化学选修一 整本书知识总结

化学选修一化学与生活第一章 关注营养平衡一、生命的基础能源糖类单糖C6H12O6葡萄糖多羟基醛具有还原性：能发生银镜反应 ; 能与新制Cu(OH)2反应果糖多羟基酮非还原性糖双糖C12H22O11麦芽糖能水解C12H22O11+H2OC6H12O6+C6H12O6葡萄糖+葡萄糖蔗糖C12H22O11+H2OC6H12O6+C6H12O6 葡萄糖+果糖多糖(C6H10O5)n 淀粉能水解,属于高分子化合物淀粉水解生成葡萄糖；淀粉遇碘（I2）变蓝色纤维素纤维素水解生成葡萄糖葡萄糖光合作用6CO2（g）6H2O（l）C6H12O6（s）+6O2(g)呼吸作用有氧呼吸C6H12O6（s）+6O2(g)6CO2（g）6H2O（l）无氧呼吸C6H12O62C3H6O3（乳酸）2CO22C2H5OH1、 六大营养物质：糖类、油脂、蛋白质、维生素、无机盐和水。前四者是有机物，而无机盐和水是无机物。维生素、无机盐和水可被人体直接吸收。2、 糖类是由C、H、O三种元素组成，也叫做碳水化合物。一般符合通式Cn(H2O)m。（1）糖类并不是碳原子的水合物。（2）有些糖的组成并不符合通式Cn(H2O)m，如鼠李糖C6H12O5。（3）有些组成符合Cn(H2O)m的物质，如甲醛（CH2O）、乙酸（C2H4O2）并不属于糖类。3、葡萄糖与果糖互为同分异构体，蔗糖与麦芽糖互为同分异构体。而淀粉和纤维素不能互称为同分异构体。二、重要的体内能源油脂1、油脂是高级脂肪酸与甘油所生成的酯，即油脂属于酯类。 人体摄入油脂后在体内酶的作用下水解生成甘油和高级脂肪酸。（油脂在酸性条件下水解生成高级脂肪酸和甘油，在碱性条件下水解叫做皂化反应，生成高级脂肪酸钠和甘油。） 2、油脂分为油和脂肪。油在室温下呈液态，沸点低；脂肪在室温下呈固态，沸点高。3、 油脂是小分子化合物。油脂在人体内的功能有：供热、储能、脂肪酸有生理功能等。三、生命的基础蛋白质1、蛋白质的组成元素： C、H、O、N、P、S等。蛋白质属于天然有机高分子化合物。2、酶是一种特殊的蛋白质，具有催化作用。酶的特点：高效性、选择性、专一性。3、蛋白质的性质：两性 、水解 、盐析 、变性 、颜色反应 。 (1)蛋白质是由氨基酸通过肽键构成的高分子化合物，其中存在氨基和羧基，因此具有两性。 (2)蛋白质在酶或酸、碱的作用下能发生水解，最终生成氨基酸。(3)浓硝酸可以使含苯环的蛋白质变黄，这称为蛋白质的颜色反应，常用来鉴别部分蛋白质。(4)蛋白质烧焦时有特殊的气味（烧焦的羽毛味），此方法可以用来鉴别蛋白质。(5) 盐析和变性概念特征条件用途盐析向蛋白质溶液中加入某些浓的无机盐溶液后，可以使蛋白质凝聚而从溶液中析出。可逆过程轻金属盐溶液如Na2SO4溶液、(NH4)2SO4溶液分离、提纯蛋白质变性蛋白质在一定条件下发生不可逆的凝固，而凝固后不能在水中溶解。不可逆过程加热，紫外线、x射线、强酸、强碱、重金属盐、甲醛、乙醇、苯甲酸等。消毒、解毒注：实验室保存生物标本用福尔马林，即40%甲醛水溶液。 万一误食了重金属离子，应立即喝大量牛奶/豆浆/鸡蛋清来缓解毒性。四、维生素和微量元素1、维生素是参与生物生长发育和新陈代谢所必需的一类小分子有机化合物。2、维生素在天然食物中含量极少。3、人体对维生素的需要量虽然极小，但对人体的生长和健康至关重要。4、人们习惯上按不同的溶解性，把维生素分为脂溶性维生素和水溶性维生素两大类。