课件24张PPT。表面活性剂 精细化学品 还包括：香料与香精、化妆品与盥洗卫生品、印刷油墨及其助剂、感光材料、磁性材料、试剂、水处理剂与高分子絮凝剂、造纸助剂、皮革助剂、纺织印染剂及整理剂、动物用药、油田化学品、石油添加剂、石油炼制助剂、水泥添加剂、矿物浮选剂、铸造用化学品、金属表面处理剂、合成润滑油与润滑油添加剂、汽车用化学品、芳香除臭剂、工业防菌防霉剂、精细陶瓷、稀土、电子化学品及材料、功能高分子材料、生物化工制品等。 精细化学品按用途可归纳为：医药、农药、合成染料、有机颜料、涂料、表面活性剂、粘接剂、催化剂、添加剂、食品和动物饲料添加剂、塑料、合成纤维和橡胶用添加剂等。三、精细化学品及其生产特点表面活性剂是从20世纪50年代开始随着石油化工飞速发展与合成塑料、合成橡胶、合成纤维一并兴起的一种新型化学品，是精细化工品的重要门类之一，在日常生活、工业生产和科技领域有着非常重要的作用和广泛的应用。它是许多部门必要的化学助剂，其用量虽小，但收获甚大，往往能起到意想不到的效果，被誉为“工业味精”的美称。
1、精细化学品具有品种多、批量少、产值高等特点。 特点：用量少，显著降低水与空气或其他物质界面张力，大大提高工业生产效率，提高产品的性能和质量。小批量、多品种精细化工产品本身的用量不大。
药的服用量以毫克计；
食品添加剂的用量只是百万分之几；
染料是织物重量的3-5%对每一个精细化工部门来说，产品的品种通常会很多。
如染料：不同化学结构的品种为5232个。 小批量、多品种的特点决定了精细化工产品的生产通常采用间歇反应为主，采用批次生产。
用量小而效益显著
若在人造卫星的结构中采用结构胶粘剂代替金属焊接，节省一公斤金属，就有近十万元的经济效益。
在聚氯乙烯塑料中，采用耐温增塑剂代替普通增塑剂就可提高400C的使用温度 1、在灭火中的应用2、在化妆品中的应用 3、在石油工业中的应用4、在纺织工业中的应用5、在包装中的应用精细化学品在工农业生产中应用表面活性剂在消防灭火中的应用是用作泡沫灭火剂。对于木材、原棉等固体物的火灾，由于表面活性剂的渗透和润湿作用，使水易于透入燃料体内部而起到阻止火继续燃烧。对于油类等液体物的火灾，由于表面活性剂能加速油的乳化或凝胶化，以及灭火剂迅速在燃料油的表面上铺展开来，形成隔离膜，而起到灭火作用。泡沫灭火剂生成的泡沫是由泡沫灭火剂中高起泡能力的表面活性剂的作用形成的。 在灭火中的应用精细化学品在工农业生产中应用
近年来开发出一系列对皮肤有各种有益功能的霜膏，在配方中增添了各种有效成分，能促进皮肤新陈代谢和再生，解脂及增加皮肤蛋白，促进血液循环，防止皮肤变色，抑制皮肤病变，促使皮肤恢复正常生理功能，赋予皮肤柔软和缓解日晒红斑等。这类护肤霜受到从事各行业人们的喜爱。
制备护肤霜所用的乳化剂通常采用复配型的，既有良好的乳化性能，对皮肤的刺激性又小。常用的表面活性剂主要是非离子表面活性剂。 在化妆品中的应用精细化学品在工农业生产中应用 在石油工业中的应用石油产品添加剂之一——助燃剂
助燃剂或促燃剂是当今所研究的节油剂中的一种最主要的成分。由于它的作用，燃料雾化更好，燃料的气化率及扩散性提高，燃料的发火点降低，燃烧速度加快、燃烧效率增大、输出功率提高。
总之，助燃剂能使燃料燃烧得更充分，从而降低燃料消耗，达到节能目的，井减轻废气对环境的污染。 精细化学品在工农业生产中应用 在纺织工业中的应用织物的退浆、煮练和漂白加工过程统称为织物的前处理。
染料从染液向纤维表面和内部转移的过程大致分为3个阶段：吸附、扩散、固着。
染色助剂在染色中起着十分重要的作用。表面活性剂是品种最多、使用最广泛的一类染色助剂，它在染色中主要用作渗透剂、分散剂、匀染(缓染)剂以及固色剂、皂洗剂等。 精细化学品在工农业生产中应用抗静电剂
聚烯烃、聚苯乙烯、聚酰胺、聚氯乙烯等塑料制品的表面，常因在成型过程中与模具或设备表面分开而积有静电，给人们生活增添了危害。消除塑料表面静电的方法中最普通的是使用抗静电剂。塑料包装材料常用的抗静电剂主要是表面活性剂。
