2024-2025學年新教材高中化學第1章認識化學科學第1節(jié)走進化學科學學案魯科版必修第一冊

PAGEPAGE9第1節(jié)走進化學科學發(fā)展目標體系構(gòu)建1.能通過對化學科學的形成與發(fā)展過程、主要特征及將來探究空間的探討，相識化學是在原子、分子水平上探討物質(zhì)組成、結(jié)構(gòu)、性質(zhì)、轉(zhuǎn)化及其應用的一門基礎(chǔ)學科，相識并觀賞化學對人類生活、社會發(fā)展的重要作用。2.結(jié)合人類探究物質(zhì)及其變更的歷史與化學科學的發(fā)展趨勢，相識化學科學探討的主要內(nèi)容、領(lǐng)域和方法手段，增進對科學家的科學看法和社會責任的相識。3.能列舉事實說明化學對人類文明的宏大貢獻，能自覺抵制偽科學。一、化學科學的形成與發(fā)展1．化學科學的形成最早的化學實踐活動是火的運用，之后人們又學會了燒制陶瓷、冶煉金屬、釀造酒類，并希望煉制出長生不老的丹藥或把廉價的金屬煉制成金。在實踐活動的基礎(chǔ)上，化學家經(jīng)過不斷的努力，近代化學漸漸形成。2．近代化學發(fā)展的里程碑年頭科學家重大發(fā)覺或成就意義或作用1661年英國科學家波義耳提出化學元素的概念近代化學誕生的標記1777年法國科學家拉瓦錫提出氧化學說使近代化學取得了革命性的進展1803年英國科學家道爾頓提出原子論為近代化學的發(fā)展奠定了堅實的基礎(chǔ)1811年意大利科學家阿伏加德羅提出分子學說系統(tǒng)地解決了在物質(zhì)組成和原子量測定方面存在的混亂問題1869年俄國科學家門捷列夫發(fā)覺了元素周期律化學元素及其化合物被納入一個統(tǒng)一的理論體系3.現(xiàn)代化學的發(fā)展(1)隨著人們對物質(zhì)世界的相識由宏觀向微觀、由定性向定量、由靜態(tài)向動態(tài)的不斷深化，化學科學進入了輝煌的現(xiàn)代化學時代。(2)放射性元素的發(fā)覺、現(xiàn)代量子化學理論的建立、化學熱力學與動力學的開創(chuàng)性探討、創(chuàng)建新分子的合成化學的崛起、高分子化學的創(chuàng)立以及化學工業(yè)的快速發(fā)展等，都是現(xiàn)代化學發(fā)展中取得的重大成就。(3)我國化學家在化學探討中的重要成果①1965年，我國科學家勝利地合成了結(jié)晶牛胰島素，這是首次人工合成的、具有生理活性的蛋白質(zhì)。②2024年，我國科學家屠呦呦因發(fā)覺抗瘧新藥青蒿素獲得諾貝爾生理學或醫(yī)學獎。1.中國古代的四大獨創(chuàng)：火藥、指南針、造紙、印刷術(shù)，其中屬于化學史上的貢獻的是哪幾項？提示：火藥、造紙。二、化學科學的主要特征1．化學是在原子、分子水平上探討物質(zhì)的組成、結(jié)構(gòu)、性質(zhì)、轉(zhuǎn)化及其應用的一門基礎(chǔ)學科，其特征是從宏觀和微觀兩個角度相識物質(zhì)、以符號形式表征物質(zhì)、在不同層面上創(chuàng)建物質(zhì)。2．利用化學方法，人們從礦物和動植物體中發(fā)覺了許多有用的物質(zhì)，通過對有關(guān)物質(zhì)結(jié)構(gòu)和性質(zhì)的相識與探討，依據(jù)須要創(chuàng)建出自然界中原本不存在的、具有特別性質(zhì)或功能的新物質(zhì)。所以，化學科學是一門具有創(chuàng)建性的科學。3．現(xiàn)代化學已經(jīng)成為試驗與理論并重的科學。各種分析和測試物質(zhì)結(jié)構(gòu)、跟蹤化學反應過程的技術(shù)如波譜、色譜、X射線衍射、飛秒化學、原子示蹤等，成為現(xiàn)代化學探討的重要手段。