分类脂溶性维生素难溶于水易溶于有机溶剂，不易排泄，内存于肝脏包括维生素A、D、E、K等水溶性维生素易溶于水易吸收，多余随尿道排出，不内存，易缺乏包括维生素B族、维生素C维生素B族包括B1、B2、烟酸、烟酰胺、B6、生物素、泛酸、叶酸、B12等缺乏病缺乏维生素 A会出现夜盲症、干眼病和皮肤干燥，使儿童生长受阻服鱼肝油缺乏维生素D易患佝偻病、软骨病多晒太阳缺乏维生素B1易患脚气病多吃粗粮缺乏维生素B2易患舌炎 缺乏维生素B12易患恶性贫血缺乏维生素C易出现坏血病多吃水果5、 维生素C是一种无色晶体，分子式为C6H8O6，又称抗坏血酸，溶液显酸性。维C广泛存在于新鲜水果和绿色蔬菜中，如山楂、鲜枣、橘子、柠檬、辣椒、西红柿等。维C有较强的还原性，遇热易分解。所以生吃新鲜蔬菜要比熟吃时维生素C的损失小。6、微量元素在体内的含量极少，其质量不到体重的万分之一，但却在体内发挥着重要作用。微量元素16种含量在0.01%以下Fe、Cu、Zn、Mn、Co、Mo、Se、I、Li、Cr、F、Sn、Si、V、As、B常量元素11种含量在0.01%以上C、H、O、N、Na、Mg、Ca、P、S、K、Cl（1） 缺碘可从加碘盐（碘元素以KIO3形式存在，其受热易分解）、海带等中获取；（2） 缺铁可从铁强化酱油、蔬菜水果中获取。元素对人体的作用摄入量过高、过低对人体的影响铁血红蛋白的成分，能帮助氧气的运输缺铁会引起贫血，记忆力下降锌影响人体发育缺锌会引起食欲不振，生长迟缓，发育不良硒有防癌、抗癌作用缺硒可能引起表皮角质化和癌症。如摄入量过高，会使人中毒碘甲状腺素的重要成分缺碘会引起甲状腺肿大，幼儿缺碘会影响生长发育，造成思维迟钝。过量也会引起甲状腺肿大氟能防治龋齿缺氟易产生龋齿，过量会引起氟斑牙和氟骨病 第二章 促进身心健康一、合理选择饮食1、水是人体的重要组成成分 ，约占人体体重的三分之二 。水的主要作用是溶剂、反应介质、反应物，另外水还能调节体温 。2、食物的酸碱性是按食物在体内代谢最终产物的性质来分类的，不是本身的性质。酸性食物通常富含蛋白质、脂肪和糖类，如谷类、肉类、蛋类、鱼贝类等。碱性食物通常在人体内代谢后形成金属阳离子，如蔬菜、水果、薯类、大豆等。如：（1）C、N、S、P等元素组成的蛋白质，在体内经过消化、吸收后，最后氧化成酸：C变成碳酸，N变成尿酸，S变成硫酸，P变成磷酸，这些最终产物是酸性物质，使体液呈弱酸性 。（2）某些蔬菜、水果多含K、Na、Ca、Mg等盐类，在人体内代谢后生成碱性物质，使体液呈弱碱性。3、在正常情况下，人体血液的pH总保持弱碱性范围（7.357.45），否则会出现“酸中毒”或“碱中毒”。人体虽具有自动缓冲系统，能使血液pH保持在正常范围内，但也要注重饮食。人体细胞内酸碱平衡：CO2+H2O H2CO3 HCO3 ； H2PO4 HPO42-4、 为了改善食物的色、香、味，或补充食品在加工过程中失去的营养成分，以及防止食物变质等，人们经常会在食物中加入一些天然的或化学合成的物质，这些物质称为食品添加剂。常见的食品添加剂的分类为 着色剂 、调味剂 、防腐剂 、营养强化剂 。着色剂分天然和人造胡萝卜素、胭脂红、柠檬黄、苋菜红、苏丹红。婴儿食品不加色素调味剂食盐咸，过多会高血压；味精增鲜，过多过敏、口渴、胸闷、呕吐等；醋有酸味，增进食欲。防腐剂食盐、糖、醋、苯甲酸钠、硝酸盐、二氧化硫、亚硝酸钠（可变成亚硝胺，致癌）营养强化剂食盐中加碘（KIO3）、酱油中加铁、粮食中加赖氨酸、食品加维生素、钙、硒、锗二、正确使用药物1、人工合成药物主要有：解热镇痛药、抗生素、抗酸药等。2、阿司匹林是人们熟知的治感冒药，具有解热镇痛作用。其化学名是乙酰水杨酸，是第一个重要的人工合成药物。阿司匹林是一种有机酸，白色晶体，难溶于水。