表面活性剂型抗静电剂，其分子中的亲油部 分牢固地吸附在塑料的表面，亲水部分从空 气中吸收水分，从而在塑料表面形成薄薄的 导电层，起到消除静电的作用。 在包装中的应用精细化学品在工农业生产中应用大量采用复配技术由于应用对象的特殊性，很难采用单一的化合物来满足各种特定的要求，需要多种组分配合起来才能达到目的。
如：洗涤剂就需要有乳化润湿作用的表面活性剂、柔软平滑剂、抗静电剂等。复配技术应用举例2、 精细化工具有技术密集附加值高的特点研究开发(R&D)投资高 工艺流程长 情报密集、信息快技术密集产品的更新换代快，市场寿命短，技术专利性强，市场竞争激烈等。 研究开发是指从制定具体的研究目标开始直到技术成熟进行投产前的一段过程。
开发一种新药需要5-10年，投资需2000万美元，达年销售额的14%。
一般精细化工产品研究开发投资占年销售额的6-7%是正常现象。
成功率较低：染料的专利开发中成功率通常只是0.1-0.2%.投资高单元反应多、原料复杂、中间过程控制要求严格。如：
感光材料的成色剂合成单元反应多达十几步，最后产率有时会低于20%。
在制药工业中，除采用合成原料外，还要采用天然产物，或是用生化方法得到的半人工合成中间体。工艺流程长由于精细化工产品是根据具体应用对象而设计的，它们的要求经常会发生变化。一旦有新的要求提出，就必须按照新要求来重新设计结构，或对原有的化学结构进行改进，其结果就会产生新产品。
大量的基础研究工作产生的新化学品也不断地需要寻求新的用途。 情报密集、信息快 技术密集的特点反映在精细化工产品的生产中是技术保密性、专利垄断性强。 厂家通过自己拥有的技术开发得到的技术进行生产，并以此为手段在国内及国际市场上进行激烈竞争。 附加价值是指在产品的产值中扣除原材料、税金、设备和厂房的折旧费后剩余部分的价值。
是指当产品从原材料开始经加工到生产出产品的过程中实际增加的价值。包括利润、工人劳动、动力消耗以及技术开发等费用。附加价值高一个新药约需5～10年时间,耗资2000万美元,这种研究是必需的,但风险较大。拓展材料---化学与药物设计、制造自学例题 关于卡托普利的说法正确的是
A、它是一种蛋白质
B、它会发生水解反应
C、卡托普利是治疗新脑血管疾病的
D、药物与受体之间包括氢键、范德华力、离子键、疏水作用等。C、D作业：P104 8、11表面活性剂重金属去除技术中的应用废气净化中的应用对植物吸收有机毒物的影响表面活性剂的环境安全性表面活性剂对土壤的修复表面活性剂对土壤的危害在医药行业中
作为杀菌剂和消毒剂使用 废纸脱墨剂 在皮革工业的应用 在油田中的应用药剂制备过程
的应用 树脂障碍
控制剂 表面活性剂 精细化学品 学案
教学目标：
1．通过实例了解精细化工产品的生产特点，知道精细化工在社会发展中的作用。
2、了解我国精细化工的发展现状。
教学重点、难点：通过实例了解精细化工产品的生产特点
探究建议：
1、参观当地的精细化工企业（或者观看有关 的影像片、收集有关的资料），讨论精细化工发展的前景和可能存在的问题。 2、调查：化学在染整工艺中的应用。
[课堂练习]
1．衣物干洗正逐渐得到人们的普遍认可，目前世界各国干洗店公认的标准干洗剂是
A、煤油 B、酒精 C、苯 D、四氯乙烯
2．下列物质中，不属于天然高分子的是
A.牛油 B.蚕丝 C.酚醛树脂 D.淀粉
3．下列叙述中正确的是
A.能发生酯化反应的酸一定是羧酸 B.油脂水解后得到丙三醇
C.天然蛋白质水解的最后产物是多种-氨基酸
D.淀粉、纤维素、油脂都是高分子化合物
4．要证明硬脂酸具有酸性，可采用的正确实验是
A．把硬脂酸溶于汽油，向溶液中加入石蕊试液变红
B．把纯碱加入硬脂酸并微热产生泡沫
C．把硬脂酸加热熔化加入金属钠产生气泡
D．在稀NaOH溶液中加入酚酞，再加入硬脂酸并微热，红色变浅甚至消失
5．下列说法正确的是
A．不含其他杂质的天然油脂属于纯净物
B．油脂在酸性或碱性条件下都比在纯水中易水解
C．油脂的烃基部分饱和程度越大，熔点越低
D．各种油脂水解后的产物中都有甘油
6．1998年江西曾发生误食工业用猪油的中毒事件，调查原因是工业品包装中混入有机锡等，下列有关叙述正确的是
A、猪油是天然高分子化合物 B、猪油是高级脂肪酸甘油酯
