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第八章 化學(xué)與可持續(xù)發(fā)展
第二節(jié) 化學(xué)品的合理使用 課時(shí)1
1.知道化肥、農(nóng)藥合理施用的意義。
2.以阿司匹林制備為例，了解藥物合成的一般思路與方法。
3.通過(guò)對(duì)抗酸藥有效成分的探究，強(qiáng)化結(jié)構(gòu)決定性質(zhì)、性質(zhì)決定用途的理念。
知識(shí)點(diǎn)一：化肥、農(nóng)藥的合理施用
1.化學(xué)品的分類
化學(xué)品
精細(xì)化學(xué)品
大宗化學(xué)品
包括醫(yī)藥、農(nóng)藥、日用化學(xué)品、食品添加劑等
包括，乙烯、硫酸、純堿、化肥等
1798年，英國(guó)人口學(xué)家、經(jīng)濟(jì)學(xué)家托馬斯·馬爾薩斯在其著名著作《人口論》中提出：“人類注定要遭遇饑荒，地球已經(jīng)達(dá)到了承載力極限。隨著地球人口繼續(xù)擴(kuò)張，我們將面臨無(wú)力生產(chǎn)充足糧食的局面。”
“化學(xué)農(nóng)業(yè)之父”李比希
化學(xué)家弗里茨·哈勃
工業(yè)化農(nóng)業(yè)模式（合成氨）
草木灰和糞便堆肥
這種現(xiàn)代農(nóng)業(yè)模式在高歌猛進(jìn)百年后逐漸暴露出諸多問(wèn)題，如環(huán)境污染問(wèn)題、食品安全問(wèn)題、可持續(xù)性問(wèn)題等等。這些問(wèn)題從一點(diǎn)點(diǎn)的暴露，到如今已經(jīng)越來(lái)越嚴(yán)重。
2.化肥的合理施用
益處和使用注意事項(xiàng)：保障農(nóng)作物增產(chǎn)、減少農(nóng)作物損失
如硝酸銨是一種高效氮肥，但受熱或經(jīng)撞擊易發(fā)生爆炸，必須經(jīng)過(guò)改良處理后才能施用。
施用化肥時(shí)需要考慮的因素
土壤酸堿性
作物的營(yíng)養(yǎng)狀況
化肥的本身性質(zhì)
化肥的危害：
過(guò)量施用化肥的危害
部分化肥隨著雨水流入河流和湖泊，造成水體富營(yíng)養(yǎng)化，產(chǎn)生水華等污染
不合理施用化肥會(huì)影響土壤的酸堿性和土壤的結(jié)構(gòu)
很多化肥易溶于水，過(guò)量施用造成浪費(fèi)
3.農(nóng)藥的合理施用
【閱讀課本108頁(yè)】“滴滴涕的功與過(guò)”。總結(jié)滴滴涕的使用的功與過(guò)。
【思考與討論】
①施用農(nóng)藥有哪些利與弊？
②農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中是否應(yīng)繼續(xù)施用化肥和農(nóng)藥？
殺蟲活性較高較廣，對(duì)人體的急性毒性較低，易生產(chǎn)、成本低。
防治瘧蚊、跳蚤、蒼蠅等，控制瘧疾、傷寒、鼠疫、霍亂等傳染病。挽救數(shù)千萬(wàn)人生命。
功
難代謝，對(duì)鳥類產(chǎn)生慢性毒害。
2A類致癌物。
長(zhǎng)期使用DDT，一些害蟲體內(nèi)逐漸生成一種酶，催化DDT脫去HCl變成DDE。毒性降低，害蟲具有抗藥性。
過(guò)
農(nóng)藥
植物
無(wú)機(jī)物
有機(jī)合成農(nóng)藥
如除蟲菊、煙草等
如波爾多液、石灰硫磺合劑等
有機(jī)氯農(nóng)藥
有機(jī)磷農(nóng)藥
氨基甲酸酯
擬除蟲菊酯類農(nóng)藥
……
農(nóng)藥類別
發(fā)展方向：高效、低毒、低殘留
