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题号：3950590试题类型：问答题 知识点：六大营养素,化学元素和人体健康,合成有机高分子材料&&更新日期：
某奶制品的营养成分见下表.项目每100mLNRV%能量290kJ3%蛋白质3.2g5%脂肪4.0g7%碳水化合物4.8g2%钠盐62mg3%1._______和水也是人体必需的基本营养物质,但在表中未标示.2.该奶制品中_______能够提供能量(任写一种).3.奶制品中含有丰富的钙_______ (填“单质”、“原子”或“元素”),儿童每日要摄取足够量的钙,才能避免_____ (填字母序号).a.贫血症&&&&&&&&&&&&&&&&&&& b.佝偻病&&&&&&&&&&&&& &c.甲状腺肿大4.如图是奶制品的两种包装.其中所使用的主要材料属于有机合成材料的是______ (填字母序号,下同),属于无机合成材料的是______ ,应放入标有的垃圾箱中的是________ .5.下列物质不会使蛋白质失去原有生理活性的是_____ (填字母序号).a.浓硫酸&&&&&&&&&&& &b.乙酸铅&&&&&&&&&&&&&&&c.硫酸铵&&&&&&&&&&&&&&&d.甲醛
难易度：中等
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人类需要的营养素：人类为了维持生命和健康，必须摄取食物。食物的成分主要有蛋白质、糖类、油脂、维生素、无机盐和水六大类，通常称为六大基本营养素。
六大营养素的特性：1．蛋白质蛋白质是构成细胞的基本物质，是机体生长及修补受损组织的主要原料。(1)蛋白质的多样性：蛋白质是由多种氨基酸构成的极为复杂的有机化合物，相对分子质量很大，从几万到几百万。构成氨基酸的基本元素有氢、氧、碳、氮，但不同种类的蛋白质中可能含有其他元素，如血红蛋白。(2)蛋白质的存在：主要存在于动物肌肉、皮肤、毛发、蹄、角、血液和各种酶中，许多植物(如大豆、花生) 的种子里也含有丰富的蛋白质。(3)氨基酸在人体内的转化：人体通过食物获得的蛋白质在胃肠道里与水发生反应，生成氨基酸。氨基酸通过肠壁进入血液循环，一部分氨基酸被氧化，生成尿素、二氧化碳和水等排出体外，同时放出热量供人体活动的需要。每克蛋白质完全氧化放出约18kJ的能量。另一部分氨基酸再重新形成人体所需要的各种蛋白质，维持人体的生长发育和组织更新。 (4)蛋白质的功能： a. 血红蛋白的作用：人体内氧气的传输者，起载体作用。正常呼吸时，在肺部，血红蛋白中血红素的Fe2+与氧结合成为氧合血红蛋白，随着血液流到机体的各个组织和器官，放出氧气，供体内氧化用。同时血红蛋白结合血液中的二氧化碳，携带到肺部呼出。人的呼吸作用就是这样反复进行的过程。血红蛋白+O2→氧合血红蛋白血红蛋白也能与一氧化碳结合，而且结合能力很强，大约是氧气的200～300倍。结合了一氧化碳的血红蛋白很难再与氧气结合，人就会因缺氧而中毒，甚至窒息死亡。b. 酶的作用：酶是一类重要的蛋白质，是生物催化剂，能催化生物体内的反应。一种酶只能催化一类反应，而且反应一般是在体温和接近中性的条件下进行的。酶的催化具有专一性、高效性的特点。(5)蛋白质的变性当蛋白质分子受到某些物理因素(如高温、紫外线、超声波、高电压等)和化学因素(如酸、碱、有机溶剂、重金属盐等)的影响时，其结构会被破坏，导致其失去生理活性(称为蛋白质的变性)。如甲醛(防腐剂福尔马林的主要成分)会与蛋白质中反应，使蛋白质分子结构发生变化，从而失去生理活性并发生凝固。(6)蛋白质与健康 a．蛋白质缺乏成年人：肌肉消瘦、机体免疫力下降、贫血，严重者将发生水肿。成人每天需从食物中摄取60.70g的蛋白质。未成年人：生长发育停滞、贫血、智力发育差、视觉差。。