高中化学第1章认识化学科学第1节走进化学科学学案1

第1节走进化学科学
［学习目标］
1．了解20世纪化学发展的基本特征和21世纪发展的趋势,认识现代化学在科学技术中的地位.
2．知道化学是在原子、分子层次上认识物质和制备新物质的一门科学.(重点)
3．认识化学科学对提高人类生活质量和促进社会发展的重要作用。

授课提示：对应学生用书第1页
一、化学科学的形成与发展
1．近代化学发展的里程碑
年代国籍科学家重大发现
或成就
意义
1661年英国波义耳
提出化学
元素的概
念
标志着近
代化学的
诞生
1771年法国拉瓦锡
提出氧化
学说
使近代化
学取得了
2。

我国国家科学技术奖中与化学有关的成果（1）国家自然科学一等奖
（2)国家最高科学技术奖
二、化学科学的研究领域与方法
1．化学科学的含义
化学是一门重要的自然科学，它在原子、分子水平上研究物质的组成、结构、性质、变化、制备和应用。

2．化学科学的特征
（1）从宏观和微观两个角度认识物质；
(2)以符号形式表征物质；
（3)在不同层面上创造物质。

3．现代化学科学的研究方法——实验与理论并重
(1)实验技术手段不断升级优化
波谱、色谱、X射线衍射和飞秒化学、原子示踪等已成为现
代化学研究的重要手段。

(2)理论计算辅以计算机模拟来研究物质的结构、预测物质的反应活性、研究反应的微观过程等，成为现代化学研究的热点。

三、化学科学的探索空间
1．化学科学领域:化学家可以在微观层面上操纵分子和原子，组装分子材料、分子器件和分子机器等。

2．能源和资源领域:有了化学科学，人类在资源和能源的开发、利用方面大显身手，使人们更加科学、合理地开发与利用资源和能源.
3．材料科学领域:化学将推动材料科学的发展，使各种新型材料的制造成为可能.
4．环境领域：化学为环境问题的解决提供有力保障。

5．生命科学领域:化学科学将为生命科学的发展作出更大贡献,帮助人们从分子层次上了解生命问题的本质、揭示生命运动的规律；使研究人员在分子水平上了解疾病的病理,寻求新方法,研制新药物,为人类提供健康保障.
6．信息科学领域：化学科学将大大提高信息科学的发展水平，指导人们研制功能各异的信息材料（主要是电子材料，如光电子材料），为传感技术、通信技术和计算机技术等的发展提供重
要的物质基础。

■多维思考·自主预习
1．近代化学诞生的标志是（）
A．波义耳提出化学元素的概念
B．拉瓦锡建立氧化学说
C．道尔顿提出原子学说
D．门捷列夫发现元素周期律
答案：A
2．下列不能说明化学具有创造性的是(）
A．化学家哈伯用催化法合成氨后,德国就能生产HNO3 B．诺贝尔用硝化甘油制成了炸药，并应用于工业生产C．科学家们合成碳纳米管，用作极细的分子导线和超小型的电子器件
D．俄国科学家门捷列夫发现了元素周期律
答案：D
3．下列物质中，不是我国在世界上最早制取的是（) A．酵母丙氨酸转移核糖核酸的人工全合成
B．青霉素、链霉素的发明与生产
C．黑火药的制造与应用
D．牛胰岛素的人工合成
答案：B
4．化学科学具有实用性。

下列叙述错误
．．的是(）
A．氨的合成、光导纤维的制造，都是化学科学实用性的重要体现
B．应用化学科学原理,可以制造出自然界中存在和不存在的物质
C．应用化学科学原理，可以将H2O分子重组为H2O2分子D．化学科学的利用,只有利，没有害
答案：D
5．借助于化学方法，分子是可以再分的，而原子不能用化学方法再分为更小的微粒.下列实验事实最能体现上述论点的是（）
A．食盐固体溶于水消失
B．打开盛浓盐酸的试剂瓶冒白雾
C．干冰露置在空气中逐渐消失
D．红色氧化汞粉末受热分解成氧气和汞
答案：D
授课提示：对应学生用书第2页
要点一化学科学的形成与发展
1．化学科学在不同阶段的发展情况
2．化学科学主要经历三阶段的特点
实用技术阶段：用其物不知其理
↓
近代化学阶段:用其物知其理
↓
现代化学阶段：知其理造其物
［题组过关]
1．化学真正成为一门科学并较快发展，始于（）A．质量守恒定律的发现
B．中国湿法冶金技术的应用
C．原子—分子论的问世
D．计算机、高效液相色谱仪和紫外可见光光度计等设备在化学研究中的应用
解析：原子—分子论的问世，使化学真正成为一门科学并较快发展。