C、猪油发生皂化反应后，反应液使蓝色石蕊试纸变红
D、猪油皂化反应完全后，反应液静置分为两层
7．如何除去下列物质中所含少量的杂质？写出所需试剂，分离方法及所用仪器
混合物
所用试剂
分离方法
使用仪器
①肥皂水（甘油）
②乙酸酯（乙酸）
③硬脂酸（硬酯酸钠）
8．参考下列①~③项回答问题。
①皂化值是使1g油脂皂化所需要的氢氧化钾的毫克数
②碘值是使100g油脂加成时消耗单质碘的克数。
③各种油脂的皂化值，碘值列表如下：
花生油
亚麻仁油
牛油 黄油
硬化大豆油
大豆油
皂化值
190
180
192 226
193
193
碘 值
90
182
38 38
5
126
（1）单甘油酯（C17H33COO）3C3H5（相对分子质量为884）形成的油，其皂化值
为 ；
（2）硬化大豆油和大豆油的皂化值相同，但硬化大豆油的碘值要小得多的原因是
（3）为使100g花生油硬化，所需H2在标准状况下的体积为 L。
（4）不同油脂的皂化值越大，则油脂的平均相对分子质量 ；碘化值越高，则表明含 越多。
9．某学生设计用动物油、乙醇、30%的氢氧化钠溶液、氯化钠的饱和溶液、蒸馏水为试剂制取肥皂。试回答下列问题。
（1）实验台上已备有烧杯、量筒、酒精灯、铁架台、火柴等实验用品，尚缺少的仪器或用品是______________________。
（2）在提供的试剂中，加入乙醇的作用是______，加入氢氧化钠溶液的__________。
（3）实验原理的化学方程式是（有机物用结构简式）__________________。
（4）证明皂化反应进行完全的方法是__________________________。
（5）皂化完成后，加入饱和氯化钠溶液的作用是_________________________，观察到的现象是_______________________________。
10、在第一次世界大战期间，德国就开始制造烷基苯基磺酸盐以代替肥皂。1930年，美国National Aniline公司正式将烷基苯磺酸钠作为廉价的合成洗涤剂销售。这种产品，在第二次世界大战后的1945～1950年间迅速普及。在日本，利用硬性型ABS（带支链的烷基苯磺酸盐）的合成洗涤剂的产量，在1963年已超过肥皂。但是随着合成洗涤剂消费量的增加，引起了河川发生泡沫等污染水质的问题。因而改用对微生物降解性良好的软性型LAS（直链烷基苯磺酸盐）。
(1)软性型LAS最常见的是直链十二烷基苯磺酸钠：，其结构中与肥皂（C17H35COONa）的憎水基团－C17H35相当的基团为_________。同浓度的直链十二烷基苯磺酸与肥皂溶液的pH值较大的是________。
(2)烷基苯磺酸钠用作洗涤剂时，需配加三聚磷酸钠、硅酸钠等助洗剂。当洗涤用水硬度较大时，洗衣粉与肥皂相比，_______洗涤效果较好，原因是肥皂________。
(3)1999年1月1日开始的太湖流域禁磷行动是指_______，主要目的是_______。
(4)现在市场上销售的加酶洗衣粉中含有碱性蛋白酶，它对洗涤_______类污渍效果极好，原因是_______。
参考答案：
1、D2、A3、BC4、D 5、BD 6、B。
7．①食盐；盐析；过滤装置。②饱和Na2CO3溶液；分液；分液漏斗。
③盐酸；过滤；过滤装置。
8．（1）C17H33COO）3C3H5~3KOH
884 3×56
1g
即皂化值为
（2）硬化在豆油是大豆油氢化而转变的，分子中“C=C”键要少些。
（3）设需H2VL I2 ~ H2
256g 22.4L
90g V
（4）赵小；“C=C”。
9．（1）蒸发皿、玻璃棒、纱布。
（2）既能溶解碱，又能溶解油脂，使皂化反应在均匀的液体中进行并且加快反应速率；使油脂在碱性条件下水解，以制取肥皂。
（3）(C17H35COO)3C3H5+2NaOH3C17H35COONa+C3H5(OH)3
（4）把一滴混合物加到水中，在液体表面不形成油滴。
（5）使高级脂肪酸钠发生凝聚而从混合液中析出；固体浮在表面。
10、(1) 肥皂溶液
(2)洗衣粉，肥皂易与Ca2＋、Mg2＋生成沉淀。