青少年每天需从食物中摄取75—90g的蛋白质。 b．蛋白质过量蛋白质在体内不能储存，多了机体无法吸收，过量摄入蛋白质，将会因代谢障碍产生蛋白质中毒甚至死亡。 2．糖类(1)糖类的组成糖类是人类食物的重要成分，由C、H、O三种元素组成，又称碳水化合物。(2)糖类的生理功能为机体活动提供能量，糖类所提供的能量占人类食物所提供的总能量的60％～70％；构成机体的重要物质；调节食品风味；维持大脑功能必需的能量；调节脂肪代谢；提供膳食纤维。 (3)食物中的糖类分成两类：人可以吸收利用的有效糖类如单糖，多糖，双糖和人不能消化的无效糖类如纤维素。(4)常见的糖类物质a. 淀粉：它是绿色植物光合作用的产物，化学式为（C6H10O5）n。
b.葡萄糖葡萄糖的化学式为C6H12O5。葡萄糖经过肠壁吸收进入血液成为血液，输送到人体的各个组织和器官，为人体组织提能量．又在酶的作用下，转变为糖原贮藏在肝脏和肌肉中。在人体组织里，葡萄糖在酶的作用下经缓慢氧化转变成二氧化碳和水，同时放出能量，机体活动和维持恒定体温的需耍。 注意:葡萄糖与新制Cu(OH)2悬浊液反应生成红色氧化亚铜沉淀．医疗上用此反应原理检验血糖。 c.蔗糖
(5)糖类与健康人体中缺乏糖类会导敛全身无力、头帚、心悸、脑功能障碍等，低血糖严重者会导致昏迷。因为葡萄糖不经过转化即可为人体吸收，所以低血糖患者可利用静脉注射葡萄糖溶液的方法迅速补允营养，时间允许时可以服用蔗糖水临水临时代替。当糖类过多时，人体组织吸收不了，就会转化成脂肪储存于体内，使人过于肥胖而诱发各种疾病，如高血脂、冠心病等。 3．油脂(1)油脂的分布在常温下，植物油脂呈液态，如花生油、豆油等；动物油脂呈固态，如牛油等。(2)功能：油脂是重要的供能物质，每克油脂在人体内完全氧化时放出约39kJ的能量，比糖类多一倍以上，因此它是重要的供能物质。在正常情况下，每人每日需摄人50～60g油脂，它供给人体每日所需能量的 20％～25％。(3)油脂与健康一般成人体内贮存的脂肪约占人体质量的10％～20％，它是维持生命活动的备用能源。当人进食量小、摄入食物的能量小足以支付机体消牦的能量时，就要消耗自身的脂肪来满足机体的需要，此时人就会消瘦。但是过多地摄入油脂容易诱发心脑血管疾病、肥胖症，还会诱发高血压、糖尿病等。4. 维生素
注意：维生素并非“多多益姜”维牛素A超量摄入的副作用：导致中毒，急性中毒表现为头晕、嗜睡、头痛、呕叶、腹泻等症状。超量服用维生素B。在200mg以上，将会产生药物依赖，严重者能出现步态不稳、手足麻木等。维生素C如果每次服用超过1g时，就可能为病毒提供养料，可谓得不偿失，还可能导致腹痛、腹泻、尿频，影响儿童生长发育、影响孕妇的胎儿发育，甚至患先天性坏血病等。维生素D长期超量服用在1800mg后，就会出现生长停滞，影响儿童生长发育。维生素E每日用量400～800mg后，可引起视力模糊，乳腺肿大，头痛，头晕，恶心等。长期服用超过800mg，将改变分泌代谢，免疫功能下降等。5．无机盐 (1)人体内无机盐的作用无机盐是人体内的营养元素之一，含量虽少但对正常生理活动有重要影响。主要有以下作用：为构成人体组织的重要成分；维持机体的渗透压和体液酸碱平衡；维持神经细胞兴奋性；构成酶的成分或激活酶的活性；参与体内物质代谢等。(2)人体内无机盐的获取及缺乏症机体在新陈代谢过程中，随时都有一定量的矿物质以不同的途径排出体外，如汗液、尿液，因此必须及时适量补充。矿物质在食物和水中广泛存在，一般不易引起缺乏。不同的生理状况和不同的地理环境或其他特殊件会引起某些元素的缺乏或过量，导致诸如克山病、骨节病等地方病的发生。 6．