第十一单元 化学与社会

自学建议 🌟

1. 这一单元最"接地气"，讲的就是化学和你的健康、你穿的衣服、你家的燃料有什么关系。带着"我今天吃的东西、穿的衣服分别和化学有啥关系"去预习，收获更大。
2. 元素和健康要"对号入座"：钾钠管平衡、钙管骨骼牙齿、铁管造血、氟管牙齿、碘管甲状腺。记清"缺了会怎样、过量又会怎样"。
3. 六大营养素要记全：蛋白质、糖类、油脂、维生素、无机盐、水。其中糖类是主要供能物质，葡萄糖氧化的方程式要会写。
4. 材料分类理清边界：金属材料 / 无机非金属材料 / 高分子材料（天然+合成）/ 复合材料。纤维用灼烧闻气味来鉴别。
5. 看到化学品合理使用、资源回收、低碳行动这类社会话题，试着用自己的话发表一点看法——化学不是只做题，更关乎我们怎么生活。

单元导学（学习目标）

学完这一单元，你要能：

• 说出人体必需元素（常量元素、微量元素）及其与人体健康的关系，区分有机化合物与无机化合物。
• 认识食物中的六类营养物质，知道葡萄糖氧化的化学方程式，懂得合理膳食、食品安全与合理用药。
• 了解化学在能源开发、材料研制、资源利用与环境保护中的作用，能区分常见材料并鉴别棉纤维、羊毛纤维与涤纶。
• 初步形成绿色、低碳、循环发展和人与自然和谐共生的观念。

课题1 化学与人体健康

我们吃进去的、喝进去的，本质上都是化学物质。本课题从"人体里有哪些元素""缺了会怎样"，聊到"一日三餐里的营养素"，最后说说合理用药。

一、人体中的元素

所有的生命都起源于自然，人体通过新陈代谢与环境进行着物质和能量交换，因此人体中的元素在自然界都能找到。按在人体中含量的高低，可分为常量元素和微量元素。

（一）常量元素与微量元素

类别	含量	包含元素
常量元素	> 0.01%	O、C、H、N、Ca、P、K、S、Na、Cl、Mg（共 11 种，其质量占人体质量的 99% 以上）
微量元素	< 0.01%	Fe、Zn、F、I 等（含量虽少，也是维持人体正常生命活动所必需的）

记忆口诀："常量十一真不少，氧碳氢氮钙磷钾硫钠氯镁；微量虽少不能缺，铁锌氟碘记心怀。"

存在形式：人体中的 O、C、H、N 主要以蛋白质、脂肪、糖类、核酸等有机化合物和水的形式存在；其余元素主要以无机盐的形式存在于骨骼和体液中。这些元素有些是构成人体组织的重要成分，有些能够调节人体的新陈代谢。

易错提醒："微量"不等于"可有可无"。常量元素和一些微量元素都是人体必需的，而且必需元素摄入不足或摄入过量都不利于健康。

（二）有机物与无机物

• 有机化合物（简称有机物）：通常指含碳元素的化合物，如糖类、蛋白质、油脂、核酸、CH₄ 等。
• 无机化合物（简称无机物）：不含碳元素的化合物，以及 CO、CO₂ 和碳酸盐等，都属于无机化合物。