同時理論計算輔以計算機模擬來探討物質(zhì)的結(jié)構(gòu)、預料物質(zhì)的反應活性、探討反應的微觀過程等，成為現(xiàn)代化學探討的一個熱點。4．先進技術(shù)手段的應用成果——抗瘧新藥的發(fā)覺1質(zhì)譜儀用于確定物質(zhì)的組成。2核磁共振儀用于識別某些原子和數(shù)目、原子或官能團的連接方式。3X射線衍射儀可以探測晶體中原子的位置原子坐標。三、化學科學的探究空間1．推斷正誤(正確的打“√”，錯誤的打“×”)。(1)化學探討的主要目的就是相識物質(zhì)。 ()(2)化學家可以制造出自然界中不存在的物質(zhì)。 ()(3)化學探討會造成嚴峻的環(huán)境污染，最終人類將毀滅在化學物質(zhì)中。 ()(4)化學科學與其他科學的聯(lián)系不親密。 ()[答案](1)×(2)√(3)×(4)×2．法國化學家拉瓦錫對近代化學的最大貢獻是()A．最早運用天平探討化學B．最早提出空氣是由O2和N2組成的結(jié)論C．提出氧化學說D．用加熱HgO的方法制取O2C[法國化學家拉瓦錫對近代化學的最大貢獻是提出了氧化學說，使近代化學取得了革命性的進展。]3．下列描述中不正確的是()A．化學的特征就是相識分子和制造分子，它是一門具有創(chuàng)建性和好用性的科學B．人們可以利用先進的技術(shù)和設(shè)備通過化學變更制造出新的原子和新的分子C．制陶、冶金及釀酒過程中，確定發(fā)生了化學變更D．化學家可以在微觀層面上操縱分子和原子，組裝分子材料、分子器件和分子機器等B[化學科學的特征為相識分子和制造分子，是一門具有創(chuàng)建性和好用性的科學，A項正確；化學變更可以制造分子，但不能制造原子，B項錯誤；制陶、冶金及釀酒過程均生成了新物質(zhì)，發(fā)生了化學變更，C項正確；科學家可以在微觀層面上操縱分子和原子，組裝分子材料、分子器件和分子機器等，D項正確。]化學科學的含義與主要特征(素養(yǎng)養(yǎng)成——宏觀辨識與微觀探析)1．原子核的裂變與聚變屬于化學探討的范疇嗎？提示：不屬于?；瘜W是在原子或分子水平上探討物質(zhì)的一門科學，原子核的裂變與聚變是原子核發(fā)生了變更的反應，屬于核反應，不屬于化學反應，也不是化學探討的范疇。2．“化學的特征是相識原子、分子，制造原子、分子，”這樣的描述對嗎？為什么？提示：不對。通過化學可以相識原子和分子，并能通過化學反應制造分子，但不能制造原子。1．化學科學2．物理性質(zhì)和化學性質(zhì)內(nèi)容物理性質(zhì)化學性質(zhì)概念物質(zhì)不須要發(fā)生化學反應就能表現(xiàn)出來的性質(zhì)物質(zhì)在化學反應中表現(xiàn)出來的性質(zhì)內(nèi)容色、味、態(tài)、熔點、沸點、硬度、密度、水溶性等穩(wěn)定性、酸堿性、氧化性、還原性等特性可由感官感知或物理儀器測知與化學反應相互依存，不行分別3.物理變更和化學變更內(nèi)容物理變更化學變更概念無新物質(zhì)生成的變更有新物質(zhì)生成的變更本質(zhì)特征宏觀：無其他物質(zhì)生成微觀：構(gòu)成物質(zhì)的微粒結(jié)構(gòu)不變，微粒間隔可能變更宏觀：有其他物質(zhì)生成微觀：構(gòu)成物質(zhì)的微粒結(jié)構(gòu)變更，變成了其他物質(zhì)的微粒外觀特征狀態(tài)、形態(tài)、大小的變更常伴隨發(fā)光、放熱等現(xiàn)象本質(zhì)區(qū)分是否有新物質(zhì)生成舉例冰的溶化、水的汽化、木材做成課桌H2在O2中燃燒生成水1．下列屬于化學科學探討范疇的是()A．探討氫原子聚變釋放巨大能量的技術(shù)B．探討可降解高分子材料的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)C．