水 (1)水在人体内的作用水在人体中的功能是维持细胞状态，增强代谢能，调节血液的正常循环，溶解营养素，使之易于吸收和运输；水还能帮助机体排泄废弃物，散发热量，调节体温，并使血液保持酸碱平衡；水在食物消化、促进血液循环、润滑关节和各内脏器官保持它们正常的生理机能中起着重要作用；人体内的水还能使体内器官减缓震荡。 (2)人体内水的流失和获取途径 a．人体内水的流失途径：排尿、呼吸、体表排汗排粪。 b．人体内水的获取途径：饮水、食物、体内物代谢。 c．如果身体摄入水分不足，开始时人体可通过节机体减少水分的排出量，保持机体水平衡，但严重不足时，自身就无法控制了。当体内水分减少达体重的2％时，身体可因脱水而造成代谢障碍；减少7％—14% 时，出现严重的脱水症状；减少15％以上，即有生命危险。
知识点拨：1. 纤维和纤维素：很多学生常常存在一个认识上的误区，认为“纤维：纤维素”，其实这是两个不同的概念。纤维素是指一种特定的化学物质。纤维素通常为白色、无臭、无味、不溶于水，也不溶于一般的有机溶剂，其化学式为 (C6H10O5)n，属于多糖物质。纤维素广泛存在于自然界的植物体中，木材中有一半是纤维素，棉花是自然界中较纯粹的纤维素，脱脂棉和滤纸差不多是纯粹的纤维素纤维是指细而柔软的一类物质，分为天然纤维和化学纤维：天然纤维有植物纤维、动物纤维和矿物纤维化学纤维分为人造纤维和合成纤维。人造纤维是指利用含有纤维素的原料经化学处理和机械加工而制成的纤维。合成纤维是指利用石油、灭然气、煤为原料制成单体，再经聚合反应而生成的高分子化合物最后经拉丝工艺获得的纤维。2. 人不能消化纤维素的原因纤维素[(C6H10O5)n]也属于糖类，主要存存于植物体内．如树木的茎主要成分是纤维素，棉花的主要成分也是纤维素。同样是糖类，人可以从食物中摄食淀粉，并在体内将淀粉最终消化成葡萄糖加以吸收利用，但人不能消化纤维素，原因在于人体内没有纤维素酶，不能使纤维素在人体内水解。3. 几种维生素的生理功能及来源
知识拓展：1. 食品添加剂：(1)食品添加剂的界定根据1962年FAO／WHO食品法典委员会(CA 对食品添加剂的定义，食品添加剂是指：有意识地一以少量添加于食品，以改善食品的外观、风味和组织构或贮存性质的非营养物质。 (2)分类根据我国的《食品添加剂使用卫生标准》将其为：防腐剂、抗氧化剂、发色剂、漂白剂、酸味剂、凝剂、疏松剂、增稠剂、消泡剂、甜味剂、着色剂、乳化剂品质改良剂、抗结剂、增昧剂、酶制剂、被膜剂、发泡剂保鲜剂、香料、营养强化剂以及其他添加剂。2. 认识服装的标签当你买衣服时，怎样知道服装面料的种类呢?看服装上的标签。服装标签一般包括服装的型号、面料的纤维种类及含量、洗涤熨烫说明等内容。如果服装面料是由一种纤维材料制成的，则用“纯×”或“100％ x”来表示，如“纯棉…‘纯毛”或“100％毛”；如果服装是由两种或两种以上的纤维制成的，标签上应注明每种纤维的含量，如“涤纶20％、棉80％”等。3. 各种纤维素的燃烧鉴别法
在人体中元素的存在形式：①碳、氢、氧、氮主要以水、糖类、蛋白质、维生素和脂肪的形式存在。 ②其他的元素主要以无机盐的形式存在于水溶液中。 ③钙元素主要以羟基磷酸钙[Ca10(PO4)6(OH)2] 晶体的形式存在。
常量元素：常量元素人体中含量较多的元素有11种，它们约占人体质量的99．95％。在人体中含量超过0．01％的元素，称为常量元素。 ①人体中的常量元素
②一些常量元素在人体中的作用及每天适宜摄入量
微量元素：在人体中含量在0.01%以下的元素。①一些人体必需的微量元素
②一些必需微量元素对人体的作用及14—18岁人群每天的适宜摄入量
知识拓展：如果人体所需的元素仅从食物中摄取还不足时，可通过食品添加剂和保健药剂来予以补充。如在食品巾添加含钙、锌、硒、锗的化合物，或制成补钙、补锌等的保健药剂或制成加碘食盐，来增加对这些元素的摄人量。但要注意即使是人体必需的元素，也要注意适宜的摄入量，摄人量过高和过低对人体健康都有不良的影响。