答案：C
[拓展探究］
(1)上题中A选项，质量守恒定律描述的内容是______________________________________________________ __________________
____________________________________________________ ____________________。

（2）上题中D选项描述的是化学史中________阶段使用的研究方法。

提示：(1)在化学反应中，参加反应前各物质的质量总和等于反应后生成各物质的质量总和。

（2)现代化学。

2．进入20世纪以后，化学科学经历了迅速发展的“创新百年”，取得了若干项现代化学的重大成就。

下列各项中，不属于这个时期的重大化学成就的是(）
A．放射性元素的发现
B．现代量子化学理论的建立
C．化学工业的迅速发展
D．制陶技术的成熟应用
解析：放射性元素的发现，现代量子化学理论的建立,化学工业的迅速发展，均是现代化学的重大成就，而制陶技术的成熟应用是古代化学的重大成就。

答案:D
3．在科学史上,中国有许多重大的发明和发现,为现代物质文明奠定了基础。

以下发明或发现属于化学史上中国对世界做出重大贡献的是(）
①造纸②印刷技术③火药④指南针⑤炼铜、炼铁、炼钢⑥合成有机高分子材料⑦人工合成牛胰岛素
⑧提出原子-分子学说
A．①②③④⑧B．①③⑤⑦
C．②④⑥ D．⑤⑥⑦⑧
解析：造纸、印刷技术、火药、指南针、炼铜、炼铁、炼钢、人工合成牛胰岛素等都属于中国重大的发明和发现，对世界科学的发展做出了贡献.但印刷技术、指南针与化学关联不大。

答案：B
要点二化学科学的研究领域
1．化学科学研究的对象
2．问题探究
(1)物质的变化包括物理变化和化学变化,化学变化中的最小微粒是什么？
（2）物质的性质包括物理性质和化学性质，保持物质化学性质的基本微粒是什么？
（3)某些元素原子的裂变、聚变等核反应,有新原子生成，属不属于化学变化？
（4）化学反应的实质是什么？
答案：（1）原子。

（2）保持物质化学性质的微粒：有的物质是分子,有的是离子，还有的是原子.
(3)不属于化学变化.
（4）分子分成原子,原子重新组合成新分子的过程。

［题组过关]
1．下列一定属于化学变化的是()
①金属导电②爆炸③物质的燃烧④工业制O2
⑤铁生锈
A．②③ B．③⑤
C．②③④⑤ D．①②③④⑤
解析：金属导电过程均为物理变化，①不符合题意;爆炸的过程也有可能是物理变化，②不符合题意;物质燃烧是物质发生反应的过程，一定是化学变化，③符合题意；工业制O2是物质分离的过程，不涉及化学变化,④不符合题意；铁生锈是铁与空气中的O2、H2O等反应的过程，一定是化学变化,⑤符合题意。

答案:B
［拓展探究］
由题干④工业制O2，结合初中所学知识写出实验室制O2过程中发生的主要反应:____________________________________________________ ____________________
____________________________________________________ ____________________。

答案：2H2O2错误!2H2O＋O2↑
2．古诗词是古人为我们留下的宝贵精神财富。

下列诗句中只涉及物理变化的是()
A．野火烧不尽，春风吹又生
B．春蚕到死丝方尽，蜡炬成灰泪始干
C．只要功夫深，铁杵磨成针
D．爆竹声中一岁除,春风送暖入屠苏
解析：化学变化与物理变化的本质区别是变化后是否有新物质生成。

A中的“野火烧不尽”、B中的“蜡炬成灰泪始干”都涉及物质的燃烧，都有“CO2”这种新物质生成;D中的“爆竹声中一岁除"涉及火药的爆炸，当然也有新物质生成；只有C中的“铁杵磨成针”只是物质由粗到细、由大到小的过程,没有新物质生成，属于物理变化。