长期大量服用阿司匹林的不良反应有胃肠道反应（如上腹不适、恶心、胃粘膜出血等）、水杨酸反应（如头痛、眩晕、恶心、耳鸣）等。出现水杨酸反应是中毒的表现，应立即停药并静脉滴注NaHCO3溶液。3、青霉素是最重要的抗生素，即消炎药。有阻止多种细菌生长的功能，适于医治因葡萄球菌和链球菌等引起的血毒症。使用前要进行皮肤敏感实验（皮试），以防止过敏反应的发生。4、抗酸药能中和胃酸（即盐酸），缓解胃部不适。其主要成分是能中和盐酸的化学物质，如碳酸氢钠 、碳酸钙 、碳酸镁 、氢氧化铝 、氢氧化镁等。（中和反应的原理：H+ + OH= H2O）胃舒平主要成分是Al(OH)3，其抗酸原理：Al(OH)33HCl =AlCl33H2O或Al(OH)33H=Al33H2O5、麻黄碱具有止咳平喘作用，可用于治疗支气管哮喘、鼻黏膜充血引起的鼻塞。麻黄碱是一种兴奋剂 ，使人不知疲倦，能超水平发挥。它是国际奥委会严格禁止的兴奋剂。6、大部分药物都有毒副作用，应该在医生指导下使用。青少年要远离毒品，拒绝毒品。第三章 探索生活材料一、合金1、合金是将两种或两种以上的金属(或金属与非金属)熔合而成的具有金属特性的物质。合金与成分金属比：熔点较低、硬度更大。2、我们经常使用的合金有铁合金 、铝合金 、铜合金和新型合金。 3、生铁和钢是含碳量不同的的两种铁碳合金。生铁的含碳量为2% 4.3%，钢的含碳量为0.03% 2%。 4、 钢一般分为碳素钢和合金钢两大类。（1）根据含碳量不同，碳素钢可分为高碳钢、中碳钢和低碳钢。含碳量高，硬度较大；含碳量低，韧性较强。（2）合金钢最常见的一种是不锈钢，其合金元素主要是铬(Cr)和镍(Ni) ，不锈钢在大气中比较稳定，不容易生锈，具有很强的抗腐蚀能力。5、铝是地壳中含量最多的金属元素，纯铝的硬度和强度较小 ，不适于制造机器零件。6、 常见的铜合金有黄铜(Cu-Zn合金，含Zn20%36%)和青铜(Cu-Sn合金，含Sn10%30%)。二、金属的腐蚀和防护参照化学选修四P84P86（一）金属的腐蚀 1、定义：金属或合金与周围接触到的气体或液体进行化学反应而腐蚀损耗过程。2、本质：氧化还原反应。金属原子失电子而被氧化成金属阳离子的过程，即M-ne- = Mn+3、分类：一般分为化学腐蚀和电化学腐蚀。（由于与金属接触的介质不同，发生腐蚀的原理也不同）在一般情况下，这两种腐蚀往往同时发生，只是电化学腐蚀更普遍。（二）化学腐蚀1、定义：金属跟接触到的物质（如：O2、Cl2、SO2等）直接发生化学反应而引起的腐蚀。 这类反应比较简单，仅仅是金属与氧化剂之间的氧化还原反应。2、举例：Fe与Cl2直接反应而被腐蚀；钢管被原油中的含硫化合物腐蚀等。3、温度（T）对化学腐蚀的影响比较明显。（三）电化学腐蚀1、定义：不纯的金属（或合金）跟电解质溶液接触时，会发生原电池反应，比较活泼的金属失去电子而被氧化的腐蚀。2、举例：钢铁在潮湿的空气中生锈。（原理分析如下）钢铁的腐蚀主要是吸氧腐蚀钢铁的电化学腐蚀析氢腐蚀钢铁表面的水膜酸性较强负极FeFe-2e- = Fe2+ 正极C2H+2e- = H2 吸氧腐蚀 更普遍、危害大钢铁表面的水膜酸性较弱或者呈中性负极FeFe-2e- = Fe2+ 正极CO2+ 2H2O + 4e- =4OH （四）金属的防护1、影响金属腐蚀的因素包括金属的本性和介质两方面。即：金属越活泼，就越容易失去电子（被氧化）而被腐蚀 2、金属防护的常用方法：（1）改变金属的内部结构：如不锈钢。（2）在金属表面加上防护层：油漆、电镀、烤蓝、塑料、搪瓷等。（3）电化学保护：轮船外表面焊上锌块、镁块等。三、玻璃、陶瓷和水泥(无机非金属材料)1、传统无机非金属材料：水泥、陶瓷、玻璃。 