定义：有机合成材料：常称聚合物，如聚乙烯分子是由成千上万个乙烯分子聚合而成的高分子化合物。
有机合成材料的基本性质： 1、聚合物由于高分子化合物大部分是由小分子聚合而成的，所以也常称为聚合物。例如，聚乙烯分子是由成千上万个乙烯分子聚合而成的高分子化合物。 2、合成有机高分子材料的基本性质 ①热塑性和热固性。链状结构的高分子材料(如包装食品用的聚乙烯塑料)受热到一定温度时，开始软化，直到熔化成流动的液体，冷却后变成固体，再加热可以熔化。这种性质就是热塑性。有些网状结构的高分子材料一经加工成型，受热不再熔化，因而具有热固性，例如酚醛塑料(俗称电木)等。 ②强度高。高分子材料的强度一般都比较高。例如，锦纶绳(又称尼龙绳)特别结实，町用于制渔网、降落伞等。 ③电绝缘性好。广泛应用于电器工业上。例如，制成电器设备零件、电线和电缆外面的绝缘层等。 ④有的高分子材料还具有耐化学腐蚀、耐热、耐磨、耐油、不透水等性能，可用于某些有特殊需要的领域。但是，事物总是一分为二的，有的高分子材料也有不耐高温、易燃烧、易老化、废弃后不易分解等缺点。
新型有机合成材料：1、发展方向新型有机合成材料逐渐向对环境友好的方向发展。2、新型自机合成材料的类型①具自光、电、磁等特殊功能的合成材料； ②隐身材料； ③复合材料等： 有机合成材料对环境的影响：我们应该辩证地认识合成材料的利弊。1、利：a．弥补了天然材料的不足，大大方便了人类的生活；b．与天然材料相比，合成材料具有许多优良性能 2、弊：a．合成材料的急剧增加带来了诸多环境问题，如白色污染等；b．消耗大量石油资源。因此我们既要重视合成材料的开发和使用，更要关注由此带来的环境问题，应开发使用新型有机合成材料，提倡绿色化学。
三大合成材料： （1）塑料①塑料的成分及分类塑料的主要成分是树脂，此外还有多种添加剂，用于改变塑料制品的性能。塑料的名称是根据树脂的种类确定的。塑料有热塑性塑料和热固性塑料两大类。受热时软化，冷却后硬化，并且可以反复加工的塑料，属于热塑性塑料。热塑性塑料是链状结构的高分子材料。如聚乙烯、聚氯乙烯、聚丙烯等。受热时软化成型，冷却后固化，但一经固化后，就不能再用加热的方法使之软化的塑料，属于热固性塑料。热固性塑料是网状结构的高分子材料。如酚醛塑料、脲醛塑料等。 ②几种常见塑料的性能和用途
③塑料具有优良的化学性能。一般塑料对酸、戚等化学药品均有良好的耐腐蚀能力，特别是聚四氟乙烯的耐化学腐蚀性能比黄金还要好，甚至能耐“王水”。等强腐蚀性电解质的腐蚀，被称为“塑料王”。另外塑料还具白良好的透光及防护性能。多数塑料的制品为透明或半透明的，其中聚苯乙烯和丙烯酸酯类塑料像玻璃一样透明。 ④塑料代码及回收标志 a.常见塑料名称、代码与对应的缩写代号 b．塑料包装制品回收标志由图形、塑料代码与对应的缩写代号‘组成。其中图形中带三个箭头的等边三角形；0代表材质类别为塑料，塑料代码为0与阿拉伯数字组合成的号码，位于图形中央。分别代表不同的塑料；塑料缩写代号位于图形下方。（2）合成纤维 ①合成纤维是利用石油、天然气、煤和农副产品做原料，经一系列化学反应制成的高聚物。合成纤维的品种很多，涤纶，锦纶、腈纶、丙纶、维纶和氯纶在合成纤维中被称为“六大纶” ②人造纤维与台成纤维不同，人造纤维是用本来含有纤维的物质制成的，合成纤维是以石油、煤、石灰石、空气、水等为原料加工制成的。③常见合成纤维的性能和用途