辨析：不能简单地用"含碳就是有机物"来判断。CO、CO₂、CaCO₃、Na₂CO₃ 虽然含碳，但按教材规定属于无机化合物，这是考试的高频陷阱。

（三）元素对人体健康的影响

人体中的元素通过新陈代谢保持含量相对稳定，各种元素各司其职，摄入不足或过量都会影响健康（对应教材表 11-1）：

元素	类别	对人体健康的影响	14~18 岁每天适宜（推荐）摄入量
钾 K	常量	主要以 K⁺ 的形式存在于细胞内液，对维持体内酸碱平衡和神经、肌肉的功能等有重要意义；缺钾会引起肌肉无力和心律失常，影响肾功能	2 200 mg
钠 Na	常量	主要以 Na⁺ 的形式存在于细胞外液，对维持体内水量的恒定、酸碱平衡和血压等有重要意义；缺钠会引起血压降低和肌肉痉挛，摄入过多会增加患高血压和心血管疾病的风险	1 600 mg
钙 Ca	常量	人体骨骼和牙齿的重要成分；幼儿及青少年缺钙易患佝偻病、生长发育不良，老年人缺钙会导致骨质疏松和骨折	1 000 mg
铁 Fe	微量	血红蛋白的重要成分，参与体内氧气的运输，有助于维持正常的造血功能；缺铁会引起贫血	16~18 mg
氟 F	微量	主要存在于骨骼和牙齿中；缺氟易产生龋齿，摄入过量会引起氟斑牙和氟骨症	1.5 mg
碘 I	微量	甲状腺激素的重要成分；成人缺碘会引起甲状腺肿大，儿童缺碘会影响生长和智力发育；碘摄入过量也会引起甲状腺肿大	0.12 mg

⚠️ 有害元素：人体如果摄入**汞（Hg）、铅（Pb）、镉（Cd）**等元素，会对健康造成损害（教材提示可查阅"痛痛病""水俣病"的由来，思考如何避免有害元素危害环境和人体健康）。

💡 补充：人体摄入锌（Zn）不足会引起多种疾病，缺锌者可在医生指导下服用**葡萄糖酸锌（C₁₂H₂₂O₁₄Zn）**口服液补锌。

易错提醒：补铁、补钙、补锌、加碘食盐中所说的"铁、钙、锌、碘"，指的都是元素，不是相应的单质。

🧪 生活例子：喝牛奶、吃豆制品补钙；剧烈运动大量出汗后喝运动饮料，可补充随汗液流失的钠、钾等元素（看看饮料营养成分表里的"钠含量""钾含量"就明白了）。

二、合理膳食——六大营养素

谷物、蔬菜、水果、肉类等食物看似千差万别，但从化学的角度看，其成分主要是 水、糖类、蛋白质、油脂、无机盐（也被称为矿物质）和维生素 这六类营养物质。

糖类、蛋白质等相对分子质量较大的有机物分子进入人体后，会在酶的作用下生成容易被人体吸收利用的小分子物质。

（一）糖类（主要供能物质）

• 常见糖类：淀粉 (C₆H₁₀O₅)ₙ、葡萄糖 C₆H₁₂O₆ 等。
• 消化与氧化过程：粮食中的淀粉属于糖类，在消化道内与水发生一系列反应，最终生成葡萄糖；葡萄糖在体内经缓慢氧化，最终生成二氧化碳和水，同时为生命活动提供能量。
• 化学方程式：${\mathrm{C}}_6{\mathrm{H}}_{12}{\mathrm{O}}_6+6{\mathrm{O}}_2\frac{\underset{―}{\mathrm{酶}}}{}6{\mathrm{CO}}_2+6{\mathrm{H}}_2\mathrm{O}$
• 食物中的糖类是人体主要的供能物质。
• 🍚 生活例子：米饭、馒头、甘薯、马铃薯富含淀粉，吃进去后消化成葡萄糖被吸收利用。
• 易错提醒：淀粉虽然没有甜味，但确实属于糖类——"糖类"不等于"有甜味的糖"。

（二）蛋白质（生命的基础）

• 食物中的蛋白质进入人体后，在消化道内与水反应生成氨基酸。
• 氨基酸在人体内有两条去路：① 重新合成人体所需要的多种蛋白质，促进生长发育；② 被氧化，生成尿素、二氧化碳和水等物质，同时放出能量。
• 🥚 来源：牛奶、鸡蛋、肉类、鱼虾、豆制品等。
• 易错提醒：食物中的蛋白质不能被人体直接用于生长发育，必须先水解成氨基酸，再重新合成人体自身的蛋白质。