探討更平安、更快速地量子通信技術(shù)D．用大口徑射電望遠鏡探尋類似地球的太陽系外行星B[氫原子聚變屬于物理科學探討的范疇，A選項不符合題意；物質(zhì)的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)屬于化學探討的范疇，B選項符合題意；量子通信技術(shù)屬于物理科學探討的范疇，C選項不符合題意；探尋類似地球的太陽系外行星屬于天文學探討的范疇，D選項不符合題意。]2．(素養(yǎng)題)中國科學技術(shù)高校錢逸泰教授等人以CCl4和金屬鈉為原料，在700℃時制備出納米級金剛石粉末。下列有關(guān)說法錯誤的是()A．化學是一門具有創(chuàng)建性的科學B．制備過程中元素的種類發(fā)生了變更C．人們可以依據(jù)須要制備出某些新物質(zhì)D．該反應屬于置換反應B[化學反應前后元素的種類不變，B錯誤。]3．下列古詩詞涉及的學問與化學變更無關(guān)的是()A．野火燒不盡，春風吹又生B．春蠶到死絲方盡，蠟炬成灰淚始干C．只要功夫深，鐵杵磨成針D．爆竹聲中一歲除，春風送暖入屠蘇C[推斷物理變更和化學變更的方法就是看變更過程中是否有新物質(zhì)生成，沒有新物質(zhì)生成的變更是物理變更，有新物質(zhì)生成的變更是化學變更。]化學科學與其他學科的關(guān)系2018年10月3日，諾貝爾化學獎授予探討出利用基因變更和選擇解決人類化學領(lǐng)域問題的蛋白質(zhì)的三位科學家。隨著科學的發(fā)展，近年來興起了養(yǎng)分化學、地球化學、海洋化學等學科。請從化學與其他學科關(guān)系方面分析化學是一門什么樣的科學？提示：由于化學科學的基礎(chǔ)性、創(chuàng)建性和好用性，化學成為了名副其實的“中心科學”?！爸行目茖W”—化學與各個領(lǐng)域的親密關(guān)系1．隨著社會的發(fā)展，人類日益重視環(huán)境問題。下列做法正確的是()A．采納“綠色化學”工藝，使原料盡可能完全轉(zhuǎn)化為所須要的物質(zhì)B．大量運用農(nóng)藥和化肥，以提高農(nóng)作物的產(chǎn)量C．大量運用氟利昂作冰箱、空調(diào)的制冷劑D．地溝油蒸餾后可以當食用油食用A[解決環(huán)境污染的根本方法是從源頭上抓起，在物質(zhì)制備過程中應盡量使原料完全轉(zhuǎn)化為所需物質(zhì)，A項正確；大量運用農(nóng)藥與化肥會造成環(huán)境污染，B項錯誤；氟利昂的大量運用會導致地球臭氧層被破壞，C項錯誤；地溝油不能食用，D項錯誤。]2．下列各項中，與化學科學關(guān)系不大的是()A．航空航天 B．合成新藥物C．食品成分檢測 D．組裝空氣壓縮機D[組裝空氣壓縮機未發(fā)生化學變更。]3．下列對化學科學的應用敘述不正確的是()A．化學科學將接著推動材料科學的發(fā)展B．化學科學將為環(huán)境問題的解決供應有力的保障C．化學科學在了解疾病的病理方面無能為力D．化學科學使人類能夠更好地利用能源和資源C[化學科學具有非常廣袤的探究空間，包括材料、能源、環(huán)境、生命等各個領(lǐng)域?；瘜W科學可以使探討人員在分子水平上了解疾病的病理，并尋求有效的防治措施，故C錯誤。]1969年，屠呦呦探討小組發(fā)覺青蒿具有抗瘧效果，但用水煎熬青蒿所得提取物無效，青蒿的乙醇提取物藥效也不高。后來，受到古藥方《肘后備急方·治寒熱諸瘧方》中“青蒿一握，以水二升漬，絞取汁，盡服之”絞取方法的啟發(fā)，屠呦呦運用沸點比乙醇更低的乙醚(34.6℃)來提取青蒿中的有關(guān)物質(zhì)。經(jīng)過努力，最終獲得抗瘧新藥“青蒿素”。1．古藥方《肘后備急方·治寒熱諸瘧方》中運用了怎樣的藥物提取方法？提示：攪碎、過濾等方法。