水泥玻璃陶瓷原料石灰石和黏土纯碱、石灰石、石英黏土反应原理复杂的物理化学变化Na2CO3+SiO2 Na2SiO3+CO2CaCO3+SiO2CaSiO3+CO2复杂的物理化学变化主要成分3CaOSiO2、2CaOSiO2、3CaOAl2O3（硅酸三钙、硅酸二钙、铝酸三钙）Na2SiO3、CaSiO3、SiO2（或Na2OCaO6SiO2）有水硬性，作建材，不能长放，防潮，保质期3个月透明、可软化抗氧化、酸碱、耐高温、绝缘2、水泥的水硬性：将水泥与水掺和、搅拌并静置后很容易凝固变硬。3、混凝土：水泥、沙子和碎石的混合物。5、4、水泥砂浆：水泥、沙子和水的混合物，用作建筑的黏合剂。玻璃普通玻璃本身含二价铁（Fe2+）都呈淡绿色铅玻璃加入PbO光学玻璃折光率高制眼镜片、透镜硼酸盐玻璃加入B2O3或硼砂膨胀系数低.耐高温、抗化学腐蚀制高级化学反应容器有色玻璃加入Cu2O红色玻璃加入Co2O3蓝色玻璃加入AgBr和CuO成变色玻璃钢化玻璃普通玻璃加热软化后,用冷风急吹成机械强度大4-6倍,抗震裂,破碎没尖棱角6、玻璃和陶瓷的新发展：光导纤维和新型陶瓷（1）光导纤维：成分是纯净的二氧化硅(SiO2)。（2）新型陶瓷：超硬陶瓷、高温结构陶瓷(Si3N4、Al2O3、SiC、ZrO2)、生物陶瓷、超导陶瓷等。四、塑料、纤维和橡胶1、塑料、合成纤维、合成橡胶是通常所说的三大合成材料。淀粉、纤维素、蛋白质为天然高分子化合物。油脂不是高分子化合物。2、塑料的主要成分是合成树脂；塑料是聚合物。热塑性塑料：具有线型结构，受热熔化，如聚乙烯、聚氯乙烯、聚丙烯等。热固性塑料：具有体型网状结构，定型后受热不熔化，如酚醛树脂，脲醛树脂等。聚乙烯：PE聚氯乙烯： PVC，不包食品聚丙烯 PP聚苯乙烯：PS聚甲基丙烯酸甲酯：有机玻璃 PMMA脲醛塑料：俗称电玉聚四氟乙烯：PTFE（塑料王）（不粘锅内壁涂敷的是聚四氟乙烯，合成的单体是CF2=CF2）3、常见纤维有天然纤维和化学纤维。 （1）天然纤维：植物纤维（如棉花，成分为纤维素，属于糖类）； 动物纤维（如羊毛、蚕丝，成分为蛋白质）（2）合成纤维属于化学纤维。锦纶（尼龙）、涤纶、腈纶等都是常见的合成纤维4、鉴别羊毛线和合成纤维线：（物理方法）用力拉，易断的为羊毛线，不易断的为合成纤维线。化学方法：点燃，产生烧焦羽毛气味，不易结球的为羊毛线；无气味，易结球的为合成纤维线。5、橡胶分为天然橡胶和合成橡胶。生橡胶是线型分子。 将橡胶进行硫化，可使线形分子转变为体型网状分子，称为硫化橡胶，有弹性且不易变形。6、复合材料：钢筋混凝土、石棉瓦、玻璃钢、碳纤维增强铝等。第四章 保护生存环境一、改善大气质量1、大气是由N2、O2、稀有气体、CO2、少量水蒸气和其他微量杂质等组成的混合物。2、大气污染物根据组成成分，可以分为颗粒物、CO、碳氢化合物、硫的氧化物(SO2 和SO3)、氮的氧化物 (NO和NO2)以及氟氯代烷 (常用作制冷剂，商品名氟里昂 )等。3、正常雨水偏酸性，pH约为5.6 ，这是因为大气中的CO2溶于水的缘故。4、 酸雨是指pH 5.6的降水，主要是人为排放的硫氧化物和氮氧化物等酸性气体转化而成的。 我国主要以硫酸型酸雨为主，这是由我国以煤炭为主的能源结构造成的。硫酸型硫的氧化物转化SO2+H2O=H2SO32H2SO3+O2=2H2SO4大气中烟尘和O3作催化剂硝酸型氮的氧化物转化3NO2+H2O=2HNO3+NOSO2的来源：化石燃料及其产品的燃烧、含硫金属矿石的冶炼、硫酸生产的废气等。NO2的来源：机动车等交通工具的尾气、生产化肥或硝酸等工厂的废气等