（三）油脂（备用能源）

• 植物油脂在常温下一般呈液态，习惯上称为油（如花生油、豆油）；动物油脂一般呈固态，习惯上称为脂肪。
• 食物中的油脂在人体内氧化时，比相同质量的糖类能放出更多的能量；人体内的脂肪是重要的备用能源。
• 🥑 来源：植物油、动物脂肪、坚果等。

（四）维生素、无机盐和水

• 水：人体内水的质量分数为 60%～70%，是人体中含量最多的物质，能运输营养物质、参与体内的化学反应、调节体温。
• 无机盐（矿物质）：人体中除 O、C、H、N 以外的元素主要以无机盐的形式存在于骨骼和体液中，既参与构成人体组织，又能调节新陈代谢。
• 维生素：人体需要量小，但对维持身体健康不可缺少（如维生素 A：C₂₀H₃₀O；维生素 C：C₆H₈O₆），主要通过蔬菜、水果等食物摄取，不能当作补药长期大量服用。
• 🔗 跨学科链接（生物学）：长期缺乏维生素 A 易患夜盲症，长期缺乏维生素 C 易患坏血病——教材鼓励你结合生物学、体育与健康课程的知识一起思考。

📌 合理膳食：不仅要按时适量进餐，避免营养不足或营养过剩，还要有合理的膳食结构，保证营养均衡。可参照"中国居民平衡膳食宝塔"：盐 <5 g、油 25~30 g、奶及奶制品 300~500 g、大豆及坚果类 25~35 g、动物性食物 120~200 g（每周至少 2 次水产品、每天一个鸡蛋）、蔬菜类 300~500 g、水果类 200~350 g、谷类 200~300 g、薯类 50~100 g、水 1 500~1 700 mL，每天活动 6 000 步。

🛡️ 食品安全：要避免摄入变质食物和有毒、有害物质。我国制定的《中华人民共和国食品安全法》等法律、法规和一系列食品安全国家标准，对食品的原料选择、生产加工、运输储存和监督管理等环节提出了严格要求。

三、合理用药

保持身心健康，不仅需要选择健康的生活方式、合理膳食，患病时还要及时治疗。

• 什么是药物：药物是用于预防、治疗、诊断疾病的化学物质，如主要来源于植物、动物和矿物等的中药，以及使用化学或生物方法人工合成的药物。
• 怎样合理用药：遵从医生和药师的要求，仔细阅读药物说明书，在正确的时间以适当的剂量和方式用药，才能充分发挥药效、减少药物对人体的不良影响。
• 抗生素不能滥用：抗生素滥用会导致细菌产生耐药性，青霉素等抗生素必须凭处方购买，并在医师的指导下合理使用。
• 消毒防腐药：用来杀灭病原微生物或抑制其生长，一般用于体表、医疗器械及环境的消毒防腐，如碘、过氧化氢、次氯酸钠、乙醇、苯酚、甲醛以及含汞、银的化合物等，须在规定剂量和范围内使用。
• 🚫 远离毒品：毒品会严重损害人体器官，并使人产生强烈的药物依赖性，对个人、家庭和社会危害极大，青少年一定要珍爱生命、远离毒品。
• 🏅 中国骄傲：青蒿素是我国科学家从传统中药中提取的抗疟疾有效成分，屠呦呦研究员因此获得 2015 年诺贝尔生理学或医学奖。
• 💊 理解"是药三分毒"：像常用解热镇痛药对乙酰氨基酚，服用前一定要读说明书，按说明用药以避免不良反应。

