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第八章 化学与可持续发展
第二节 化学品的合理使用 课时1
1.知道化肥、农药合理施用的意义。
2.以阿司匹林制备为例,了解药物合成的一般思路与方法。
3.通过对抗酸药有效成分的探究,强化结构决定性质、性质决定用途的理念。
知识点一:化肥、农药的合理施用
1.化学品的分类
化学品
精细化学品
大宗化学品
包括医药、农药、日用化学品、食品添加剂等
包括,乙烯、硫酸、纯碱、化肥等
1798年,英国人口学家、经济学家托马斯·马尔萨斯在其著名著作《人口论》中提出:“人类注定要遭遇饥荒,地球已经达到了承载力极限。随着地球人口继续扩张,我们将面临无力生产充足粮食的局面。”
“化学农业之父”李比希
化学家弗里茨·哈勃
工业化农业模式(合成氨)
草木灰和粪便堆肥
这种现代农业模式在高歌猛进百年后逐渐暴露出诸多问题,如环境污染问题、食品安全问题、可持续性问题等等。这些问题从一点点的暴露,到如今已经越来越严重。
2.化肥的合理施用
益处和使用注意事项:保障农作物增产、减少农作物损失
如硝酸铵是一种高效氮肥,但受热或经撞击易发生爆炸,必须经过改良处理后才能施用。
施用化肥时需要考虑的因素
土壤酸碱性
作物的营养状况
化肥的本身性质
化肥的危害:
过量施用化肥的危害
部分化肥随着雨水流入河流和湖泊,造成水体富营养化,产生水华等污染
不合理施用化肥会影响土壤的酸碱性和土壤的结构
很多化肥易溶于水,过量施用造成浪费
3.农药的合理施用
【阅读课本108页】“滴滴涕的功与过”。总结滴滴涕的使用的功与过。
【思考与讨论】
①施用农药有哪些利与弊?
②农业生产中是否应继续施用化肥和农药?
杀虫活性较高较广,对人体的急性毒性较低,易生产、成本低。
防治疟蚊、跳蚤、苍蝇等,控制疟疾、伤寒、鼠疫、霍乱等传染病。挽救数千万人生命。
功
难代谢,对鸟类产生慢性毒害。
2A类致癌物。
长期使用DDT,一些害虫体内逐渐生成一种酶,催化DDT脱去HCl变成DDE。毒性降低,害虫具有抗药性。
过
农药
植物
无机物
有机合成农药
如除虫菊、烟草等
如波尔多液、石灰硫磺合剂等
有机氯农药
有机磷农药
氨基甲酸酯
拟除虫菊酯类农药
……
农药类别
发展方向:高效、低毒、低残留
农药施用
益处:可以防治病虫害
危害:农药对生态系统和自然环境的影响广泛而复杂
①破坏生态平衡
③可能造成土壤和作物残留超标
②可能引起昆虫的大量死亡
④可能对大气、地表水、地下水污染
农药对生态系统和自然环境的影响是广泛而复杂的
合理施用农药至关重要
药品包装盒上的OTC是什么含义?
知识点二:合理用药
1.药物的分类
药物
天然药物
合成药物
凭医生的处方才能从药房或药店获得的药物
处方药
非处方药
不需要凭医生处方,消费者可自行购买和使用的药物,标识为“OTC”
来源
使用
购买
目前大多数药物是合成药物
2.药物的作用机理
①改变机体细胞周围的物理、化学环境发挥药效,如抗酸药;
②更多的药物是通过药物分子与机体生物大分子的功能基团结
合而发挥药效
3.阿司匹林
(1) 制备
取代反应
水杨酸 乙酸酐 乙酰水杨酸 醋酸
催化剂
△
药物名称
主要成分
功能主治
用法用量
规格
有效期等等
严密监控
不良反应
1.胃肠道症状,剌激胃黏膜引起上腹不适及恶心呕吐,或引起胃溃疡及胃出血。
2.过敏反应,特异性体质者服用阿司匹林后可引起皮疹、血管神经性水肿及哮喘等
3.中枢神经性呕吐
4.肝损伤、肾损伤
5.缺铁性贫血
禁用情况
①有出血症状的溃疡病;
②血友病或血小板减少症;
③溃疡病或腐蚀性胃炎;
④葡萄糖-6-磷酸脱氢酶缺陷者;
⑤痛风;
⑥肝功能减退;
⑦可能引起心力衰竭或肺水肿;
⑧肾功能衰竭有加重肾脏毒性的危险。
学会阅读药物说明书
也要遵循合理用药的原则
4.合理用药应遵循原则及因素
主要考虑因素
药物
患者
剂量、剂型、给药途径及时间等。
年龄、性别、症状、心理及遗传等。
5.滥用药物危害
每个人都应做到合理用药,远离毒品
原则:安全、有效、经济、适当等原则
(1) 滥用安眠药或镇静剂、抗生素、兴奋剂对人体产生严重的影响。
(2) 吸食毒品对个人和社会带来极大危害。
抗生素属于处方药,具有良好的抗菌作用,但同时也会产生抗药性,并且还会出现一些毒副作用,这些问题已经日益为人们所关注。抗生诱发细菌产生抗体,这种抗体是可以传递的。例如,青霉素在早期使用中,可以治疗大多数细菌引起的疾病,如肺炎、脑膜炎、破伤风、淋病等,但现在临床治疗中常常无效。另外,抗生素会产生副作用,轻则出现皮疹,重则出现贫血症状,甚至休克、死亡。
【抗生素的利与弊】
化学学科在药物设计合成中的推进作用
20世纪70年代,我国科学家从传统中药中成功分离提取出抗疟疾有效成分青蒿素,他们对青蒿素分子进行结构修饰和改造,得到了一系列抗疟疾新药,挽救了成千上万人的生命,为治疗这种影响人类健康的疾病作出了巨大贡献。我国科学家屠呦呦因青蒿素的研究获得2015年诺贝尔生理学或医学奖。
抗酸药能中和胃里过多的胃酸,下图是抗酸药胃舒平说明书,根据说明书,回答下列问题
成分:本品为复方制剂,每片含主要成分氢氧化铝0.245克,碳酸镁0.105克,颠茄流浸膏0.0026毫克
性状:本品为白色片剂
适应症:用于缓解胃酸过多引起的胃痛、反酸,慢性胃炎
用法用量:口服,成人一次2~4片,一日3次,饭前半小时或胃痛发作时嚼碎后服用
不良反应:便秘,长期服用可引起骨质疏松等,肾功能不全者禁用
有效期:36个月
【思考与讨论】
(1)已知胃舒平的主要成分是Al(OH)3和MgCO3,胃酸的主要成分是盐酸,用化学方程式解释胃舒平治疗胃酸过多的原理。
Al(OH)3+3HCl = AlCl3+3H2O MgCO3+2HCl=MgCl2+CO2↑+H2O
(2)一些抗酸药中的主要成分是碳酸氢钠,写出NaHCO3和胃酸作用的离子方程式。分析胃溃疡患者能否使用碳酸氢钠类抗酸药物。
HCO3- + H+ = H2O + CO2 ↑ 碳酸氢钠与胃酸作用生成大量二氧化碳使胃内压强增大,胃溃疡患者易形成胃穿孔。
(3)怎么设计实验证明胃舒平药片中含有氢氧化铝?写出相关的离子反应方程式?
