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linalingxj
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春天里的秋天88

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化学研究性学习课题申报单 班级:  研究小组负责人姓名:  研究小组成员名单:  申报课题代号:  申报课题名称:生活中的氧化还原反应  一、氧化还原反应的含义  氧化还原反应是在反应前后元素的化合价具有相应的升降变化的化学反应。在反应过程中有元素化合价变化的化学反应叫做氧化还原反应。这种反应可以理解成由两个半反应构成,即氧化反应和还原反应。此类反应都遵守电荷守恒。在氧化还原反应里,氧化与还原必然以等量同时进行。两者可以比喻为阴阳之间相互依靠、转化、消长且互相对立的关系。有机化学中也存在氧化还原反应。因为氧化还原反应中会发生电子转移,也就是元素的化合价会发生变化,可以得知:  大多数复分解反应都不是氧化还原反应,特例有离子型氢化物与水、酸的反应(如NaH+H2O==NaOH+H2)。  置换反应一定是氧化还原反应  化合和分解反应不一定是氧化还原反应  有单质参加的化合反应大部分是氧化还原反应(有例外,例如石墨在一定条件下变成金刚石,还包括其他同素异形体之间的转换。)  有单质生成的分解反应一定是氧化还原反应。  对于不属于上述四种基本反应类型的化学反应,有属于氧化还原反应的(例如碳还原氧化铜),也有不属于氧化还原反应的(例如氧气在一定条件下反应变成臭氧)  归中反应,歧化反应可以看作是特殊的氧化还原反应。  反应的本质是电子有转移(或电子偏移),其特征为化合价的升降。化合价升高,即失电子的半反应是氧化反应;化合价降低,得电子的反应是还原反应。  二、生活环境随处可见生命维续少不了它  氧化还原反应是最重要的化学反应。在任何这一类化学反应中,有某一物质被还原,即有另一物质被氧化。环顾我们所生存的环境,大至整个地球中生命现象的维续,小至日常生活中的枝枝节节,都可以看到这个最基本的化学反应的痕迹。  任何一种化学反应的过程中,新生成物必随反应物的逐渐消耗而产生。在此一转变的过程里,反应物分子内部的化学键必然要经过一番重新组合,才能产生适当的生成物分子,这就要涉及分子内部电子分布情形的改变。氧化还原反应是化学反应中最重要的一类,其反应过程中,分子或原子(离子)间电子的转移更显而易见。某一原子(或离子)氧化状态的改变,必有另一原子(或离子)氧化状态相对应的改变;换句话说,某一物质被氧化,就必然有另一物质被还原,这两者之间是相辅相成的。若纯从能量的观点来看,在任何自发的氧化还原反应中,阳电性元素趋向失去电子(氧化),也就是氧化数趋向正值,而阴电性元素则趋向获得电子(还原),氧化数趋向负值。  在我们周围的环境里,氧化还原反应确实占了极大的分量,可以说是推动整个生物圈的原动力,任何生命的持续过程都少不了它。所谓的生物圈是指地球上所有生命的部分,其中包含着各种不同的化合物,主要是由碳、氧、氮、氢四种元素所组成。这些化合物在自然界中不断的生成、消耗及互相转变,永远保持着一种连绵不绝的循环状态,使得生物圈本身就像是一个巨大的循环系统,由能量的同化与异化作用,和涉及上述四种元素的种种氧化还原反应,构成了整个的生命现象。此外,在我们日常生活的许多小事里,也都可以看到这类最基本的化学反应。  在碳的循环过程里,大气中或溶解在水里的二氧化碳,经由光合作用转变为植物或浮游生物体内的还原态含碳化合物,并释放出氧气。光合作用与呼吸作用是两类最重要的氧化还原反应,正好说明了氧化还原的过程和我们的生存有多么密切的关系。在光合作用中,陆地或海洋的植物吸收了日光能,将二氧化碳与水转化为细胞生活所需的碳水化合物和氧——呼吸作用所需氧气的主要来源。光合作用可以下列通式表示:  光+6CO2+6H2O→C6H12O6+6O2  所谓的呼吸作用,就是在动植物体内消耗氧及碳水化合物以产生能量及二氧化碳和水的反应,以式表示为  C6H12O6+6O2→6CO2+6H2O+能量  在人体中的呼吸作用还包括肺叶中氧与二氧化碳的交换。而细胞中食物养分(葡萄糖)氧化所产生的能量,即用来推动身体的各项机能。  由此可见,光合作用与呼吸作用恰是相反的两项反应:阳光的能量可经由光合作用储存在葡萄糖中;必要时葡萄糖经由呼吸作用而氧化,又释出能量供生物运用。由于CO2中的碳为正4价,而葡萄糖中的碳为零价,可见具有正氧化态的元素,常可利用其零价的状态储存能量,当其再氧化成原来的正氧化态时,即可将能量释出。换句话说,还原态的物质多是富含能量的。  三、生活中的氧化还原反应  皮肤的黑白与皮肤中黑色素的多少有关,饮食的调整能减少黑色素的合成,有助于皮肤变白。  (1)多摄入富含维生素C的食物。化学实验证明:黑色素形成的一系列反应多为氧化反应,但当加入维生素C(具有还原性)时,则可阻断黑色素的形成。因此,应多吃富含维生素C的食物。如:酸枣、番茄、猕猴桃、柑橘、新鲜绿叶蔬菜等。  (2)多摄入富含维生素E的食物。现代科学研究证明:维生素E在人体内是一种抗氧化剂,特别是脂肪的抗氧化剂,能抑制不饱和脂肪酸及其他一些不稳定化合物的过氧化。而人体内的脂褐素是不饱和脂肪酸的过氧化物,维生素E则具有抑制它们的过氧化作用,从而有效地抑制了脂褐素在皮肤上的沉积,使皮肤保持白皙,富含维生素E的食物:卷心菜、菜花、芝麻、葵花籽、菜子油等。  染发与氧化反应,头发中的黑色素可被某些氧化剂氧化而破坏,生成一种无色的新物质。依靠这个反应,可将头发染白或染色。漂白头发常用的氧化剂是过氧化氢,为迅速而有效地漂白头发,可在过氧化氢中加入一些氨水作催化剂,同时使用热风或热蒸汽可加速黑色素的氧化过程。使用过氧化氢作为氧化剂的最大好处就是反应产物是水,因而不会造成任何伤害。常用的长久性染发剂是化学成分是苯二胺类化合物。染发时用过氧化氢作氧化剂,氨基被氧化成硝基,呈现出所需要的颜色,硝基化合物渗入头发内部,可以让头发保持较长时间不退色。  通过这次研究性学习,我们收获了很多,感受到了与人合作的快乐,锻炼了自己的合作能力。但是,我们毕竟还是懂的太少,但我们的脚步并不会停止。我们相信,在不久的将来,当我们有足够的知识时,我们仍会有这份热情重回该课题的土地,去耕耘一片美丽的田野。  以上是我们几人的研究性学习,不足之处请老师指正。
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qingkong88888

