全书共分五章,主要内容包括:化学与生命、化学与环境、化学与能源、化学与材料、绿色化学。旨在让学生获得与生活相关的化学知识,并引导学生认识和理解生活中的化学现象,关注社会和生活中的化学问题,提高基本的科学素养。同时,增强学生分析、解释生活中化学问题的能力,提高学生的综合素质。
本书注重基本概念和基本应用。内容丰富,知识面广,充分反映当前随着生产力的发展、科学技术的进步,化学与人们生活中衣、食、住、行越来越密切。语言通俗易懂,图文并茂,实例生动,可读性强。
本书可作为高(中)等职业类院校非化工类专业的公共选修课教材,也可作为科普知识的读本。 |
当今社会科学技术飞速发展,科技进步正在深刻地改变人们的生活。无论是科技发展、社会进步,还是人们的日常生活,无时无处不与化学有着密切联系。生命、环境、能源和材料成为当今与化学密切相关的四大科技和社会领域。
生命和化学是紧密相连的,生命的过程充满各种各样的化学反应。若没有化学变化,地球上就不会有生命,更不会有人类本身。教材在第一章“化学与生命”中从生命的化学基础、细胞、遗传与基因等四个方面介绍了化学与生命的关系,让学生了解生命、关注营养与健康、热爱生命。
在世界人口日益增长、生产不断发展、人类生活水平不断提高的过程中,环境保护已成为当前和未来一项全球性的重大课题。保护和改善生产与生态环境,防治环境污染和其他公害是我国的一项重要国策。化学与环境有着密切联系,在大多数情况下,环境污染主要是由化学污染造成的。在第二章“化学与环境”中,比较全面地介绍了环境污染的主要方面:大气污染、水污染、固体废弃物污染、食品污染、重金属污染、农药污染、室内污染等,并介绍了上述污染防治的重要措施。使学生了解环境和社会发展的关系,并认识到环境污染的严重性,环境保护和环境改造的迫切性和可能性,进一步增强学生的环保意识。
能源是维持人类生存和发展的物质条件,发展工业、农业、国防、科学技术以及提高人民生活水平都需要有充足的能源。面对新技术革命的挑战,常规能源已无法满足需要,人类面临的迫切问题是一方面要想方设法提高常规能源的使用效率,另一方面要积极探索和开发新型能源。在开发新能源的过程中,化学学科发挥了巨大的优势。教材在第三章“化学与能源”中介绍了太阳能、核能、氢能、生物质能等几种新型能源的基本知识及其发展情况,并且在化学电源中介绍了几种新型化学电池的构造、工作原理及主要用途。
材料是人类社会进步的重要标志,新材料的发明和利用与技术进步的关系非常密切。如果没有半导体材料的工业化生产就不可能有目前的计算机技术;没有现代化的高温、高强度结构材料就没有今天的航天工业;没有低损耗的光导纤维就没有当前正在快速发展的光通信……这些说明新材料是新兴技术的基础,是高新技术的突破口。教材在第四章“化学与材料”中重点介绍了金属材料、无机非金属材料、有机高分子材料和复合材料的基本知识,并对新型材料的主要类别进行了简要介绍。
20世纪化学工业的发展对人类寿命的延长、食品的供给、生活质量的提高发挥了关键的作用,同时许多化学品的生产和使用也对生态环境造成严重的破坏。面对日益恶化的生存环境,传统的先污染后治理的方案往往难以奏效,因为不仅浪费大量的资源和能源,而且在解决这一问题的同时又带来新的问题。20世纪90年代后期绿色化学的兴起,为人类解决化学工业对环境污染问题、实现经济和社会可持续发展提供了有效手段。教材在第五章介绍了“绿色化学”,其核心是利用化学原理从源头上减少或消除化学工业对环境的污染,实现清洁生产,充分利用参与反应的原料原子来实现“零排放”,以获得最佳原子经济性,因而它对解决能源危机及环境污染起着关键作用。
我国目前的教育体系中高(中)等职业学校非化工专业的学生就不再开设化学课程,但仅依靠中学、职业高中或普通高中所学的化学知识,难以满足全面提高学生综合素质的要求,所以我们积极倡导在高(中)等职业学校开设与社会、生活紧密相关的化学课程作为公共选修课,旨在普及化学与生命、环境、能源和材料等方面关系的知识,提高学生的综合素质,培养能够贯彻国家在能源、环境和可持续发展等方面的国策的后备军,为国家经济建设服务。