【提示】 可以利用Al(OH)3的两性来验证
H++OH-=H2O
Al(OH)3+3H+===Al3++3H2O
方案1:取3片胃舒平药片碾碎,置于试管中,加入适量的氢氧化钠溶液,过滤,取滤液,向滤液中加入稀盐酸至过量
现象:向滤液中加入稀盐酸,先生成白色沉淀,后沉淀完全溶解
方案2:取3片胃舒平药片碾碎,置于试管中,加入足量的稀盐酸,充分反应,过滤,取滤液,向滤液中加入稀氢氧化钠溶液至过量
现象:向滤液中加入稀氢氧化钠溶液,先生成白色沉淀,后沉淀又部分溶解
相关离子方程式:Al(OH)3+3H+=Al3++3H2O
MgCO3+2H+=Mg2++CO2↑+H2O
H++OH-=H2O,Al3++3OH-=Al(OH)3↓
Mg2++2OH-=Mg(OH)2↓
练一练
(1)大雨天追肥有利于农作物的吸收( )
(2)硝铵(NH4NO3)可直接作化肥使用( )
(3)豆科植物在生长过程中不需要经常施用铵态化肥( )
(4)化肥、农药可以促进农作物的生长,提高农作物产量,因此可大量施用( )
(5)既然农药、化肥的施用有危害,因而就不施用( )
(6)石灰硫黄合剂是一种植物杀菌剂,是合成农药( )
1.【判断正误】
×
×
√
×
×
×
2.在农业生产中是否应该继续施用化肥和农药的小组辩论中,正方小明和反方小刚分别叙述了自己的观点:
(1)下面事实不能支持小明观点的是______(填字母,下同)。
A.可以解决快速增长的人口吃饭问题
B.可以促进农作物生长,杀灭害虫,形成良性的生态循环
C.合成农药用量少、见效快
D.降低了农业生产成本,可以促进农业机械化、规模化发展
B
(2)持反方观点的小刚从生态系统、害虫的抗药性及食品中化肥、农药的残留等方面进行了驳斥,下列两例事实是小刚对滥用杀虫剂造成的恶性循环的论证:事实1.在远离施药地的南极,在海鸟和鱼体都检测出了某些农药成分。事实2.喜马拉雅山的积雪中也发现了某些农药成分。这些事实说明________。
A.农药、化肥被考察队或登山者带到南极或高山上
B.农药、化肥的滥用已影响到全球的生态循环
C.农药、化肥成分可以在生态链中富集,导致生物链系统发生变化
BC
3.“六六六”是一种有机杀虫剂,高效、低毒、杀虫活性宽广,其结构简式
为 ,下列说法正确的是( )
A.属于烃类化合物
B.分子式为C6H6Cl6
C.该化合物易溶于水
D.该化合物对光、空气等表现不稳定,容易降解
B
4.常见药阿司匹林的主要成分是乙酰水杨酸,它是由水杨酸和乙酸酐发生如下反应制得的,下列说法正确的是( )
A. 阿司匹林是解热镇痛药,只要有需要便可自行长期大量服用
B. 水杨酸和乙酰水杨酸结构中官能团的种类和数目都不相同
C. 水杨酸与乙酸发生酯化反应,也可以生成乙酰水杨酸
D. 水杨酸和乙酰水杨酸都具有酸性
C D
催化剂
△
催化剂
△
化肥、农药和药品的使用
化肥
农药
药品
施用化肥时需要考虑的因素
过量施用化肥的危害
土壤酸碱性
作物的营养状况
化肥的本身性质
过量施用造成浪费
造成水体富营养化,产生水华等污染
影响土壤的酸碱性和土壤的结构
不合理施用农药的危害
破坏生态平衡
可能引起昆虫的大量死亡
可能造成土壤和作物残留超标
可能对大气、地表水、地下水污染
处方药和非处方药
合理用药应遵循原则及因素
处方药:凭医生的处方才能从药房或药店获得的药物
非处方药:不需要凭医生处方,消费者可自行购买和使用的药物,标识为“OTC”
原则:安全、有效、经济、适当等
剂量、剂型、给药途径及时间等
年龄、性别、症状、心理及遗传等