(3)在太湖流域禁止使用、销售含磷洗衣粉。防止太湖流域水体磷含量过高而起藻类大量繁殖。
(4)血渍、奶渍。血渍、奶渍主要成分是蛋白质，能在蛋白酶催化下水解。蛋白酶在该温度下催化活性最大。
第四单元 化学与技术的发展
课题2 表面活性剂 精细化学品
● 了解肥皂的去污原理、生产方法、生产原理。
● 了解合成洗涤剂的结构特点。
● 通过实例了解精细化工产品的生产特点，知道精细化工在社会发展中的作用。
〔知识梳理〕
1．肥皂的主要成分是 ，它由两部分组成，一是极性的 基，二是非极性的 基。
2．写出肥皂（硬脂酸钠）水中加入氯化钙和硫酸的反应方程式：
、 。
3．在洗涤衣物时，肥皂是通过 、 、 三种主要作用达到去污目的的。
4．皂化反应是指 。
5．合成洗涤剂的生产原料是 、 、 。在合成洗涤剂的分子中同时具有 基和 基。
6．表面活性剂又称 。精细化学品除了表面活性剂、 外，一般按用途可分为多种。精细化学品及其生产特点有 、
。
〔方法导引〕
1．肥皂的去污原理：肥皂的去污是高级脂肪酸钠起作用。从结构上看，它的分子可以分为两部分，一部分是极性的－COONa或－COO－，它可以溶于水，叫做亲水基；另一部分是非极性的链状的烃基－R，这一部分不溶于水，叫做憎水基。憎水基具有亲油的性质。在洗涤过程中，污垢中的油脂跟肥皂接触后，高级脂肪酸钠分子的烃基就插入油滴内。而易溶于水的羧基部分伸在油滴外面，插入水中。这样油滴就被肥皂分子包围起来。再经摩擦、振动、大的油滴便分散成小的油珠，最后脱离被洗的纤维织品，而分散到水中形成乳浊液，从而达到洗涤的目的。
2．合成洗涤剂：合成洗涤剂是根据肥皂去污原理合成的分子中具有亲水基和憎水基的物质。主要有烷基磺酸钠(R－SO3Na)、烷基苯磺酸钠（ ）等。
3．肥皂与合成洗涤剂的比较
⑴制造肥皂需要消耗大量油脂，但是油脂是可以再生的。制造合成洗涤剂以石油化工产品为原料，可以节省食用油脂，但是石油资源是有限的。
⑵肥皂在自然界能被微生物分解，不会累积污染水源。有些合成洗涤剂很稳定增长，不能被除微生物分解，能积累而污染水源。近年来用直链烃基来代替洗涤剂分子中的支链烃基，而具有直链烃基的洗涤剂是能被微生物所分解的。
⑶肥皂在硬水中使用时能跟Ca2＋和Mg2＋形成不溶于水的钙盐和镁盐，浪费了部分肥皂。合成洗涤剂跟Ca2＋和Mg2＋不能形成不溶性盐，所以它可以有效地在硬水中使用。
⑷肥皂经长时间储存容易变质，合成洗涤剂不易变质。
4．肥皂的工业制法
⑴生产原理：利用皂化反应制肥皂
⑵生产流程：动、植物油 混合物 高级脂肪酸钠 肥皂
⑶盐析：加入食盐使肥皂析出的过程叫肥皂的盐析。
⑷注意事项
①食盐的作用：一是降低高级脂肪酸钠盐的溶解性；二是使肥皂胶体容易凝聚而析出。
②制取肥皂时，还要加入多种形式填充料、抗氧剂、香料、着色剂、杀菌剂等。
[例题1]热的饱和肥皂水中加入下列物质，不会析出固体或产生沉淀的是（ ）
A．氯化钙 B．稀H2SO4 C．食盐 D．酒精
[解析]肥皂的主要成分是高级脂肪酸钠。将氯化钙加入肥皂水中会产生沉淀：
Ca2＋＋2RCOO－→(RCOO)2Ca↓
稀H2SO4加入肥皂水中会产生不溶于水的高级脂肪酸沉淀：RCOO－＋H＋→RCOOH↓
食盐加入肥皂水中会发生盐析，使肥皂析出；酒精与肥皂水互溶。
[答案]D
[例题2]可以判断油脂的皂化反应基本完成的是（ ）。
A．反应液使红色石蕊试纸变蓝 B．反应液使蓝色石蕊试纸变红
C．反应静置后，反应液分为两层 D．反应静置后，反应液不分层
[解析]油脂的皂化反应是油脂在碱性溶液中发生反应生成高级脂肪酸和甘油，要判断反应有无基本完成，关键要看反应后有无油脂存在或根据生成物的性质加以判断。油脂跟氢氧化钠未反应前分层，发生完全反应皂化后，生成高级脂肪酸钠盐、甘油和水的混合物，不会出现分层现象，所以C项错误；高级脂肪酸钠盐为强碱弱酸盐，水解呈碱性，即皂化反应前后反应液均呈碱性，不能依据石蕊试纸变蓝判断反应是否完全，所以A项错误；反应液不会呈酸性，也不会使蓝色石蕊试纸变红，所以B项错误。
[答案]D
表面活性剂 精细化学品
一、 教材分析和建议?
