化學與生活(第二版)（簡體書）

《化學與生活》旨在讓學生獲取與生活息息相關的化學知識，並引導學生認識和理解生活中的化學現象，關注社會和生活中的化學問題，增強環保意識，提高基本的科學素養。同時，增強學生分析、解釋生活中化學問題的能力，提高學生的綜合素質。全書共分七章，主要內容包括：化學與生命、化學與環境、化學與能源、化學與材料、化學與食品安全、化學與日用品和綠色化學。本書注重基本概念和基本應用。同時，加入了新能源、新材料以及食品安全等當前熱點知識，內容涵蓋人們日常生活中衣、食、住、行的各個領域。語言通俗易懂，圖文並茂，實例生動，可讀性強。為方便教學，本書配有電子課件。

化學與生活是一門與人們的日常生活和人體健康緊密相關的化學課程，以公共選修課的形式進行開設，可以提高學生的綜合素質，學習化學與環境、健康、能源、材料、食品等之間聯繫的知識，為學生將來的就業和生活提供有效幫助。

前 言當今社會科學技術飛速發展，科技進步正在深刻地改變人們的生活。無論是科技發展、社會進步，還是人們的日常生活，無時無處不與化學有著密切的聯繫。生命和化學是緊密相連的，生命的過程充滿各種各樣的化學反應。若沒有化學變化，地球上就不會有生命，更不會有人類本身。本書章“化學與生命”從生命的化學基礎、細胞、遺傳與基因等四個方面介紹了化學與生命的關係，讓學生了解生命、關注營養與健康、熱愛生命。在世界人口日益增長、生產不斷發展、人類生活水平不斷提高的過程中，環境保護已成為當前和未來一項全球性的重大課題。保護和改善生產與生態環境，防治環境污染和其他公害是我國一項重要國策。在大多數情況下，環境污染主要是由化學污染造成的。本書在第二章“化學與環境”中，比較全面地介紹了環境污染的主要方面：大氣污染、水體污染、固體廢物污染、室內污染、食品污染、重金屬污染、農藥污染等，並介紹了上述污染防治的重要措施。使學生了解環境和社會發展的關係，並認識到環境污染的嚴重性、環境保護與環境改造的迫切性和可能性，進一步增強環境意識。能源是維持人類生存和發展的物質條件，發展工業、農業、國防以及提高人民生活水平都需要充足的能源。面對新技術革命的挑戰，常規能源已無法滿足需要，人類面臨的迫切問題是一方面要想方設法提高常規能源的使用效率，另一方面要積極探索和開發新型能源。在開發新能源的過程中，化學學科發揮了巨大的優勢。本書在第三章“化學與能源”中先介紹了常規能源，後又介紹了太陽能、氫能、核能、生物質能等幾種新型能源的基本知識及其發展情況，並且在化學電源中介紹了幾種新型化學電池的構造、工作原理及主要用途。材料是人類社會進步的重要標志，新材料的發明和利用與技術進步的關係非常密切。如果沒有半導體材料的工業化生產就不可能有目前的計算機技術；沒有現代化的高溫、高強度結構材料就沒有今天的航天工業；沒有低損耗的光導纖維就沒有當前正在快速發展的光通信……這些說明新材料是新興技術的基礎，是高新技術的突破口。本書在第四章“化學與材料”中重點介紹了金屬材料、無機非金屬材料、有機高分子材料和復合材料的基本知識，並對新型材料的主要類別進行了簡要介紹。“民以食為天”，食物是人類賴以生存的必需品。人體通過不斷攝取食物來獲取機體對各種營養物質的需要。食品安全關係到每個人的健康與生命，它不僅是人們預防疾病、增強體質的保證，更關係著國計民生。造成食品安全問題的因素是多方面的，化學物質就是影響食品安全的主要因素之一。本書在第五章“化學與食品”中系統介紹了化學與食品的關係，重點闡述了天然化學物、對人體有害化學元素、化學肥料、農藥、獸藥、化學添加劑、著色劑、防腐劑、保鮮劑、化學合成包裝材料等與食品安全相關的內容以及相應的解決措施。隨著化學工業的高速發展，各種化學合成劑大量使用，化學已與人們的日常生活緊密相關，它在改善人們的吃穿住行等方面起著非常重要的作用。化學的世界多姿多彩，在學習和生活實踐中多掌握一些化學知識總是能夠為我們的日常生活增添一些亮麗的色彩和更多的便捷。本書第六章“化學與日用品”中詳細介紹了生活中家庭日用品與化學的關係，包括洗滌用品、護膚美容用品、口腔衛生用品以及穿戴用品。幫助讀者在學習和理解日用品與化學關係的同時，合理地選用化學制品，保障健康生活。20世紀化學工業的發展對人類壽命的延長、食品的供給、生活質量的提高發揮了關鍵的作用，同時許多化學品的生產和使用也對生態環境造成了嚴重的破壞。面對日益惡化的生存環境，傳統的先污染後治理的方案往往難以奏效，因為不僅浪費了大量的資源和能源，而且在解決這一問題的同時又帶來新的問題。進入21世紀以來，人們對綠水青山的向往逐漸強烈，“綠色化學”不僅能遏制化學工業對環境污染的加劇，而且在一定程度上能解決現在的環境污染問題，也是實現經濟和社會可持續發展的有效手段。