化学与人类文明

化

学

与

人

类

文

明

学院：计算机学院学号：080605103 姓名：高凯乐

一、中国能源结构及世界能源平均结构有何差异，你对矿

物质能源危机有何认识，人类将怎样应对能源危机。

答：世界能源消费构成中原油占36.8%,天然气占23.7%,煤炭占27.2%,水电占6.2%,核电占6.1%。而在中国的能源消费结构中,煤炭占据了主导地位,所占比重为67.7%,石油为22.7%,水电、核电、风能、太阳能为7%,天然气所占比重仅为2.6%（2004年数据）。

由于近十年来人类的飞速发展对物质能源产生了巨大的需求，全球的物质能源正在飞速的消耗着。世界经济的现代化，得益于化石能源，如石油、天然气、煤炭与核裂变能的广泛的投入应用。这一经济的资源载体将在21世纪上半叶迅速地接近枯竭。石油储量的综合估算，可支配的化石能源的极限，大约为1180~1510亿吨，以1995年世界石油的年开采量33.2亿吨计算，石油储量大约在2050年左右宣告枯竭。天然气储备估计在

131800~152900兆立方米。年开采量维持在2300兆立方米，将在57~65年内枯竭。煤的储量约为5600亿吨。1995年煤炭开采量为33亿吨，可以供应169年。铀的年开采量目前为每年6万吨，根据1993年世界能源委员会的估计可维持到21世纪30年代中期。核聚变到2050年还没有实现的希望。化石能源与原料链条的中断，必将导致世界经济危机和冲突的加剧，最终葬送现代市场经济。

随着近年环保理念的推广，替代能源和无污染能源也得到了一定的开发和使用。相信随着科技的发展和人们对生活环境的重视的提

升，新能源定会呈出不穷，给人们生活带来巨大改变。大力发展可

再生资源，用可再生能源和原料全面取代生化资源，进行一场新的工业革命，不仅是出于生存的原因；与之相连的是世界经济可获得持续的发展。在这种世界经济中，高科技术和生态可以承载的区域性经济形式将得以发展。可再生能源主要有如下方面：以太阳能的利用为主的可再生能源潜力极大。光热利用在中欧和北欧等缺少阳光的地区，已经出现了一些完全依赖阳光供暖的建筑物（应用比较理想的热与热交换系统）。生物质燃料能源目前全球农用面积约为1000平方公里。约有4000万平方公里的土地为森林覆盖，荒漠地区的面积约为4900万平方公里。光合作用

的年产量（包括自然生长的植物和粮食生产）目前大约是2200

亿吨干坏料，这大约相当于每年80亿吨生化资料所提供的能量，只需不到1200平方公里的可耕地和林地面积（不计沼气的能力）。氢能源利用自然界大量存在的水，由电解水产生氢或由太阳能光催化水分解氢。小水电与潮汐发电也可提供可观的电力。风

力发电丹麦是风力发电大国，现有6300座风力发电机，提供13%的电力需求。总之，可再生能源的利用潜力很大，完全可满足人类社会可持续发展的能源的需求。

二、在保证人类衣食住行等基本条件中，化学曾有何贡献，

举一二例说明。

答：原始人类从用火之时开始，由野蛮进入文明，同时也就开始了用化学方法认识和改造天然物质。燃烧就是一种化学现象。掌握了火以后，人类开始熟食；逐步学会了制陶、冶炼；以后又懂得了酿造、染色等等。

现代生活离不开化学物质。从衣服鞋帽到饮食器具，从塑料制品、罐头食品、化妆品到家具、洗涤剂等等，多多少少都与化学品有关。世界上化学品已达500多万种，进入环境的化学物质有9万多种。合成纤维服装具有挺括、耐磨、不变形等特点；氯纶纤维制品带着负离子，对治疗关节炎有一定作用。

化学和人类的生活息息相关，比如，1904年W. 拉姆赛（英国人）发现空气中的惰性气体。这一气体在人类的生活中得到了广泛的应用，比如电灯泡中充有惰性气体等等。

又如1961年M. 卡尔文（美国人）提示了植物光合作用机理，是人类理性化的认识了这一过程，对人们的生活产生了巨大的影响。化学也让人们了解到为什么明矾能够用来净水，为什么墨水会有沉淀。也让我们了解到水垢的来源以及怎么去除水垢等等。

三、什么叫传统材料，什么叫新兴材料，简述这两类材料

在工程实践中的作用。

答：所谓材料,是指人类用来制作有用物件的物质;材料是人类生存和发展的物质基础,是人类社会文明的重要支柱.新材料则是指最近发展或正在发展之中的具有比传统材料更为优异的性能的一类材料。

传统材料包括金属材料，如铜,铝,钢铁；无机非金属材料:如水泥,陶瓷,玻璃；有机合成材料:如塑料,橡胶,合成纤维。传统的金属材料在工程实践中用途很大，表现在：用途大（如钢铁，年消耗全世界8~9亿吨，中国年产钢1亿吨）；用途广（遍及几乎所有国计民生的各个领域，如机械、交通运输、建筑、冶金、国防军工）。传统无机非金属材料中的硅酸盐材料，因构成材料的主要物质为硅酸盐，包括用陶土制作粗陶制品，花盆，彩陶等；采用更高级的材料制作的精陶。

在新的世纪里，会有更多的新材料问世，传统材料的性能得到进一步提高，复合材料使用日益广泛，陶瓷复合材料由于极好的耐高温性能和低密度，越来越多地应用到高温耐磨的热部件上传统的金属材料不断被新研制的先进合金材料所代替，如Al－Li合金，钛合金等这些新兴材料，以及更轻，更好的强度和更耐热的特性在工程实践中逐渐得到广泛应用。为适应特种飞机的特种需要出现了特种材料，如航空电子器件用的高温超导材料和专用于作战飞机隐身的吸波材料和导电塑料等这些都是新兴材料的应用。金属材料朝更轻、更强、耐高温、抗腐蚀、抗疲劳，生产成本更低，结构功能一体化的方向发展。

四、人体中哪些是宏量元素，哪些是微量元素，各列举一二例说明其作用。

答：目前人体中的宏量元素包括：钙、钾、磷、硫、氯、镁、钠。

它们多以矿物盐的形式存在人体，如骨骼以及牙齿中的钙和磷，蛋白质中的硫、磷和氯等；人体体液中的钾和钠。宏量元素在机体中的主要生理作用是维持细胞内、外液的渗透压的平衡，调节体液的酸碱度，形成骨骼支撑组织，维持神经和肌肉细胞膜的生物兴奋性，传递信息使肌肉收缩，使血液凝固以及酶活化等。任何一种元素的缺失或者过量都有可能导致机体发生异常甚至病变。

比如说钙，我们每日推荐摄入量：800～1000mg之间。

最佳食物来源：奶制品、豆制品、虾皮、花生等钙是人体内含量最多的宏量元素，最明显的作用就是强健骨骼和牙齿，以及预防骨质疏松症。

对于微量元素来说目前已知有14种微量元素为人体所必需，即铁、锌、铜、碘、锰、钼、钴、硒、铬、镍、锡、硅、氟、钒。

这些微量元素也是我们每天都必须要吸收的。比如说锌，每日推荐摄入量：15-20mg。

锌的最佳食物来源：肉食海鲜（牡蛎、红色肉类、动物肝脏）、坚果、酸奶、大豆等一提起锌，人们脑海里总是立刻浮现出一个词：生成能力。的确，从生成新皮肤和精子细胞到激发免疫系统的活力，锌时时刻刻都在辛勤地制造着人体所需的细胞，维护着