为乙醛；肝脏内还有另一种乙醛脱氢酶，它可以将乙醛酸化，然后再分解为水合二氧化碳，不再伤害人体。不是，所谓的酒精中毒，是工业酒精，不是发酵产生的酒精。5 为何适量饮酒有益健康？过量饮酒有何害处？答：适量饮酒可防止冠心病和动脉硬化，少量酒精能兴奋神经系统，有助于消除疲劳。过量饮酒能破坏胃粘膜，导致胃炎，严重者会引起急性胃出血，胃溃疡。6 常见食品防腐剂有哪两种？哪种更安全？答：食品添加剂和色素。食品添加剂更安全。7 苏丹红是合法食品色素吗？亚硝酸钠既是防腐剂又是发色剂，原理？答：不是。防腐：可抑制肉毒梭菌的生长 发色：硝酸盐与肉中的亚硝基化菌作用变成亚硝酸盐，亚硝酸盐与肌肉中的乳酸作用产生亚硝酸，而亚硝酸不稳定易分解产生一氧化氮，然后一氧化氮与肌红蛋白结合产生红的的亚硝基肌红蛋白，使肉制品产生稳定的红色。8 服过量亚硝酸盐会导致缺氧症，原因？答：大剂量的亚硝酸盐能够使血色素中二价铁氧化成为三价铁，产生大量高铁血红蛋白从而使其失去携氧和释氧能力，引起全身组织缺氧，产生肠源性青紫症，当体内高铁血红蛋白达到20%40%就出现缺氧症状，达到70%以上可导致死亡。9 食品变质产生有毒物质通常是什么？为何油炸后可生吃。答：亚硝酸盐。高温时，亚硝酸盐分解，转变为对人体无害的物质。10. 烤焦的肉、万年油的炸制食品中都可能一种致癌物，其名为什么？答：苯并芘第四章 能源科学与化学1 我国目前消费的一次能源主要有哪些？目前它们依赖进口的比例分别为多少？ 答：我国目前消费的一次能源主要有煤、石油、天然气。2. 煤炭是如何形成的？主要有哪些元素组成？煤的工业分析主要有哪四个指标？依年龄由年轻到年老，煤主要分为哪四大类？其中烟煤又可细分为哪五类？冶金焦通常用哪几种煤作原料来炼制？煤的结构是怎样的？煤间接液化合成汽油目前国内以工业化，请写出其化学方程式并指出所用催化剂。 答：煤是由古代植物遗体经成煤作用后转变成的固体可燃矿产。主要由C、H、 O、N、S等元素组成。煤的工业分析主要有水分、灰分、挥发分和固定碳四个项目，依年龄由年轻到年老，煤主要分为褐煤、烟煤、无烟煤、半无烟，其中烟煤又可细分为肥煤、焦煤、瘦煤、贫瘦煤、贫煤。冶金通常用焦煤作原料来炼制。煤间接液化是以煤为原料，先气化制成合成气，然后，通过催化剂作用将合成气转化成烃类燃料、醇类燃料和化学品的过程。3 石油是如何形成的？主要由哪些元素组成？主要由哪些类型的化合物组成？石油原油经过哪些加工才能得到商品汽油？请指出汽油辛烷值的概念，指出粗汽油进一步加工的原理和所用催化剂。基本有机化工原料-乙烯、丙烯、苯、甲苯、二甲苯分别来自哪些加工过程？ 答：它是古代海洋或湖泊中的生物经过漫长的演化形成的混合物，与煤一样属于化石燃料。主要是碳 （83% 87%）、氢（11% 14%），其余为硫（0.06% 0.8%）、氮（0.02% 1.7%）、氧（0.08% 1.82%）及微量金属元素（镍、钒、铁、锑等）。由碳和氢化合形成的烃类构成石油的主要组成部分，约占95% 99%。汽油辛烷值是衡量汽油在气缸内抗爆震(knocking)燃烧能力的一种数字指标，其值高表示抗爆性好4 天然气和沼气的组成主要有哪些差别？请举例说明它们的应用。答：天然气主要成分是甲烷，还含有少量乙烷、丁烷、戊烷、二氧化碳、一氧化碳、硫化氢等；天然气发电，制造氮肥，居民生活用燃料，代替汽车用油。沼气的主要成分是甲烷。沼气由5080甲烷(CH4)、2040二氧化碳(CO2)、05氮气(N2)、小于1的氢气(H2)、小于04的氧气(O2)与013硫化氢(H2S)等气体组成，沼气除直接燃烧用于炊事、烘干农副产品、供暖、照明和气焊等外，还可作内燃机的燃料以及生产甲醇、福尔马林、四氯化碳等化工原料。 