本書在第七章介紹了“綠色化學”，其核心是利用化學原理從源頭上減少或消除化學工業對環境的污染，實現清潔生產，充分利用參與反應的原料原子來實現“零排放”，以獲得原子經濟性，因而它對解決能源危機及環境污染起著關鍵作用。目前，我國（中）高職院校的化工類專業及相關專業都開設了化學類專業基礎課程，而非化工專業的學生已不再開設該類課程，僅靠職業高中或普通高中所學的化學知識，難以滿足全面提高學生綜合素質的要求。化學與生活是一門與人們的日常生活和人體健康緊密相關的化學課程，以公共選修課的形式開設，可以提高學生的綜合素質，普及化學與健康、環境、能源、材料、食品、日用品等之間聯繫的知識，為學生將來的就業和生活提供有效幫助。本次修訂版由陳浩文、李鐵軍主編，何曉春任副主編。章由邱鑫、何曉春、劉瑞霞編寫，第二、第三章由何曉春、嚴進編寫，第四章由馬群峰、何曉春、劉瑞霞編寫，第五章由李鐵軍、陳浩文編寫，第六章由陳浩文、何曉春編寫，第七章由陳海峰、邱鑫編寫。全書由陳浩文統稿。由於水平有限，加之時間倉促，難免有疏漏、不妥之處，懇請讀者予以批評指正。編者2020年1月版前言當今社會科學技術飛速發展，科技進步正在深刻地改變人們的生活。無論是科技發展、社會進步，還是人們的日常生活，無時無處不與化學有著密切聯繫。生命、環境、能源和材料成為當今與化學密切相關的四大科技和社會領域。生命和化學是緊密相連的，生命的過程充滿各種各樣的化學反應。若沒有化學變化，地球上就不會有生命，更不會有人類本身。教材在章“化學與生命”中從生命的化學基礎、細胞、遺傳與基因等四個方面介紹了化學與生命的關係，讓學生了解生命、關注營養與健康、熱愛生命。在世界人口日益增長、生產不斷發展、人類生活水平不斷提高的過程中，環境保護已成為當前和未來一項全球性的重大課題。保護和改善生產與生態環境，防治環境污染和其他公害是我國的一項重要國策。化學與環境有著密切聯繫，在大多數情況下，環境污染主要是由化學污染造成的。在第二章“化學與環境”中，比較全面地介紹了環境污染的主要方面：大氣污染、水污染、固體廢棄物污染、食品污染、重金屬污染、農藥污染、室內污染等，並介紹了上述污染防治的重要措施。使學生了解環境和社會發展的關係，並認識到環境污染的嚴重性，環境保護和環境改造的迫切性和可能性，進一步增強學生的環保意識。能源是維持人類生存和發展的物質條件，發展工業、農業、國防、科學技術以及提高人民生活水平都需要有充足的能源。面對新技術革命的挑戰，常規能源已無法滿足需要，人類面臨的迫切問題是一方面要想方設法提高常規能源的使用效率，另一方面要積極探索和開發新型能源。在開發新能源的過程中，化學學科發揮了巨大的優勢。教材在第三章“化學與能源”中介紹了太陽能、核能、氫能、生物質能等幾種新型能源的基本知識及其發展情況，並且在化學電源中介紹了幾種新型化學電池的構造、工作原理及主要用途。材料是人類社會進步的重要標志，新材料的發明和利用與技術進步的關係非常密切。如果沒有半導體材料的工業化生產就不可能有目前的計算機技術；沒有現代化的高溫、高強度結構材料就沒有今天的航天工業；沒有低損耗的光導纖維就沒有當前正在快速發展的光通信……這些說明新材料是新興技術的基礎，是高新技術的突破口。教材在第四章“化學與材料”中重點介紹了金屬材料、無機非金屬材料、有機高分子材料和復合材料的基本知識，並對新型材料的主要類別進行了簡要介紹。20世紀化學工業的發展對人類壽命的延長、食品的供給、生活質量的提高發揮了關鍵的作用，同時許多化學品的生產和使用也對生態環境造成嚴重的破壞。面對日益惡化的生存環境，傳統的先污染後治理的方案往往難以奏效，因為不僅浪費大量的資源和能源，而且在解決這一問題的同時又帶來新的問題。20世紀90年代後期綠色化學的興起，為人類解決化學工業對環境污染問題、實現經濟和社會可持續發展提供了有效手段。教材在第五章介紹了“綠色化學”，其核心是利用化學原理從源頭上減少或消除化學工業對環境的污染，實現清潔生產，充分利用參與反應的原料原子來實現“零排放”，以獲得原子經濟性，因而它對解決能源危機及環境污染起著關鍵作用。我國目前的教育體系中高（中）等職業學校非化工專業的學生就不再開設化學課程，但僅依靠中學、職業高中或普通高中所學的化學知識，難以滿足全面提高學生綜合素質的要求，所以我們積極倡導在高（中）等職業學校開設與社會、生活緊密相關的化學課程作為公共選修課，旨在普及化學與生命、環境、能源和材料等方面關係的知識，提高學生的綜合素質，培養能夠貫徹國家在能源、環境和可持續發展等方面的國策的後備軍，為國家經濟建設服務。本書由何曉春主編，嚴進、劉瑞霞副主編，張正兢主審。章由邱鑫、何曉春、劉瑞霞編寫，第二、三章由何曉春、嚴進編寫，第四章由馬群峰、何曉春、劉瑞霞編寫，第五章由陳海峰、邱鑫編寫。全書由何曉春統稿。本書配套有電子課件，供教學時使用。由於水平有限，加之時間倉促，難免有疏漏、不妥之處，懇請讀者予以批評指正。編者2007年11月 More