课题2 化学与可持续发展

化学不仅管"吃药看病"，还管"用什么能源、穿什么衣服、怎么保护环境"。本课题看化学如何支撑可持续发展。

一、化学与能源利用

人类长期依赖化石能源（煤、石油、天然气），但它们不可再生，直接燃烧应用范围有限且污染严重。为了改变传统的能源利用方式，化学做两件大事：

1. 把化石能源转化为清洁、便利的二次能源（如电能、石油制品等）；也可通过化学反应把煤、石油和秸秆等生物质转化为煤气、沼气等清洁燃料和化工原料。例如我国建成的煤制乙醇工厂，采用了自主研发的新型催化剂和环境友好合成路线，实现煤的清洁利用。
2. 开发可再生和环境友好的新能源：风能、太阳能、氢能、生物质能等。
   • 电解水制氢：我国已建成光伏电解水制氢工厂，氢气燃烧的产物只有水，是清洁燃料；
   • 风力发电：我国生产的超大型复合材料风电叶片已投入使用；
   • 光伏电池、燃料电池、电动汽车锂离子电池的生产，都是化学大显身手的重要领域。

🌬️ 科技视野·风电制氢：风能是绿色清洁能源，但受天气状况影响大，风力发电输出不均衡，风电输送和消纳存在困难。我国利用高原和海上丰富的风能资源发展风电，并通过风电电解水制氢，有效克服了风电的天然缺陷，实现了自然资源利用、生态环境保护与经济社会高质量发展的有机统一。

🚗 生活例子：电动汽车的锂离子电池、屋顶的光伏板，背后都是化学与材料科学的功劳。

辨析：煤、石油、天然气、风能、太阳能等直接从自然界获取的是一次能源；由一次能源转化而来的电能、石油制品、氢能等是二次能源。化学的作用，正是把"不好用"的能源变成"好用"的二次能源。

二、化学与材料开发

材料是人类文明的基石。按成分，材料可分为四大类：

材料大类	举例
金属材料	钢铁、铝合金、铜合金
无机非金属材料	玻璃、陶瓷、水泥
高分子材料	天然（天然橡胶、棉、羊毛）+ 合成（塑料、合成纤维、合成橡胶）
复合材料	碳纤维复合材料、玻璃钢、芳纶复合材料

（一）高分子材料

• 高分子的相对分子质量比较大（通常在 1 万以上），淀粉、蛋白质、橡胶等高分子的相对分子质量可达几十万，甚至上百万。
• 高分子都是由大量小分子聚合而成的聚合物，具有链状或网状结构。
• 天然高分子材料：天然橡胶，以及棉花、羊毛等天然纤维（淀粉、蛋白质也是天然高分子）。
• 人工合成的高分子材料简称合成材料。

（二）合成材料（三大合成材料）

合成材料	主要性能	常见类型	应用举例
塑料	密度小，耐腐蚀，易加工	聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯、聚酯等	绝缘材料、包装材料、农用薄膜、管道、机械零件等
合成橡胶	弹性和绝缘性好	顺丁橡胶、丁苯橡胶、异戊橡胶、硅橡胶等	轮胎、密封制品、防护用品等
合成纤维	强度高，弹性好，耐磨，耐腐蚀	丙纶（聚丙烯纤维）、涤纶（聚对苯二甲酸乙二酯纤维）、腈纶（聚丙烯腈纤维）等	纺织原料、过滤材料、建筑材料等

合成材料的优势：与天然高分子材料相比，合成材料在某些方面性能更优异，而且便于大规模工业化生产、成本较低、产量稳定。例如：年产 10 万吨的合成纤维厂，产量相当于约 8 万公顷棉田一年的产棉量，或约 2 000 万只绵羊一年的产毛量；年产 10 万吨的合成橡胶厂，产量相当于约 15 万公顷橡胶林一年的产胶量。