2．屠呦呦采納了什么藥物提取方法？有什么優(yōu)點？提示：屠呦呦采納于攪碎、用有機溶劑萃取[萃取是利用物質(zhì)在兩種互不相溶(或微溶)的溶劑中溶解度的不同，使溶質(zhì)從一種溶劑中轉(zhuǎn)移到另外一種溶劑中的方法]的提取方法，用萃取的方法提取得到的青蒿素純度更高，原料運用量更少。3．屠呦呦提取“青蒿素”利用了“青蒿素”的什么性質(zhì)？提示：利用了“青蒿素”在低溫下易溶于有機溶劑的性質(zhì)。4．通過對青蒿素的發(fā)覺、探討與應用過程的了解，你對科學家的科學看法和社會責任產(chǎn)生了哪些新的相識？提示：通過對青蒿素的發(fā)覺、探討與應用過程的了解，使我們相識到科學家不怕挫折、敬業(yè)奉獻的精神和優(yōu)良品質(zhì)；樹立從小事做起、持之以恒、主動迎接挑戰(zhàn)的意志品質(zhì)。通過本情境素材中屠呦呦從古藥方獲得啟發(fā)，努力探究“青蒿素”的提取方法，最終勝利的實例，提升了學生科學探究與創(chuàng)新意識，通過“抗瘧新藥”對全球人類健康的貢獻的認知，增加了學生的社會責任感。1．下列有關(guān)化學的說法正確的是()A．化學是科學家探討的內(nèi)容，與一般百姓的生活沒多大關(guān)系B．人們可以利用化學反應制造出新的元素C．化學家不能制造出自然界中不存在的物質(zhì)D．制陶、冶金及釀酒等過程中確定發(fā)生化學變更D[化學科學具有好用性，與人類生產(chǎn)和生活親密相關(guān)，A錯誤；化學反應中原子不能再分，只能重新組合形成新的分子，所以化學變更不能創(chuàng)建新的元素，B錯誤；現(xiàn)代化學的快速發(fā)展已可以使化學家在微觀的層面上操縱分子和原子，制造出一些自然界中不存在的物質(zhì)，C錯誤；制陶、冶金及釀酒等過程中均生成了新物質(zhì)，發(fā)生了化學變更，D正確。]2．與近代化學科學的誕生無關(guān)的是()A．化學元素的概念B．英國化學家、物理學家波義耳C．聞名物理學家愛因斯坦D．古代的化學實踐活動C[1661年波義耳在前人工作的基礎(chǔ)上提出元素的概念，標記著近代化學的誕生，A、B正確；任何事物都是相互聯(lián)系的，現(xiàn)代化學的產(chǎn)生離不開古代的化學實踐活動，D正確；量子化學理論是現(xiàn)代化學理論，對近代化學的發(fā)展無影響，C錯誤。]3．下列不符合當今化學探討方向的是()A．發(fā)覺新物質(zhì)B．合成新材料C．探討化學反應的微觀過程D．探討化學反應中的原子守恒關(guān)系D[探討化學反應中的原子守恒關(guān)系是近代化學的探討范疇。]4．(素養(yǎng)題)兩位美國科學家彼得·阿格雷和羅德里克·麥金農(nóng)因為發(fā)覺細胞膜水通道以及對離子通道結(jié)構(gòu)和機理探討做出的開創(chuàng)性貢獻而獲得諾貝爾化學獎。他們之所以獲得諾貝爾化學獎而不是生理學或醫(yī)學獎是因為()A．他們的探討和化學物質(zhì)有關(guān)B．他們的探討有利于研制針對一些神經(jīng)系統(tǒng)疾病和心血管疾病的藥物C．他們的探討深化到分子、原子的層次D．他們的探討深化到細胞的層次C[化學科學探討層次是分子、原子的層次。]5．下列我國古代的技術(shù)應用中，其工作原理不涉及化學反應的是()A.火藥運用B.糧食釀酒C.轉(zhuǎn)輪排字D.鐵的冶煉C[A.火藥爆炸時的化學反應為2KNO3＋S＋3C=K2S＋N2↑＋3CO2↑；B.糧食釀酒的過程是淀粉轉(zhuǎn)化為葡萄糖，葡萄糖經(jīng)發(fā)酵轉(zhuǎn)化為酒精，涉及的化學反應有(C6H10O5)n＋nH2Oeq\o(→,\s\up10(酶))nC6H12O6，C6H12O6eq\o(→,\s\up10(酒化酶))