④合成纤维的优缺点及用途合成纤维具有强度高、耐磨、耐腐蚀、不缩水、弹性好等优点，但合成纤维的透气性和吸湿性差。天然纤维。如羊毛、棉化、木材等吸湿性和透气件好，所以，人们常把合成纤维和火然纤维混纺，这样制成的混纺织物兼有两类纤维的优点，颇受欢迎。合成纤维除改善了人类的穿着外，在生产上也有很多用途。例如，锦纶可制降落伞绳、缆绳、渔网等。 ⑤天然纤维与合成纤维的区分区分天然纤维和合成纤维可以采用多种方法，用燃烧的方法来鉴别比较容易。羊毛的主要成分为蛋白质，燃烧时可问到烧焦羽毛的刺激性气味，燃烧后的剩余物用手指可以压成粉末；棉纤维的主要成分为纤维素，燃烧时无异味，余烬为细软粉未；而合成纤维燃烧时常伴有熔化、收缩的现象，燃烧后的灰烬为黑色块状、较硬。 （3）合成橡胶①合成橡胶的特点合成橡胶的种类很多，比如：丁苯橡胶(笨乙烯和丁二烯的共聚物)、乙内烯橡胶(ERP)可用来制造轮胎；氯丁橡胶及另一种具有大然橡胶各种性能的异戊橡胶可用来制汽车配件。与天然橡胶相比，合成橡胶具有高弹性、绝缘性、耐油和耐高温等性能： ②几种常见合成橡胶的性质和用途
知识拓展：1. 玻璃，玻璃钢和有机玻璃（1）玻璃玻璃是一种较为透明的固体物质，是硅酸盐类非金属材料玻璃按主要成分分为氧化物玻璃和非氧化物玻璃。 （2）玻璃钢玻璃钢是南环氧树脂与玻璃纤维复合而得到的强度类似钢材的增强塑料，是一种复合材料。由于使用的树脂不同，因此有聚酯玻璃钢、环氧玻璃钢和酚树脂玻璃钢。 （3）有机玻璃有机玻璃是一种塑料，属于有机合成材料。2. 鉴别塑料有毒，无毒的方法
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接收老师发送的作业，在线答题。合成材料 都是有机材料么?合成橡胶是么？天然橡胶是么？, 合成材料 都是有机材料么?合成
合成材料 都是有机材料么?合成橡胶是么？天然橡胶是么？
匿名 合成材料 都是有机材料么?合成橡胶是么？天然橡胶是么？
不是 有无机合成材料 如SiC什么的 合成橡胶是 “天然橡胶”指由异戊二烯模拟天然产物合成的橡胶
热心网友
成材料又称人造材料、钢铁等。 塑料、玻璃。天然橡胶，是人为地把不同物质经化学方法或聚合作用加工而成的材料，其特质与原料不同，都说了是天然的、合成纤维和合成橡胶号称20世纪三大有机合成技术，如塑料
热心网友图1―1不同历史时期人类社会使用的金属；应当说，任何一种新的金属并不是在发现之初就得到应；随着人类对金属矿产整体认识的不断提高，在此阶段上；钢的使用极大地推动了合金冶炼技术的发展，众多金属；2．非金属合成材料．；非金属合成材料是由无机和有机两大非金属矿物所组成；(1)无机合成材料；在无机合成材料及产品中，化肥的产量仅次于水泥；同样地，现代科学技术如航天、激光
图1―1不同历史时期人类社会使用的金属
应当说，任何一种新的金属并不是在发现之初就得到应用。例如，镍的发现是在1751年[由瑞典矿物学家克朗斯塔特(A．F．Cromtedt)分离出金属镍]，由于技术和资金等原因，对镍金属的开发在1804年被迫终止。直到1889年镍合金出现之前，镍金属的存在还只能用来满足人们的科学好奇心。同样地，人类最初发现铝土矿是在1827年，但由于铝金属的冶炼极其困难，因此，铝金属被划为当时最贵重的金属行列。据记载，拿破仑三世有几副铝合金刀叉，只是在宴请少数贵客且需金器餐具的配合之下才肯拿出一用。此后，电解技术的发展使每公斤金属铝的价格从130英镑下降到0．5英镑，这样才使铝金属的使用范围得到迅速扩大。
随着人类对金属矿产整体认识的不断提高，在此阶段上新金属广泛的使用使各种生产工具的发明和制造成为了可能。与此同时，不断加快的工具发明和各类生产机器的普及又极大地刺激了新的合成材料的开发和使用。
钢的使用极大地推动了合金冶炼技术的发展，众多金属的发现又为合金技术的发展提供了源源不断的新元素和新原料来源。众所周知，工业化社会的一个基本特征就是大机器化生产，但是，如果没有各类金属合金的开发和利用，这种大机器化的生产是无 法实现的。例如，各类轻金属如铝和钛合金的发明极大地刺激了飞机制造业的发展。同样地，没有铬、钛和钒等耐高温合金的生产，喷气发动机则无法取代涡轮发动机。实际上，正是20世纪诸如镍、铬、钛、钴、钨及钼等各类合金的出现，才使大批采掘、制造、交通运输等机械产品与武器的生产成为可能。