根据课程标准的要求，通过实例了解精细化工产品的特点，知道精细化工在社会发展中的作用。在本单元中，选择肥皂、合成洗涤剂这两种日常用品进行精细化学品教学，教学内容贴近学生的生活、深广度易于把握，教学过程易于安排。?
本课题采用从常见的肥皂入手，再到合成洗涤剂，最后到表面活性剂、医药等精细化学品的一般生产特点，帮助学生了解精细化学品的特点，了解精细化工在社会发展中的作用。总体上，教学内容的呈现是由个别到一般，其间包含着本单元中化学与技术发展的两个重要主题，一是不管传统工艺还是现代工艺，社会需求引导的科技创新不断发展，产品的科技含量不断提高；二是基本化工、大宗产品的生产（如三酸两碱、化肥等的生产）到精细化工（如农药、表面活性剂、医药等的生产）的发展，体现了当今化学工业发展趋势中战略重点的转移，即转向对自然资源（原料）的精加工、深加工以获得性能优异、用途广泛、技术含量高、附加值高的产品。
有关肥皂的教学主要包括肥皂的去污原理和生产原理，两者之间也是相互联系的。肥皂中的双亲分子结构是了解肥皂的去污原理的重点和关键，也是理解其他表面活性剂一般作用原理的基础。由水的表面张力等引起的表面现象是很常见的，可以通过一些实验帮助学生比较直观地认识，也可以通过对自然界的一些典型现象加以分析（如教科书中的图4-13所示）。对于肥皂的去污原理，一方面要结合实验获得直观的认识，另一方面结合图示，帮助学生建立一些思维模型加以理解，需要注意的是，不管是实验的观察和描述，还是思维模型的构建及其语言表述，都需要学生自己动手参与实验、用自己的语言表达观点，教师的作用重在鼓励和指导、诊断和评价。肥皂的生产原理重点在于了解肥皂的化学组成，皂化反应以及工艺流程中各个环节的作用等，其中，通过实验室制肥皂一定会帮助学生对有关生产原理加深理解，同时也可以了解精细化工生产的一些特点，例如，精细化工多为间歇式生产，反应釜就像实验室中的试管、烧瓶等一样，与硫酸、合成氨等连续式大规模生产有着明显的区别。当学生通过自己的实践活动可以得到与生产厂家相媲美的产品，从中所获得的东西肯定不只限于获得一些基础知识和基本技能。
合成洗涤剂是作为肥皂有关教学内容的深化而引入的，反映了化学与技术发展的关系，因此，从合成洗涤剂的生产原料、组成（结构）以及生产和使用特点等方面，教科书中多采用了比较分析的方法呈现教学内容。教学中也可以采用比较分析、归纳总结的方法组织教学内容，除此以外，还要注意通过合成洗涤剂分子结构和配方的优化，揭示精细化学品生产的特点。
对于精细化学品及其生产特点的教学，可以结合教科书中的有关内容和活动，也可以适当补充一些生活中的实例，通过讨论交流，帮助学生认识精细化学品的类别和特点，体会精细化学品与基本化学品在生产上的区别和联系。
?
二、 活动建议?
【实验4-1】?
在实验室制肥皂，应该注意：实验时，为了加速皂化反应的进程，一般都用乙醇溶液，它既能溶解碱，也能溶解油脂，能使反应在均一的液体（均相体系）中进行而加快速率。氯化钠的用量要适中，用量少时，盐析不充分；用量过多时，影响肥皂的固化。检验皂化反应是否完全时，也可用玻璃棒取出几滴试样放入试管，加入4～5 mL水，把试管浸在热水浴中或放在火焰上加热，并不断振荡，如果混合物完全溶解，液面上没有油滴分出，表示皂化反应已经完全，如果液面上油滴分出，说明皂化反应没有完全。滤出的固体物质中，可以添加松香、香料等，加入松香还可以增加肥皂的泡沫。
?
三、 问题交流?
【思考与交流1】下表供参考：?
【思考与交流2】泡沫灭火器中添加表面活性剂可以提高其灭火效果。?
提示：表面活性剂的用途主要在三个领域，即家用洗涤、个人护理与工农业生产。学生熟悉的实例可能主要在于前两个领域，家用洗涤如肥皂、洗衣粉和洗洁精等；个人护理如洗发香波、化妆品的乳化剂等。工农业生产中的应用，如配制农药时常加入一些表面活性剂使之成为乳浊液，提高病虫害的防治效果。另外，还可以鼓励学生根据表面活性剂的结构、性能来推测它的一些其他应用（如选矿、采油等）。?