農(nóng)藥施用
益處：可以防治病蟲害
危害：農(nóng)藥對(duì)生態(tài)系統(tǒng)和自然環(huán)境的影響廣泛而復(fù)雜
①破壞生態(tài)平衡
③可能造成土壤和作物殘留超標(biāo)
②可能引起昆蟲的大量死亡
④可能對(duì)大氣、地表水、地下水污染
農(nóng)藥對(duì)生態(tài)系統(tǒng)和自然環(huán)境的影響是廣泛而復(fù)雜的
合理施用農(nóng)藥至關(guān)重要
藥品包裝盒上的OTC是什么含義？
知識(shí)點(diǎn)二：合理用藥
1.藥物的分類
藥物
天然藥物
合成藥物
憑醫(yī)生的處方才能從藥房或藥店獲得的藥物
處方藥
非處方藥
不需要憑醫(yī)生處方，消費(fèi)者可自行購(gòu)買和使用的藥物，標(biāo)識(shí)為“OTC”
來(lái)源
使用
購(gòu)買
目前大多數(shù)藥物是合成藥物
2.藥物的作用機(jī)理
①改變機(jī)體細(xì)胞周圍的物理、化學(xué)環(huán)境發(fā)揮藥效，如抗酸藥；
②更多的藥物是通過(guò)藥物分子與機(jī)體生物大分子的功能基團(tuán)結(jié)
合而發(fā)揮藥效
3.阿司匹林
(1) 制備
取代反應(yīng)
水楊酸 乙酸酐 乙酰水楊酸 醋酸
催化劑
△
藥物名稱
主要成分
功能主治
用法用量
規(guī)格
有效期等等
嚴(yán)密監(jiān)控
不良反應(yīng)
1.胃腸道癥狀，剌激胃黏膜引起上腹不適及惡心嘔吐，或引起胃潰瘍及胃出血。
2.過(guò)敏反應(yīng)，特異性體質(zhì)者服用阿司匹林后可引起皮疹、血管神經(jīng)性水腫及哮喘等
3.中樞神經(jīng)性嘔吐
4.肝損傷、腎損傷
5.缺鐵性貧血
禁用情況
①有出血癥狀的潰瘍病；
②血友病或血小板減少癥；
③潰瘍病或腐蝕性胃炎；
④葡萄糖-6-磷酸脫氫酶缺陷者；
⑤痛風(fēng)；
⑥肝功能減退；
⑦可能引起心力衰竭或肺水腫；
⑧腎功能衰竭有加重腎臟毒性的危險(xiǎn)。
學(xué)會(huì)閱讀藥物說(shuō)明書
也要遵循合理用藥的原則
4.合理用藥應(yīng)遵循原則及因素
主要考慮因素
藥物
患者
劑量、劑型、給藥途徑及時(shí)間等。
年齡、性別、癥狀、心理及遺傳等。
5.濫用藥物危害
每個(gè)人都應(yīng)做到合理用藥，遠(yuǎn)離毒品
原則：安全、有效、經(jīng)濟(jì)、適當(dāng)?shù)仍瓌t
(1) 濫用安眠藥或鎮(zhèn)靜劑、抗生素、興奮劑對(duì)人體產(chǎn)生嚴(yán)重的影響。
(2) 吸食毒品對(duì)個(gè)人和社會(huì)帶來(lái)極大危害。
抗生素屬于處方藥，具有良好的抗菌作用，但同時(shí)也會(huì)產(chǎn)生抗藥性，并且還會(huì)出現(xiàn)一些毒副作用，這些問(wèn)題已經(jīng)日益為人們所關(guān)注。抗生誘發(fā)細(xì)菌產(chǎn)生抗體，這種抗體是可以傳遞的。例如，青霉素在早期使用中，可以治療大多數(shù)細(xì)菌引起的疾病，如肺炎、腦膜炎、破傷風(fēng)、淋病等，但現(xiàn)在臨床治療中常常無(wú)效。另外，抗生素會(huì)產(chǎn)生副作用，輕則出現(xiàn)皮疹，重則出現(xiàn)貧血癥狀，甚至休克、死亡。
【抗生素的利與弊】
化學(xué)學(xué)科在藥物設(shè)計(jì)合成中的推進(jìn)作用