章化學與生命
節生命的化學基礎002
一、生命的定義002
二、生命起源與早期生物進化的探索002
三、生命的基本特徵006
四、人體中的營養素008
第二節生命的基本單位——細胞014
一、細胞的大小與形態015
二、細胞的化學成分015
三、細胞衰老與死亡017
四、腫瘤細胞與癌症018
第三節遺傳與基因021
一、遺傳與基因概述021
二、基因工程022

第二章化學與環境
節概述027
一、環境的變遷027
二、環境污染的危害028
三、綠色化學的誕生029
第二節大氣污染及控制030
一、大氣的組成030
二、大氣的主要污染源030
三、大氣污染的危害及控制032
四、顆粒污染物及其處理技術簡介035
五、氣態污染物的處理037
第三節水體污染與污水處理041
一、水體污染的形成原因041
二、水體的主要污染源041
三、水體主要污染物043
四、水體污染的危害045
五、廢水處理技術047
第四節固體廢物污染與控制051
一、固體廢物的來源與種類051
二、固體廢物的危害052
三、固體廢物的處理原則053
四、固體廢物的處理技術與方法054
五、白色污染057
第五節室內污染059
一、室內污染概述060
二、吸煙污染060
三、建築裝潢材料的污染063
第六節其他污染065
一、食品污染066
二、重金屬污染070
三、農藥污染072