本书由何晓春主编,严进、刘瑞霞副主编,张正兢主审。第一章由邱鑫、何晓春、刘瑞霞编写,第二、三章由何晓春、严进编写,第四章由马群峰、何晓春、刘瑞霞编写,第五章由陈海峰、邱鑫编写。全书由何晓春统稿。
由于水平有限,加之时间仓促,难免有疏漏、不妥之处,恳请读者予以批评指正。
编者
2007年11月
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第一章化学与生命1
第一节生命的化学基础1
一、生命的定义1
二、生命起源与早期生物进化的探索1
三、生命的基本特征5
四、人体中的营养素7
第二节生命的基本单位——细胞14
一、细胞的大小与形态15
二、细胞的化学成分15
三、细胞衰老与死亡17
四、肿瘤细胞与癌症18
第三节遗传与基因21
一、遗传与基因概述21
二、基因工程22
参考文献25
第二章化学与环境27
第一节概述27
一、环境的变迁27
二、环境污染的危害29
三、绿色化学的诞生30
第二节大气污染及控制30
一、大气的组成30
二、大气的主要污染源31
三、大气污染的危害及控制32
四、颗粒污染物及其处理技术简介36
五、气态污染物的处理37
第三节水体污染与污水处理41
一、水体污染的形成原因41
二、水体的主要污染源42
三、水体主要污染物44
四、水体污染的危害46
五、废水处理技术47
第四节固体废弃物污染与控制51
一、固体废弃物的来源与种类51
二、固体废弃物的危害52
三、固体废弃物的处理原则53
四、固体废弃物的处理技术与方法55
五、白色污染57
第五节室内污染60
一、室内污染概述60
二、吸烟污染61
三、建筑装潢材料的污染63
第六节其他污染66
一、食品污染66
二、重金属污染70
三、农药污染72
参考文献74
第三章化学与能源75
第一节概述75
一、能量是物质运动的基础75
二、能源的定义和分类75
三、化学与能源的关系76
四、能源的变迁76
第二节常规能源78
一、煤79
二、石油81
三、天然气86
四、能源危机86
第三节新能源88
一、太阳能88
二、氢能90
三、核能95
第四节生物质资源98
一、生物质资源概述99
二、我国生物质能发展现状101
三、生物质能发展前景102
第五节化学电源104
一、化学电池分类104
二、镍氢电池105
三、锂电池106
四、燃料电池106
参考文献108
第四章化学与材料110
第一节材料与人类社会进步和科技发展的关系110
一、材料是人类社会进步的里程碑110
二、材料的发展促进了科学技术的进步111
三、新材料技术被列为世界各国重点发展的关键技术111
第二节金属材料112
一、铁、铸铁和钢113
二、有色金属及其合金115
三、金属腐蚀与防护120
四、金属的电镀与化学镀122
第三节无机非金属材料123
一、水泥与混凝土123
二、玻璃125
三、陶瓷126
第四节有机高分子材料130
一、高分子与高分子材料130
二、高分子材料添加剂133
三、功能高分子材料134
第五节复合材料139
一、复合材料简介139
二、复合材料增强体140
三、几种复合材料141
第六节其他新材料144
一、形状记忆合金145
二、超导金属145
三、光导纤维146
四、导电陶瓷146
五、导电高分子材料147
六、纳米材料149
参考文献150
第五章绿色化学152
第一节绿色化学的研究背景152
第二节绿色化学概述155
一、绿色化学的定义155
二、绿色化学的基本原理(双十二条原则)155
三、绿色化学的研究内容157
第三节绿色化学在化工实践中的研究进展161
一、传统化学过程的绿色化学改造161
二、资源再生和使用技术研究162
三、设计绿色化工产品研究162
参考文献164 |
| 本书可作为高(中)等职业类院校非化工类专业的公共选修课教材,也可作为科普知识的读本。 | |