答案：C
3．判断下列说法是否正确。

(1）H2O是由1个H2分子和1个O原子构成的。

（×）
(2)核辐射过程属于化学变化。

（×）
（3)化学变化过程中一定伴随着发光、发热、颜色变化。

（×）（4）化学科学的特征是认识物质、描述物质和创造物质.（√）（5)通过化学变化可以生成新的原子。

（×)
要点三青蒿素的发现与应用—-体会科学精神和社会责任
［问题探究]
1．青蒿素的发现
(1)首获科学类诺贝尔奖的中国人是谁?获奖科研项目是什么？
（2）启发屠呦呦提取青蒿素的古代药方是使用了怎样的提取方法？与屠呦呦建立的提取方法有何异同?
(3）请你分析体会青蒿素提取利用了物质的哪些性质？(4）1972年初，屠呦呦研究小组从青蒿中成功获得结晶活性化合物——青蒿素Ⅱ（原称青蒿素）。

提示：（1）屠呦呦，发现了青蒿素。

(2)古方中采用由青蒿绞取青蒿汁的方法。

相同点：均是提取青蒿中的成分;
不同点：屠呦呦采用乙醚在低于60 ℃的条件下获得青蒿提取物。

(3)利用了青蒿素在水、乙醚中的溶解性。

2．青蒿素的应用
（1)青蒿素相关研究经历了怎样的历程?
（2)对你了解化学的研究领域有哪些启示?这些研究领域之间是什么关系？用到了哪些基本的研究方法？
提示：(1）青蒿素相关研究经历了如下历程：
①测定组成与结构预测；
②结构测定；
③合成与修饰;
④应用.
（2）得到的启示：化学是在原子、分子水平上研究物质的组成、结构、性质、变化及其应用的一门学科.
化学研究领域之间的关系：
物质的组成和结构错误!物质的性质变化和应用
用到的研究方法：利用质谱仪测定相对分子质量，再结合碳氢分析数据确定分子式；借鉴已有的研究成果，并通过实验验证,确定结构。

[题组过关］
1．“青蒿素是传统中医药送给世界人民的礼物,对防治疟疾等传染性疾病、维护世界人民健康具有重要意义.青蒿素的发现是集体发掘中药的成功范例，由此获奖是中国科学事业、中医中药走向世界的一个荣誉。

"这是摘取2015年诺贝尔生理学或医学奖的中国女药学家屠呦呦，通过前往看望她的有关部门负责同志,向外界表达的获奖感言.
青蒿素的分子式为C15H22O5.从化学角度分析,下列叙述错误的
是（)
A．青蒿素的相对分子质量为282
B．青蒿素能燃烧生成CO2和H2O
C．青蒿素的发现体现了将化学科学与医药科学综合应用的必要性
D．青蒿素的发现标志着中医药化学的研究达到了终结性高峰解析:青蒿素的相对分子质量:12×15＋1×22＋16×5＝282，A项正确。

青蒿素由碳、氢、氧三种元素组成,能燃烧生成CO2和H2O，B项正确.青蒿素既是一种化学物质，又是一种中医药的成分,青蒿素的发现体现了将化学科学与医药科学综合应用的必要性，C 项正确。

科学的研究和发展无止境，中医药化学亦如此,D项不正确。

答案:D
2．“绿色化学”是21世纪化学发展的主要方向。

“绿色化学"要求从根本上消除污染，是一门能彻底阻止污染产生的科学。

它包括“绿色生产”和“绿色销毁”等内容。

据报道，某地在整顿音像市场的活动中，查获了一大批盗版光盘，并进行了“绿色销毁”。

以下做法中，属于“绿色销毁”的是()
A．泼上汽油焚烧
B．倾倒入江河中
C．深埋于土壤中
D．碾压粉碎后再回收利用
解析：泼上汽油焚烧，浪费能源，并产生污染性气体；倾倒入江河中，会造成水体污染；深埋于土壤中,会造成土壤污染和地下水污染；碾压粉碎后再回收利用可节约资源,实现循环利用，同时减少污染.
答案：D。