2．非金属合成材料
非金属合成材料是由无机和有机两大非金属矿物所组成。这也是合成材料中最具风采和最富发明的一类。
(1)无机合成材料。水泥不仅是无机合成材料，而且也是包括金属和非金属在内整个合成材料中的最大产品。作为一种水硬性胶凝材料，水泥是一种钙、铝和硅的无机合成材料。与金属合成材料一样，人工水泥也是通过高温烧结而成的。1824年第一座人 工水泥厂在英国建成。由于水泥能够广泛地应用于建筑、水利、道路、工业和军事设施工程，因此水泥生产迅速得到普及。目前世界水泥产量为15亿吨(1996年)，超出黑色和有色金属产量的总和。
在无机合成材料及产品中，化肥的产量仅次于水泥。由于人类生存始终保持着对培植植物(小麦、玉米、稻谷、大豆、各类蔬菜及水果等)和驯化动物(猪、牛、羊、家禽和各类水产等)等基本农业产品的依赖，因此，在耕地面积有限的情况下，化肥生产和使用便成为农业发展的一个有力的保障条件。
同样地，现代科学技术如航天、激光、能源、计算机、电子通讯等的发展，都急切寻求具有特殊性能的合成材料，如具有耐高温、耐老化、耐腐蚀、高强度和高导性(光、声、电、磁、热及力)的功能材料，于是，超导材料、光导材料、新型陶瓷材料和各类敏感元件材料
便应运而生了。
(2)有机合成材料。有机合成材料是建立在碳及其衍生物基础上的聚合物类矿产品，其基本原料主要来自于煤炭、石油和天然气。
有机合成材料的制造最早始于19世纪70年代。主要是通过碳化钙(电石)和水的反应来合成乙烷和乙烯等基础合成材料。进入20世纪后，随着廉价石油的发现，煤炭原料的主导地位迅速丧失。此后，有机合成材料的发展很快从低碳分子进入到高碳分子的生产(裂解)和聚合阶段。到了60年代，世界有机合成材料的80％。90％是在以石油和天然气为原料的基础上生产的。
如果说无机合成材料是以重量彰著的话，那么，有机合成材料则是以品种多样化而占据合成材料之首。迄今为止，人类社会所生产出的各类有机合成材料已经超过500万种，其中以塑料、橡胶和化纤三大高分子合成材料最为重要。由于有机合成材料具有多种优良性能，诸如比重小、强度高、耐腐蚀、绝缘性能好等，因而常常成为金属合成材料的替代物。目前，有机合成材料已成为现代社会生产和生活中消费需求最大的合成材料。
二、矿物燃料
尽管人类学会制造工具已经有很长的历史，并且在大约5000年前就学会通过自然能(如风能和水能)来获取所需的能量。但是，使用各类工具进行社会生产的能量主体依然来自植物、动物和人类自身。科学研究表明，在农业社会里，人类所获得的总能量的85％以上是来自于植物、动物和人，其他则来自于自然能。有鉴于此，农业革命便成为了一个人类逐渐控制和提高生物能量转换器(植物、动物和人)的供给过程。从这一观点出发，工业革命与农业革命的一个显著区别就在于，高效而无生命的物质能量转换器取代了低效而传统的生物能量转换器，从而使人类社会跨入到了现代能源消费和供给体系时代。而这种无生命物质就是现在人们通常所说的矿物燃料。
矿物燃料是指自然界中存在于地下的以液态、气态和固态化合物为主的可燃性矿物。根据矿物的元素成分及成因，又可分为化石燃料矿物和放射性燃料矿物(或核能燃料矿物)。其中，化石燃料是指埋藏地层中不同地质年代的动植物遗骸，在温度、压力和微生物的长期作用下形成的一种矿物燃料。这种矿物燃料包括煤炭、石油、天然气、油页岩及油砂等。放射性燃料矿物则是指自然界中含有天然放射性元素的矿物，如铀。