参考资料：泡沫灭火器是一种常用的灭火器，其中使用的灭火剂按照泡沫产生方式可分为化学泡沫灭火剂和空气泡沫灭火剂。在初中化学中，学生已经知道化学泡沫灭火器的原理，如酸性溶液（如硫酸铝溶液）和碱性溶液（如碳酸氢钠溶液）相互反应产生二氧化碳泡沫。实际使用的泡沫灭火器中，为了使水溶液容易形成泡沫，增加灭火剂与可燃物之间的浸润性，提高灭火性能，通常还要加入发泡剂、泡沫稳定剂、助溶剂和抗冻剂等，其中，发泡剂主要使用水解蛋白和合成表面活性剂，改变发泡剂的成分或用量，可以获得不同灭火性能的产品。??
【思考与交流3】可以引导学生看图4-16、图4-17和资料卡片，体会精细化学品的生产特点，如投入产出比高、技术密集等。
参考资料：图4-16和图4-17反映了生产精细化学品的投入产出率。例如，1978年美国商业部调查显示，投入石化原料520亿美元，经一次加工产出初级化学品100亿美元；二次化工产出有机中间体240亿美元和最终化学品40亿美元；再加工成塑料、树脂、合成橡胶、人造纤维、塑料和橡胶制品、清洗剂、化妆品400亿美元和最终产品270亿美元，再进一步深加工成可直接上市的最终产品农药、汽车用化学品、纸张及关联产品、建筑材料、家用器具、印刷及出版物、纺织品、鞋袜等，总价值可达5 300亿美元。即一美元石化原料加工到合成材料可增值8美元（塑料为5美元，合成纤维为10美元），如加工到精细化学品和消费品，则可增值106美元。?
有资料表明，目前世界上原油产量的80％多用作汽油、柴油等燃料，近10％用来生产沥青、石蜡和润滑油等，用作有机化工原料的不到10％，可见，地球上有限的石油资源大多被烧掉了，没有真正实现其应有的价值，如何开发替代能源，如何更好地利用有限的化石燃料是人类社会可持续发展所面临的重要问题，需要进行认真地思考和抉择。我们常说生活中处处有化学，化学就在我们身边，但可能很少从类似上述这样的角度来考虑以物质为研究对象的化学体现在技术及其产品的价值。化学可以化腐朽为神奇，这恰恰正是本题所要引起学生思考的问题。?
练习与实践参考
?1. （1）作物在生长过程中需要的养分很多，主要有碳、氢、氧、氮、磷、钾等元素，还有一些需要量很少但不可或缺的微量元素。其中，碳、氧、氢，作物可以从空气和土壤里的水中获得；除了个别地区外，土壤中的微量元素大都供给有余。只有农作物需要量最大的氮、磷和钾元素，通常不能满足农业持续增产的需要，必须通过人工施肥加以补充。?
（2）我国目前绿色食品标准分为两个技术等级，即AA级绿色食品标准和A级绿色食品标准。AA级绿色食品标准要求，生产过程中不使用化学合成的农药、肥料等；A级绿色食品标准要求，生产过程中可以限量使用限定的化学合成生产资料。按照补充的有效成分元素，天然肥料和化学肥料没有区别，农作物吸收的营养元素相同，因此合理使用化学肥料不会影响食品的营养和味道。?
（3）与天然肥料（农家肥）相比，化学肥料具有有效成分含量高、作物容易吸收、肥效快等优点，也有肥效持续时间短、容易引起土壤酸碱性和结构的变化等缺点。?
（4）绿色食品、有机食品的生产过程中，在化肥和农药方面的资金投入可以很少，甚至没有，因此，其价格较高是由其他因素引起的。?
????2. （1）这主要是由于豆科植物中根瘤菌固氮作用的功劳。据报道，世界上豆科植物根瘤菌固氮作用占土壤生物固氮量的50％，可见，豆科植物的根瘤是一座奇妙的生物固氮工厂。
（2）根瘤菌的固氮作用是在常温、常压下进行的。根瘤菌固氮比合成氨固氮所需要的能量少，而且这种能量又来自植物的光合作用。因此，同合成氨相比，根瘤菌具有成本低、固氮效率高、不造成环境污染等优点，生物固氮是一个更为理想的固氮过程。
????3. (1)调查和了解各种病虫害的起因和发生条件，做好预测预报，对症下药；混合和交替地使用不同的农药，防止产生抗药性、保护害虫天敌；注意农药使用的安全间隔期；严格按照使用说明（浓度、剂型、适用范围和使用条件等）施用等。同时一定要注意个人防护。
(2)在厨房中，可采取一些措施减少由于可能的农药残留而造成的危害，例如，瓜果类可以去皮将残留农药去除，将蔬菜放入清水或滴加洗洁精浸泡30分钟以上，或将蔬菜高温蒸焯再烹调等，都可以不同程度地降低农药残留的危害，这主要是利用农药在水中的溶解性以及高温下的挥发性和易分解等性质。需要注意的是，上述方法并不可靠，最好的方法还是从源头上加以治理，防止有农药残留的农产品流入市场。?