易错提醒：合成材料是对天然高分子材料的重要补充，不是"取代"；两者都是由小分子聚合而成的聚合物。

（三）复合材料与新型材料

• 复合材料：把几种材料复合起来，综合各组分性能的优点。如碳纤维复合材料、玻璃纤维增强塑料（玻璃钢）、芳纶复合材料等。
• 功能材料：还开发了大量具有光、电、磁等特殊性质的功能材料。
• ✈️ 实例：我国研制的大型军用运输机运-20，其发动机、防护涂层和机体使用了多种新型合金材料、合成材料及复合材料，提高了航程和运载能力。
• 易错提醒：玻璃钢不是金属材料，它是玻璃纤维增强塑料，属于复合材料（名字里有"钢"是陷阱）。

（四）纤维鉴别——灼烧法（教材"探究"栏目）

教材要求：区分棉纤维、羊毛纤维和涤纶。三种纤维的主要成分都属于有机物，都可以燃烧，但成分不同，燃烧时的现象和产物的状态不同。实验时用坩埚钳夹持纤维点燃，观察并记录现象。

纤维	类别	灼烧现象	气味
羊毛纤维（蛋白质）	天然纤维	卷曲成团、灰烬易捻碎	烧焦羽毛味
棉纤维（纤维素）	天然纤维	燃烧快、灰烬为灰白色粉末	烧纸味
涤纶（聚酯）	合成纤维	先熔化收缩成球、灰烬硬而不易碎	特殊气味

🧪 生活小实验：从旧毛衣、棉 T 恤、涤纶布料上各抽一根线，分别夹持后点燃、闻一闻，差异立刻分明（务必远离可燃物、注意安全）。

易错提醒：羊毛是蛋白质纤维，所以烧起来有烧焦羽毛味；棉花是纤维素，所以是烧纸味；别把两者记反。

三、化学与资源利用、环境保护

社会的可持续发展要以自然资源的合理开发和利用为基础。如果对物质的获取、使用或处理不当，就会引发一系列环境和社会问题。

• 物质的转化贯穿资源利用的每个环节：资源 → 生产 → 产品 → 使用 → 回收 →（废弃物），每个环节都离不开物质的转化，都与物质的组成、结构、性质和应用密切相关，而这些正是化学的研究对象。
• 垃圾是放错位置的资源：塑料垃圾应分类回收、资源化利用。我国制定了塑料包装制品回收标志，如 01 PET（聚对苯二甲酸乙二酯）、02 PE-HD（高密度聚乙烯）、03 PVC（聚氯乙烯）、04 PE-LD（低密度聚乙烯）、05 PP（聚丙烯）、06 PS（聚苯乙烯）。废电线、汽水瓶、旧书报、旧衣物、旧塑料袋都可以回收利用。
• "绿色化学"理念：提倡从源头避免有害物质的使用与排放，在科学研究和工业生产中选择环境友好的化学反应过程，如选择副反应少的化学反应、用水作反应物的溶剂、选择无毒无害的反应物作原料等；而"产生有害废弃物后再治理"不符合绿色化学理念。
• 二氧化碳的捕集、封存和利用：CO₂ 既是光合作用的原料，也是一种温室气体，对它的捕集、封存和利用，对绿色低碳和可持续发展具有重要意义。
• 发展要守的底线：化学与相关技术的发展，遵循增进人类福祉、尊重生命权利、合理控制风险等原则，充分考虑资源供给和环境承载能力。

辨析：不能因为"煤燃烧会污染环境、增加碳排放"就说"应停止使用煤"。正确做法是清洁高效利用 + 开发新能源，逐步改变能源结构。

🌍 核心思想：化学本身不是污染的源头，不科学的使用方式才是。走绿色、低碳、循环发展之路，充分考虑资源供给与环境承载能力，才能促进人与自然和谐共生。

结语

从舌尖上的营养素，到身上的衣服、脚下的土地、头上的蓝天——化学无处不在。本单元告诉我们：化学不是冷冰冰的公式，而是守护健康、创造材料、点亮能源、守护环境的力量。当你用化学的眼光重新审视日常生活，会发现：化学，让生活更美好。恭喜你，初中化学全部单元预习完成！🎉