工业革命是从蒸汽机的使用开始的。18世纪下半叶，詹姆士?瓦特完善了以前的发明，制造了人类第一台蒸汽机。1785年以后，蒸汽机开始用于工业。1820年蒸汽机使用的领域已经扩展到了冶金、纺织、轻工食品和采掘业。从此，蒸汽机成了工业革命的有力象征，而驱动蒸汽机运转并使这个象征发出耀眼光芒的就是煤炭。19世纪末，在迈克尔?法拉第、爱迪生等人的发明基础上，诞生了世界电力工业。此后随着输变电技术的成熟，电力工业 的发展更加刺激了矿物燃料开采业的发展。
作为人类大规模使用的第一种矿物燃料，煤炭所提供的能量可以广泛用于加热、照明、海陆运输以及各工业部门。煤炭成为完全居于所有商品之上的物质产品。它是国家和地区发展的基本能源，是人类社会获得不断成功的万能助手。有了煤炭，几乎任何成功都是有可能的或易如反掌的；没有它，人类就要被抛回到从前的贫穷困顿之中。
煤炭是促使工业革命诞生和传播的极其关键的矿物燃料。煤炭意味着人类社会的能量供给开始从生命物质进入无生命物质的矿物燃料时代，并最终使人类走上了一条开发新能源的道路。
与煤炭相同，人类对石油和天然气这两类矿物燃料的认识和利用可以追溯到距今3000年前。据记载，中国是最早进行石油和天然气开采与利用的国家之一。其中周朝时期(公元前11世纪。前771年)的《周易》一书就有“泽中有火”的描述，西汉(公元前206一前25
年)时期中国已经有了天然气井，而石油一词则始见于北宋时期(960―1127年)沈括所著的《梦溪笔谈》。尽管如此，对石油和天然气的大规模开发和利用还是在工业革命开始以后。
19世纪50年代，苏格兰人詹姆斯?扬建立了炼油基本理论。1859年美国人爱得温?德雷克的石油钻井成功。紧随其后的就是天然气。从此，石油和天然气成为了矿物燃料家族的新成员。在汽车工业、化学工业和城市化发展的作用下，石油和天然气在矿物燃料中的地位有了迅速提高。到了20世纪中期，由于人类掌握了通过核裂变和核聚变获得能量的方法，矿物燃料家族的成员规模再一次得到扩张。
矿物燃料家族的成长说明了人类支配自然能源过程的加快。这种加快不仅反映在矿物燃料消费总量的增长方面，而且也反映在人均消费占有程度上。19世纪中期，世界一次能源消费总量(包括水电和核电)只有1．3亿吨(标准煤炭当量，下同)；刚进入20世纪时，一次能源消费总量也不足8亿吨；到了1995年，全世界一次能源消费总量便超过了120亿吨(图1―2)。受此影响，世界人均一次能源消费水平则有了较快增长。与1860年时相比，世界人 均一次能源消费水平增长了近19倍(图1―3)。
图1―2世界一次能源消费总量与人口增长变化(年
图1―3世界人均一次能源消费水平变化(年)
人类在进入20世纪50年代后，世界各国相继面临着人口、资源和环境问题。人口激增、资源枯竭和环境恶化已经成为威胁人类生存和发展的重大问题。人类的生存和发展受到环境因素的影响和制约。如果人口增长过快，人口数量超过了自然资源和生存空间的容纳能力，人口必然会遭到强制性和灾难性的数量减少。尽管人类有着与动物具有本质区别而高度发达的大脑和聪明的智慧，但人的能力毕竟是有限的或者是特定的时间内是有限的。
从目前全球人口态势看，人口数量正加速增长，特别是自第二次世界大战结束以来，世界人口增长迅猛。从人类产生到公元1800年前后，人类经过了大约300万年漫长的发展，人口数量才首次突破10亿大关；到1930年时，经过了近130年的时间，人口数量就超过了20亿；到1960年，经过了短短的30年时间，地球上的人口数量就增加到了30亿；随后，
人口增长速度进一步加快，到1975年，只用了15年时间，人口数量就增加到了40亿；在12年后的1987年，世界人口正式步人50亿。目前，2010年世界人口已经超过68亿。
人口的增长，特别是发展中国家的人口迅速增长已经给许多国家的经济和社会的发展带来沉重的包袱。人口的过快增长意味着人类对资源的需求不断增加和对资源的消耗日益加大。对于可再生资源，如果人类的利用超过了资源的再生能力，资源的再生能力就会退化和消失，从而导致资源的消失。对于不可再生资源，其总量在地球上的贮量是一定的。如果人类对不可再生资源的消耗过大，不仅会影响到本代人的生存，而且会使后代人失去生存的条件和发展的基础。