????4. （1）根据硝铵的生产原理，其初始生产原料与合成氨是一样的，主要是空气、水和碳氢化合物（煤、天然气等）。?
（2）?
（3）一般说来，现代化工生产要求有较大的生产规模，厂址的选择涉及到原料、水源、能源、土地供应、市场需求、交通运输和环境保护等多种因素，应该根据具体情况，综合考虑，才能作出合理的选择。?
（4）生产过程中，一旦氨泄漏会对周围的居民、农作物和土壤等产生不同程度的危害，如氨具有强刺激性臭味，比空气的密度小，水溶性极强，并具有碱性，对接触的皮肤和组织有腐蚀、刺激作用，特别是对人体的呼吸系统危害最大。对农作物和土壤的危害主要是局部高浓度氨会使土壤中的农作物因缺水而出现“烧苗”现象。
????5. 油、油脂、脂肪和酯在有机化学上属于一类物质，即酯类，它们都具有相似的化学组成和性质。油脂是油和脂肪的简称，在化学组成上，油脂是由高级脂肪酸和甘油（丙三醇）所形成的酯类。习惯上将常温下呈固态或半固态的称为脂肪，如一些动物的脂肪，组成动物脂肪的高级脂肪酸，碳链上多为饱和键，熔点较高，常温下为固态和半固态，常见的饱和脂肪酸有硬脂酸和软脂酸。呈液态的称为油，如一些植物油。植物油脂中的高级脂肪酸，碳链上多含有不饱和键，熔点较低，常温下多为液态，常见的不饱和脂肪酸有油酸和亚麻油酸。
????6. 作为溶剂，汽油可以溶解油脂，因此，汽油可以去除油污主要是利用其溶解作用；纯碱或氢氧化钠溶液可以使油脂发生水解反应而变成可溶性的物质；合成洗涤剂等可以降低油脂和水之间的表面张力，发生润湿、乳化和起泡作用而去污。
????7. 硬脂酸甘油酯皂化反应的化学方程式见教科书。硝化甘油的化学式为：
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????8. 表面活性剂可以降低油脂和水之间的表面张力，发生润湿、乳化和起泡作用，具有祛除油污、增强吸收、防止干裂、减少摩擦等功效，所以，常常添加到多种日用化学品中。
????9. ??29.3％?
????10. （略）。??
????11. （略）。
教学资源
1. 氮肥和磷肥
植物生长需要不断从外界摄取各种营养元素，如碳、氢、氧、氮、磷、钾、硫、钙、镁、铁、铜、锰、锌、硼、钼等。前十种元素植物需要量较多，叫大量元素；后面几种元素植物需要量很少，叫微量元素。其中碳、氢、氧可以从空气中的CO2和土壤里的水分获得，除部分地区缺乏个别微量元素外，一般土壤里都供给有余。只是氮、磷、钾三种元素土壤里供给不足，而植物生长时需要量又较大。因此，对这三种元素的人工施肥在农业生产上具有重要意义，所以把氮、磷、钾三种元素叫做肥料三要素。
????（1）氮肥?
氮是形成植物细胞里原生质的主要成分——蛋白质的重要元素，也是形成核酸和叶绿素的重要元素。因此，要使庄稼生长茂盛，就不能缺少氮元素。?
绿色植物一般不能从空气里直接摄取它们所需要的氮，也不能从土壤里吸取复杂的含氮的有机物。植物从土壤里摄取的氮主要是铵盐和硝酸盐里的氮。?
土壤里的氮被植物所吸取，含氮量就会减少。同时，土壤里有些细菌能够使含氮的物质分解，使化合态的氮变为游离态的氮。另外，雨水、河水也会冲洗掉一部分土壤里的氮的化合物。这些作用都会使土壤里含氮量减少。但是，自然界里还有另外一些过程在补充着土壤里减少的氮。例如，动植物的残体腐败的时候，其中含氮的有机化合物在某些细菌的作用下，大部分转化为氨。一部分氨跟土壤里的酸，如碳酸、有机酸等起反应，变成铵盐；一部分氨在硝化细菌的作用下，逐渐氧化为硝酸。生成的硝酸跟土壤里的盐类（如碳酸盐）起反应变成了硝酸盐。这样，有机物里的氮就转化为铵盐和硝酸盐，回到土壤里，供植物摄取。?
土壤里的固氮菌和豆科植物的根部根瘤菌能够直接摄取空气里的氮气，把氮气转化为氮的化合物。这也是增加土壤里含氮量的途径之一。
自然界里虽然进行着添加土壤里化合态氮的作用，但仍不能满足农业增产、高产的需要，我们必须采取各种方法如施用氮肥、细菌肥料、轮种豆科作物等，来增加土壤里的氮，提高土壤的肥力。?