回答的要点是:使用恰当的催化剂,降低反应中间态的能垒,加速该反应的进行。使用催化剂,不会改变该反应的热力学性质。但是在动力学上,有利于加速反应的进程,使之成为有意义的反应。补充:研究显示NO+CO->1/2N2+CO2虽然能垒很高。但是如果能够先一步把NO在过量空气中氧化为NO2,反映就能很快进行。换言之,NO2比NO更容易被还原成氮气。但是在尾气管这样的高温中,尽管有过量氧气的存在,NO+1/2O2->NO2并不容易。所以需要某种或者某些催化剂帮助反应的进行。另:出题老师太弱了。汽车尾气的主要危害成分是:CO,NOx(包括NO和NO2),SOx(包括SO2等等),以及HC(hydrocarbon,各类烷烃烯烃醛醇等)。汽车尾气处理主要是减排CO,NOx和HC。 因为唯一能消除气象SOx的方法,是还原之成为单质S。这样单质硫会在尾气管中聚集,影响催化效率。所以减少SOx在尾气中的含量,最有效的做法是减少汽油中的硫含量。对于其他三种主要污染物,丰田福特等各大公司及各发达国家主要研究的催化剂是Pt-BaO/Al2O3系列催化剂。其中铂是主催化剂,BaO是NOx储存催化剂,氧化铝是载体。而在工程技术上,尾气管做成网塞装,增加催化剂的使用效率。关于尾气处理的文献专利不计其数,真要深究下去,几千字是写不完的。你可以随便读两篇综述,参考一下,然后写出自己的想法。上面的要点记得要答出。