自工业革命以后，特别是自本世纪以来，随着科学技术的迅猛发展，人类对资源开发的强度和利用程度达到了空前规模，世界上许多资源因此而面临着退化和枯竭的危险.土地是
2地球上最重要的自然资源。根据联合国估计，世界上每年有600万hm土地退化为沙漠化地
2区，每年2100万hm的农田由于沙漠化而变得完全无用或近于无用的状态。土地资源，特
别是耕地面积的减少直接影响到世界粮食的安全。
收获与代价
地球所在的太阳系有九大行星。每个行星在围绕太阳做自转运动时都形成了黑白两个半球。对人类生存的地球而言，这种白天和黑夜的划分决定了包括人类在内的所有生物的运动方式和生存法则。换句话说，黑白相伴是一切事物发展的必然法则和规律。从这一观点出发，在人类最初开始进行矿产资源的开发与利用时，收获和付出就是同时存在的。遗憾的是，尽管人类在进行矿产资源开发与利用经历了很长的过程，但是在取得对“收获和付出同在”这一法则的共识方面却是20世纪70年代以后的事。
应当说，在矿产资源开发与利用所产生的收获和付出两个方面，人类对前者的认识要远比后者的多。通常，人类开发与利用矿产资源的收获主要表现在人口规模和GDP增长以及城市化发展三个方面。
(1)人口规模增长。
由于历史资料的获取在目前依然是一件十分困难的事，因此，通常的做法是对不同生存环境条件下人口数量增长规模的变化进行推断，并加以逐一验证。
图1―4表明，按照基本满足以狩猎、捕鱼和采集野果为生的人类需要的生存空间计算，农业革命以前地球上人口总数的最大量不会超过2 000万人。多数人口专家认为，当时世界人口总量大体在200―1 000万人之间更为实际。
图1―4世界人口长期增长变化过程
对新石器的掌握在很大程度上改善了人类的生存环境。农业革命的最终结果使人口规模突破了旧石器时代的极限。到工业革命前的1750年，全球人口可能达到了6．5～8．5亿人。而此时世界人口的80％集中在亚欧大陆。从某种程度上讲，8．5亿人是农业革命阶段世界人口历史的最大值。
工业革命标志着世界人口增长进人了一个崭新阶段。建立在大规模矿产资源开发之上的快速社会财富积累，为以后出现的人口爆炸奠定了可靠的物质基础。从规模增长看，在工业革命发生后不到100年(1850年)间，世界人口便达到了11亿人，1900年又增长到了16亿人左右，1950年上升至25亿人，1995年则翻倍到57亿人。从增长速度看，年间世界人口的年均增长速度不到0．3％，年间为0．7％，年间则达到了1％，年间则进一步上升到1．7％。显然，没有大规模“石头”开发与利用所提供的巨大动力，世界人口无法完成这种增长的加速运动。
(2)人均GDP增长。
在人口总量增长确定之后，决定人均GDP增长及变化的关键便取决于对GDP总量的把握方面。目前，通常的做法有两种：一种方法是直接判定方式，即按每人的基本食物和其他生存物质获取情况计算；另一种方法是根据国家和地区基本物质产出能力和环境变化条件来计算。上述两种方法可以相互补充和相互验证。
图1―5中表明，按1990年美元(盖一凯美元，下同)计算的话，估计农业革命以前人均GDP不足100美元，完全用于维持人类生存的最基本食物保障之用。
进入农业社会后，人均食物供应和居住条件有了一定程度的改善，人均GDP大体在300―400美元。最大可能为350美元。尽管如此，人类社会生产还只能维持极为一般的生活水准，因此还谈不上什么财富积累。
包含各类专业文献、应用写作文书、高等教育、中学教育、生活休闲娱乐、各类资格考试、72第2讲 矿产资源开发与利用
引 言_图文等内容。　
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