氮肥可以根据它们的来源分为农家氮肥和化学氮肥两类。农家氮肥有厩肥、饼肥等；化学氮肥有硫酸铵、硝酸铵、碳酸氢铵、氨水和尿素等。
氮肥是速效肥料。在用氮肥作追肥时，应考虑作物发育状况，如在开花期，一般作物都需要消耗大量的氮肥，因此必须在开花以前追以足量的氮肥。而在成熟期应避免增施氮肥。还必须指出，氮肥的施用必须跟磷、钾等肥料配合，才能达到增产的目的。?
氮肥也可以根据它们的化合形态分为：①铵态氮肥（含铵根的），如硫酸铵、碳酸氢铵、硝酸铵、氨水，以及较少情况下用的氯化铵；②硝酸态氮肥（含有硝酸根的），如硝酸钾、硝酸钙；③酰胺态氮肥（含有CONH2基的），如尿素CO（NH2）2；④蛋白质态氮肥（氮主要以蛋白质形态存在），如厩肥、饼肥等。前两类氮肥能直接供农作物吸收利用，后两类氮肥要分解转化为铵态氮或硝酸态氮后才能产生肥效。?
现把几种主要氮肥的性质及施用、保存方法列于表4-1中。?
表4-1一些主要氮肥的性质和施用、保存方法?
??当在土壤中施用硫酸铵时，由于植物吸收NH4+比SO42-快、数量多，最后硫酸根留在土壤里，使土壤的酸性增加，所以，长期施用硫酸铵，会使土壤板结硬化。?
由于氯化铵中的Cl-会降低烟草的燃烧性，使烟草味道变坏；Cl-也会使薯类的淀粉含量降低，因此NH4Cl不适用于糖类、淀粉作物及烟草等的肥料。?
硝酸铵既含有硝酸态氮又含有铵态氮，都易被植物吸收，是含氮量较高的氮肥，但NO3-容易流失，特别在水田里施用更易流失。?
碳酸氢铵跟硫酸铵的肥效相近，因为它不含硫酸根，不会使土壤变酸性。碳酸氢铵容易分解。
液氨和氨水也是很好的氮肥。如果施用得法，肥效跟硫酸铵大致相同。但施用时不能跟种子和茎叶接触，防止烧伤。氨水施入土壤后，氨水里的NH4+一部分可被植物直接吸收，另一部分被土壤吸收，然后逐渐供给作物，或在硝化细菌的作用下转变为硝酸根，再被作物吸收。由于在稻田施用氨水能杀死鱼蟹，因此在这种情况下，不宜施用氨水作肥料。?
尿素是目前含氮量最高的固体氮肥。它不能直接被植物吸收，但在土壤细菌的作用下，尿素转变为碳酸铵后，能被植物吸收。经常施用尿素，对土壤没有不良影响。?
（2）磷肥?
磷肥是植物需要的一种重要的养分。植物细胞的核和原生质里都含有磷的化合物。磷肥能够促进作物根系发达，增强抗寒、抗旱能力，还能促进作物提早成熟，穗粒增多，子粒饱满。?
土壤里有含磷的无机化合物和含磷的有机化合物。含磷的有机化合物存在于动植物残体里，在腐烂的时候，在某些细菌的作用下，经过复杂的分解过程，逐步转化为磷酸。磷酸又跟土壤里的钙（如在含石灰质较多的土壤里）或铁和铝（如在酸性较强的土壤里）结合，生成溶解度较小或难溶的磷酸盐。?
溶解度较小的磷酸盐（如磷酸钙）和土壤里的酸类作用，也可以逐渐转化为可溶性的磷酸盐而被植物吸收。如果土壤里的磷酸盐以难溶性的磷酸铁或磷酸铝的形态存在，那么转化为可溶性的磷酸盐的作用就更加缓慢。所以磷肥施入土壤后，一般肥效较慢，但肥效比较长。?
人们每年从田地里收获作物，带走一部分磷，这样就减少了土壤里的磷，影响农作物的生长，所以我们要施用磷肥来提高土壤里的含磷量，以提高农作物的产量和质量。
施用磷肥的一个特点是，可溶性磷酸盐可以被土壤里的钙、铁、铝等所固定，变成难溶性磷酸盐，从而降低肥效。为了减少这种固定作用，施磷肥时应该集中穴施，使作物根部跟磷肥接触，以减少磷肥被土壤所固定。
表4-2几种主要磷肥的组成和适用范围?
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（3）复合肥料
?一种肥料同时含有两种或两种以上的营养元素，这种肥料叫做复合肥料。像硝酸铵、安福粉和磷酸二氢钾等属于复合肥料。目前世界上农田施肥多采用高效的、含有多种营养元素的复合肥料或混合肥料，在我国复合肥料的生产也在不断地发展。