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小兔子好好

请留下邮箱,传递论文,文章无法直接罗列

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坦丁堡的血泪

现代生物技术环境保护中的应用和前景 内容包括 现代生物技术 生态环境 环境保护 生物技术 前景 - 摘要 针对我国目前 生态状况,论述了现代 生物技术在治理环境污染,保护生态环境中的应用 和发展 前景。 关键词 现代生物技术 生态环境 环境保护 1 我国生态环境现状 目前我国由于 “三废”污染、农用化肥和农的污染以及废弃塑料和农用地膜的污染,严重的影响 了我国的生态环境,使得水污染日益加剧,水资源严重短缺,全国600多个城市中已有一半城市缺水, 则有8 000万人和6 000万头牲畜饮水困难;土壤污染严重,耕地面积锐减,近10年来每年流失的土壤总量达50亿t,土地荒漠化日益加剧;森林覆盖面积下降,草场退化,每年减少森林面积达2 500万亩;人们的身体健康受到严重威胁,疾病发病率急剧上升。因此,加大环境保护和环境治理力度,加快应用高新技术,如现代生物技术来控制环境污染和保持生态平衡,提高环境质量已成为环保工作者的工作重点。 2 现代生物技术与环境保护 现代生物技术是以DNA分子技术为基础,包括微生物工程,细胞工程,酶工程,基因工程等一系列生物高新技术的总称。现代生物技术不仅在农作物改良、研究 、食品工程方面发挥着重要作用,而且也随着日益突出的环境问题 在治理污染、环境生物监测等方面发挥着重要的作用。自20 世纪 80年代以来生物技术作为一种高新技术,已普遍受到世界各国和民间研究机构的高度重视,发展十分迅猛。与传统方法 比较,生物治理方法具有许多优点。 (1)生物技术处理垃圾废弃物是降解破坏污染物的分子结构,降解的产物以及副产物,大都是可以被生物重新利用的,有助于把人类活动产生的环境污染减轻到最小程度,这样既做到一劳永逸,不留下长期污染问题,同时也对垃圾废弃物进行了资源化利用。 (2) 利用发酵工程技术处理污染物质,最终转化产物大都是无毒无害的稳定物质,如二氧化碳、水、氮气和甲烷气体等,常常是一步到位,避免污染物的多次转移而造成重复污染,因此生物技术是一种既安全又彻底消除污染的手段。 (3)生物技术是以酶促反应为基础的生物化学过程,而作为生物催化剂的酶是一种活性蛋白质,其反应过程是在常温常压和接近中性的条件下进行的,所以大多数生物治理技术可以就地实施,而且不影响其他作业的正常进行,与常常需要高温高压的化工过程比较,反应条件大大简化,具有设备简单、低廉、效果好、过程稳定、操作简便等优点。 所以,当今生物技术已广泛应用于环境监测、工业清洁生产、工业废弃物和城市生活垃圾的处理,有毒有害物质的无害化处理等各个方面。 3 现代生物技术在环境保护中的应用 1 污水的生物净化 污水中的有毒物质的成分十分复杂,包括各种酚类、氰化物、重金属、有机磷、有机汞、有机酸、醛、醇及蛋白质等等。微生物通过自身的生命活动可以解除污水的毒害作用,从而使污水中的有毒物质转化为有益的无毒物质,使污水得到净化。当今固定化酶和固定化细胞技术处理污水就是生物净化污水的方法之一。固定化酶和固定化细胞技术是酶工程技术。固定化酶又称水不溶性酶,是通过吸附法或化学键合法使水溶性酶和固态的不溶性载体相结合,将酶变成不溶于水但仍保留催化活性的衍生物,微生物细胞是一个天然的固定化酶反应器,用制备固定化酶的方法直接将微生物细胞固定,即是可催化一系列生化反应的固定化细胞。运用固定化酶和固定化细胞可以高效处理废水中的有机污染物、无机金属毒物等,此方面国内外成功的例子很多,如德国将能降解对硫磷等9种农药的酶,以共介结合法固定于多孔玻璃及硅珠上,制成酶柱,用于处理对硫磷废水,去除率达95%以上;近几年我国在应用固定化细胞技术降解合成洗涤剂中的表面活性剂直链烷基苯磺酸钠(LAS)方面取得较大进展,对于含100mg/L废水,降解率和酶活性保存率均在90%以上;利用固定化酵母细胞降解含酚废水也已实际应用于废水处理。 