第三章化學與能源
節概述075
一、能量是物質運動的基礎075
二、能源的定義和分類075
三、化學與能源的關係076
四、能源的變遷076
第二節常規能源078
一、煤078
二、石油081
三、天然氣085
四、能源危機086
第三節新能源087
一、太陽能088
二、氫能090
三、核能094
第四節生物質資源098
一、生物質資源概述098
二、我國生物質能發展現狀100
三、生物質能發展前景101
第五節化學電源103
一、化學電池分類104
二、鎳氫電池104
三、鋰電池105
四、燃料電池106

第四章化學與材料
節材料與人類社會進步和科技發展的關係109
一、材料是人類社會進步的裡程碑109
二、材料的發展促進了科學技術的進步110
三、新材料技術被列為世界各國重點發展的關鍵技術110
第二節金屬材料112
一、鐵、鑄鐵和鋼112
二、有色金屬及其合金114
三、金屬腐蝕與防護119
四、金屬的電鍍與化學鍍121
第三節無機非金屬材料122
一、水泥與混凝土122
二、玻璃124
三、陶瓷125
第四節有機高分子材料129
一、高分子與高分子材料129
二、高分子材料添加劑132
三、功能高分子材料133
第五節復合材料137
一、復合材料簡介138
二、復合材料增強體138
三、幾種復合材料139
第六節其他新材料143
一、形狀記憶合金143
二、超導金屬144
三、光導纖維144
四、導電陶瓷145
五、導電高分子材料145
六、納米材料147

第五章化學與食品
節化學與食品安全151
一、化學與食品產業151
二、化學對食品安全的影響151
三、化學與食品安全檢測152
第二節食品中的天然化學物156
一、食品中天然化學物的種類156
二、食品中天然化學物的危害157
三、植物性食品中化學毒素的毒性作用及其控制157
四、動物性食品中化學毒素的毒性作用及其控制158
五、真菌類食品中化學毒素的毒性作用及其控制159
第三節食品中的化學元素160
一、食品中的營養元素160
二、食品中對人體有害化學元素164
三、食品中對人體有害化學元素的控制措施166
第四節食品中的添加劑167
一、食品添加劑概述167
二、幾類常見食品添加劑的性質及使用標準169
第五節食品包裝中的化學知識178
一、食品包裝及化學污染178
二、包裝材料的衛生管理180
三、綠色食品包裝181
第六節食品中化肥、農藥與獸藥的污染186
一、化肥與食品安全186
二、化學農藥與食品安全188
三、獸藥與食品安全193
四、應對化學肥料、農藥、獸藥危害的措施195
第七節食品中其他化學污染物197
一、N-亞硝基化合物污染及其預防197
二、多環芳族化合物污染及其預防198
三、二吖惡英污染及其預防198

第六章化學與日用品
節洗滌用品202
一、洗滌劑的去污原理202
二、皂類洗滌劑203
三、洗衣粉207
四、液態洗滌劑210
五、清潔劑與護理劑214
第二節護膚美容用品216
一、人體皮膚的認識216
二、化妝品218
三、香水220
四、洗發水222
五、護發素223
第三節口腔衛生用品225
一、牙膏225
二、其他口腔清潔用品227
第四節穿戴用品229
一、服裝材料及其制品229
二、珠寶首飾232

第七章綠色化學
節綠色化學的研究背景239
第二節綠色化學概述242
一、綠色化學的定義242
二、綠色化學的基本原理（雙十二條原則）242
三、綠色化學的研究內容243
第三節綠色化學在化工實踐中的研究進展248
一、傳統化學過程的綠色化學改造248
二、資源再生和使用技術研究248
三、設計綠色化工產品研究249

參考文獻251

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