20世紀(jì)70年代，我國(guó)科學(xué)家從傳統(tǒng)中藥中成功分離提取出抗瘧疾有效成分青蒿素，他們對(duì)青蒿素分子進(jìn)行結(jié)構(gòu)修飾和改造，得到了一系列抗瘧疾新藥，挽救了成千上萬(wàn)人的生命，為治療這種影響人類健康的疾病作出了巨大貢獻(xiàn)。我國(guó)科學(xué)家屠呦呦因青蒿素的研究獲得2015年諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)。
抗酸藥能中和胃里過(guò)多的胃酸，下圖是抗酸藥胃舒平說(shuō)明書，根據(jù)說(shuō)明書，回答下列問(wèn)題
成分：本品為復(fù)方制劑，每片含主要成分氫氧化鋁0.245克，碳酸鎂0.105克，顛茄流浸膏0.0026毫克
性狀：本品為白色片劑
適應(yīng)癥：用于緩解胃酸過(guò)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，飯前半小時(shí)或胃痛發(fā)作時(shí)嚼碎后服用
不良反應(yīng)：便秘，長(zhǎng)期服用可引起骨質(zhì)疏松等，腎功能不全者禁用
有效期：36個(gè)月
【思考與討論】
(1)已知胃舒平的主要成分是Al(OH)3和MgCO3，胃酸的主要成分是鹽酸，用化學(xué)方程式解釋胃舒平治療胃酸過(guò)多的原理。
Al(OH)3＋3HCl ＝ AlCl3＋3H2O MgCO3＋2HCl＝MgCl2＋CO2↑＋H2O
(2)一些抗酸藥中的主要成分是碳酸氫鈉，寫出NaHCO3和胃酸作用的離子方程式。分析胃潰瘍患者能否使用碳酸氫鈉類抗酸藥物。
HCO3- + H+ ＝ H2O + CO2 ↑ 碳酸氫鈉與胃酸作用生成大量二氧化碳使胃內(nèi)壓強(qiáng)增大，胃潰瘍患者易形成胃穿孔。
(3)怎么設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)證明胃舒平藥片中含有氫氧化鋁？寫出相關(guān)的離子反應(yīng)方程式？
【提示】　可以利用Al(OH)3的兩性來(lái)驗(yàn)證
H＋＋OH－=H2O
Al(OH)3＋3H＋===Al3＋＋3H2O
方案1：取3片胃舒平藥片碾碎，置于試管中，加入適量的氫氧化鈉溶液，過(guò)濾，取濾液，向?yàn)V液中加入稀鹽酸至過(guò)量
現(xiàn)象：向?yàn)V液中加入稀鹽酸，先生成白色沉淀，后沉淀完全溶解
方案2：取3片胃舒平藥片碾碎，置于試管中，加入足量的稀鹽酸，充分反應(yīng)，過(guò)濾，取濾液，向?yàn)V液中加入稀氫氧化鈉溶液至過(guò)量
現(xiàn)象：向?yàn)V液中加入稀氫氧化鈉溶液，先生成白色沉淀，后沉淀又部分溶解
相關(guān)離子方程式：Al(OH)3＋3H＋=Al3＋＋3H2O
MgCO3＋2H＋=Mg2＋＋CO2↑＋H2O
H＋＋OH－=H2O，Al3＋＋3OH－=Al(OH)3↓
Mg2＋＋2OH－=Mg(OH)2↓
練一練
(1)大雨天追肥有利于農(nóng)作物的吸收(　　)
(2)硝銨(NH4NO3)可直接作化肥使用(　　)
(3)豆科植物在生長(zhǎng)過(guò)程中不需要經(jīng)常施用銨態(tài)化肥(　　)
(4)化肥、農(nóng)藥可以促進(jìn)農(nóng)作物的生長(zhǎng)，提高農(nóng)作物產(chǎn)量，因此可大量施用(　　)
(5)既然農(nóng)藥、化肥的施用有危害，因而就不施用(　　)
(6)石灰硫黃合劑是一種植物殺菌劑，是合成農(nóng)藥(　　)
1.【判斷正誤】
×
×
√
×
×
×
2.在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中是否應(yīng)該繼續(xù)施用化肥和農(nóng)藥的小組辯論中，正方小明和反方小剛分別敘述了自己的觀點(diǎn)：