2 污染土壤的生物修复 重金属污染是造成土壤污染的主要污染物。重金属污染的生物修复是利用生物(主要是微生物、植物)作用,削减、净化土壤中重金属或降低重金属的毒性。其原理是:通过生物作用(如酶促反应)改变重金属在土壤中的化学形态,使重金属固定或解毒,降低其在土壤环境中的移动性和生物可利用性,通过生物吸收、代谢达到对重金属的削减、净化与固定作用。污染土壤的生物修复过程可以增加土壤有机质的含量,激发微生物的活性,由此可以改善土壤的生态结构,这将有助于土壤的固定,遏制风蚀、水蚀等作用,防止水土流失。 3 白色污染的消除 废弃塑料和农用地膜经久不化解,估计是形成环境污染的重要成分。据估计我国土壤、沟河中塑料垃圾有百万吨左右。塑料在土壤中残存会引起农作物减产,若再连续使用而不采取措施,十几年后不少耕地将颗粒无收,可见数量巨大的塑料垃圾严重影响 着生态和环境,研究 和开发生物可降解塑料已迫在眉睫。利用生物工程技术一方面可以广泛地分离筛选能够降解塑料和农膜的优势微生物、构建高效降解菌,另一方面可以分离克隆降解基因并将该基因导入某一土壤微生物(如:根瘤菌)中,使两者同时发挥各自的作用,将塑料和农膜迅速降解。同时,还需大力推行可降解塑料和地膜的研发、生产和应用 。 有些微生物能产生与塑料类似的高分子化合物即聚酯,这些聚酯是微生物内源性贮藏物质,可以用发酵方法 进行生产,由此形成的塑料和地膜因有可被生物降解、高熔点、高弹性、不含有毒物质等优点而在等许多领域有极好的应用前景。为了降低成本、提高产量,人们正在用重组DNA技术对相关的微生物进行改造,此方面目前 一个研究热点是采用微生物发酵法生产聚-β羟基烷酸(PHAs),研究人员正设法构建出自溶性PHAs生产菌种,即将PHAs重组菌进行发酵,在积累大量的PHAs后,加入信号物质,使裂解蛋白产生,细胞壁破坏,PHAs析出,以简化胞内产物PHAs的提取过程,降低提取成本。 4 化学农药污染的消除 一般情况下,使用的化学杀虫剂约80%会残留在土壤中,特别是氯代烃类农药是最难分解的,经生态系统造成滞留毒害作用。因此多年来人们一直在寻找更为安全有效的办法,而利用微生物降解农药已成为消除农药对环境污染的一个重要方面。能降解农药的微生物,有的是通过矿化作用将农药逐渐分解成终产物CO2和H2O,这种降解途径彻底,一般不会带来副作用;有的是通过共代谢作用,将农药转化为可代谢的中间产物,从而从环境中消除残留农药,这种途径的降解结果比较复杂,有正面效应也有负面效应。为了避免负面效应,就需要用基因工程的方法对已知有降解农药作用的微生物进行改造,改变其生化反应途径,以希望获得最佳的降解、除毒效果。要想彻底消除化学农药的污染,最好全面推广生物农药。 所谓生物农药是指由生物体产生的具有防止病虫害和除杂草等功能的一大类物质总称,它们多是生物体的代谢产物,主要包括微生物杀虫剂、农用抗生素制剂和微生物除草剂等。其中微生物杀虫剂得到了最广泛的研究,主要包括病毒杀虫剂、细菌杀虫剂、真菌杀虫剂、放线菌杀虫剂等。长期以来并没有得到广泛的使用。现在人们正在利用重组DNA技术克服其缺点来提高杀虫效果,例如目前病毒杀虫剂的一个研究热点是杆状病毒基因工程的改造,人们正在研究将外源毒蛋白基因如编码神经毒素的基因克隆到杆状病毒中以增强杆状病毒的毒性;将能干扰害虫正常生活周期的基因如编码保幼激素酯酶的基因插入到杆状病毒基因组中,形成重组杆状病毒并使其表达出相关激素,以破坏害虫的激素平衡,干扰其正常的代谢和发育从而达到杀死害虫的目的。 参考 文献 1 孔繁翔 环境生物学[M] 北京:高等 出版社,2000 2 陈坚 环境生物技术[J], 生物工程进展,2001(5) 3 姜成林,徐丽华 微生物资源的开发与利用[M]北京:中国 轻工业 出版社,2001 -求采纳

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