5干电池、蓄电池、锂电池、燃料电池有何异同？有何优缺点？请举例说明各自的发电原理。答：干电池是一种伏打电池,利用某种吸收剂(如木屑或明胶)使内含物成为不会外溢的糊状。常用作手电筒照明、收音机等的电源。 所谓蓄电池即是贮存化学能量，于必要时放出电能的一种电气化学设备。放电时,电极反应为:PbO2 + 4H+ + SO42- + 2e- = PbSO4 + 2H2O 负极反应: Pb + SO42- - 2e- = PbSO4 总反应: PbO2 + Pb + 2H2SO4 = 2PbSO4 + 2H2O (向右反应是放电,向左反应是充电). 锂电池是一类由锂金属或锂合金为负极材料、使用非水电解质溶液的电池。最早出现的锂电池使用以下反应：Li+MnO=LiMnO，该反应为氧化还原反应，放电。 正极上发生的反应为LiCoO=充电=Li-xCoO+Xli+Xe(电子) 负极上发生的反为 6C+XLi+Xe=LixC6 电池总反应：LiCoO+6C=Li1-xCoO+LixC6 优点：能量比较高，使用寿命长，额定电压高，具备高功率承受力，重量轻，绿色环保。锂电池的缺点：1、锂原电池均存在安全性差，有发生爆炸的危险。 2、钴酸锂的锂离子电池不能大电流放电，安全性较差。3、锂离子电池均需保护线路，防止电池被过充过放电。4、生产要求条件高，成本高。 燃料电池(FuelCell)是一种将存在于燃料与氧化剂中的化学能直接转化为电能的发电装置。优点，能量转化率高，有害气体及噪音排放都很低，适用范围广。6. 传统发电方式有何缺点？为何现今大力研究燃料电池？答：火力发电，现阶段最普及的发电方式，也是技术最成熟的，缺点就是污染厉害，利用率不高风力发电，属于新能源发电，洁净，无污染，缺点就是装机容量太小，受地域限制水力发电，装机容量大，洁净无污染，缺点，前期投资太大，建设周期长燃料电池(FuelCell)是一种将存在于燃料与氧化剂中的化学能直接转化为电能的发电装置。优点，能量转化率高，有害气体及噪音排放都很低，适用范围广。7. 燃料电池主要有哪三类材料构成？燃料电池可分为哪五种？各有何优缺点？请举出5个例子说明燃料电池的应用及优点。 答：燃料电池经历了碱性、磷酸、熔融碳酸盐和固体氧化物等几种类型的发展阶段，按电解质种类分为磷酸型、熔融碳酸盐型、固体聚合物型、固体氧化物型、碱性型五种类型。第五章 材料科学与化学1 按元素组成划分，材料主要分为哪四类？按作用分，材料主要分为哪两大类？ 答：按元素组成划分，材料主要分为金属材料、无机非金属材料、有机高分子材料和复合材料；按作用分，可分为结构材料、功能材料两大类。2 金属材料，陶瓷材料，有机高分子材料各有何优缺点？ 答：答:金属材料的特点是塑性好，耐久性，硬度高，强度高，耐磨，良好的导热导电性，缺点是比重大，易腐蚀，有疲劳特性。陶瓷材料的优点是高熔点、高硬度、高耐磨性、耐氧化等；有机高分子材料的特性是大多数质轻，化学性稳定，不会锈蚀，耐冲击性好，透明性、耐磨耗性、绝缘性好，导热性低，一般成形性着色性好，加工成本低，大部分耐热性差，热膨胀效率大，易燃烧，尺寸稳定性差，易变形，耐低温性差，低温下变脆，易老化，某些易溶于溶剂。 3 黄铜和青铜有何差别？传统陶瓷和特种陶瓷有何区别？橡胶和塑料有何区别？ 答：黄铜成分为铜和锡，青铜成分为铜和锌。传统陶瓷是指以传统工艺按照坯料制备、制模、成型、干燥、装烧、装饰、包装等工艺流程制