(1)下面事實(shí)不能支持小明觀點(diǎn)的是______(填字母，下同)。
A.可以解決快速增長(zhǎng)的人口吃飯問(wèn)題
B.可以促進(jìn)農(nóng)作物生長(zhǎng)，殺滅害蟲，形成良性的生態(tài)循環(huán)
C.合成農(nóng)藥用量少、見效快
D.降低了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)成本，可以促進(jìn)農(nóng)業(yè)機(jī)械化、規(guī)模化發(fā)展
B
(2)持反方觀點(diǎn)的小剛從生態(tài)系統(tǒng)、害蟲的抗藥性及食品中化肥、農(nóng)藥的殘留等方面進(jìn)行了駁斥，下列兩例事實(shí)是小剛對(duì)濫用殺蟲劑造成的惡性循環(huán)的論證：事實(shí)1.在遠(yuǎn)離施藥地的南極，在海鳥和魚體都檢測(cè)出了某些農(nóng)藥成分。事實(shí)2.喜馬拉雅山的積雪中也發(fā)現(xiàn)了某些農(nóng)藥成分。這些事實(shí)說(shuō)明________。
A.農(nóng)藥、化肥被考察隊(duì)或登山者帶到南極或高山上
B.農(nóng)藥、化肥的濫用已影響到全球的生態(tài)循環(huán)
C.農(nóng)藥、化肥成分可以在生態(tài)鏈中富集，導(dǎo)致生物鏈系統(tǒng)發(fā)生變化
BC
3.“六六六”是一種有機(jī)殺蟲劑，高效、低毒、殺蟲活性寬廣，其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式
為 ，下列說(shuō)法正確的是（ ）
A.屬于烴類化合物
B.分子式為C6H6Cl6
C.該化合物易溶于水
D.該化合物對(duì)光、空氣等表現(xiàn)不穩(wěn)定，容易降解
B
4.常見藥阿司匹林的主要成分是乙酰水楊酸，它是由水楊酸和乙酸酐發(fā)生如下反應(yīng)制得的,下列說(shuō)法正確的是（ ）
A. 阿司匹林是解熱鎮(zhèn)痛藥，只要有需要便可自行長(zhǎng)期大量服用
B. 水楊酸和乙酰水楊酸結(jié)構(gòu)中官能團(tuán)的種類和數(shù)目都不相同
C. 水楊酸與乙酸發(fā)生酯化反應(yīng)，也可以生成乙酰水楊酸
D. 水楊酸和乙酰水楊酸都具有酸性
C D
催化劑
△
催化劑
△
化肥、農(nóng)藥和藥品的使用
化肥
農(nóng)藥
藥品
施用化肥時(shí)需要考慮的因素
過(guò)量施用化肥的危害
土壤酸堿性
作物的營(yíng)養(yǎng)狀況
化肥的本身性質(zhì)
過(guò)量施用造成浪費(fèi)
造成水體富營(yíng)養(yǎng)化，產(chǎn)生水華等污染
影響土壤的酸堿性和土壤的結(jié)構(gòu)
不合理施用農(nóng)藥的危害
破壞生態(tài)平衡
可能引起昆蟲的大量死亡
可能造成土壤和作物殘留超標(biāo)
可能對(duì)大氣、地表水、地下水污染
處方藥和非處方藥
合理用藥應(yīng)遵循原則及因素
處方藥：憑醫(yī)生的處方才能從藥房或藥店獲得的藥物
非處方藥：不需要憑醫(yī)生處方，消費(fèi)者可自行購(gòu)買和使用的藥物，標(biāo)識(shí)為“OTC”
原則：安全、有效、經(jīng)濟(jì)、適當(dāng)?shù)?br/>劑量、劑型、給藥途徑及時(shí)間等
年齡、性別、癥狀、心理及遺傳等

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