2019-2020新教材高中化学 1.1 走进化学科学课件 鲁科版必修第一册

第1章认识化学科学第1节走进化学科学一、化学科学的形成与发展1.化学科学的发展简史2.我国化学家在化学研究中的重要成果(1)1965年，我国科学家成功地合成_____________，这是首次人工合成的、具有生理活性的蛋白质。(2)2015年，我国科学家屠呦呦因发现抗疟新药_______获得诺贝尔生理学或医学奖。结晶牛胰岛素青蒿素二、化学科学的主要特征1.化学科学的含义及特征【巧判断】(1)化学研究的主要目的就是认识分子。()提示:×。化学研究的主要目的是认识并制造分子。(2)化学家可以制造出自然界中不存在的物质。()提示:√。化学家可以利用化学反应合成出自然界中不存在的物质。【情境·思考】中华民族有着灿烂的文化积淀,例如:(1)燃放孔明灯(2)用树皮、棉、麻造纸(3)烧制彩陶(4)沙里淘金分析上述古代发明和工艺中是否涉及化学变化。提示:(1)孔明灯是利用物质燃烧时产生的热能将灯放入高空,无论燃料是什么,一定发生了化学变化。(2)造纸的过程中将树皮、棉、麻经过一系列的处理最后得到纸张,其中包含复杂的物理变化和化学变化。(3)陶瓷烧制过程中有机物逐渐被除去,无机氧化物之间进行反应生成硅酸盐类物质,发生了化学变化。(4)金的化学性质稳定,在自然界中以游离态形式存在,打捞起河里或湖里的淤泥后,用淘盘将淤泥洗去,可以得到金,没有发生化学变化,属于物理变化。2.现代化学研究的重要手段(1)实验化学手段有波谱(如_________光谱)、色谱、__________、飞秒化学、原子示踪等。(2)理论化学以理论计算为主要手段,辅以计算机模拟。核磁共振X射线衍射3.先进技术手段的应用成果——抗疟新药的发现【做一做】近年来一种飞秒激光技术被用于眼科手术,但飞秒激光属于锦上添花的技术,仅仅依靠飞秒激光技术是不能获得完美视力的。诺贝尔化学奖获得者艾哈迈德·泽维尔,开创的“飞秒(10-15s)化学”新领域,使运用激光光谱技术观测化学反应时分子中原子的运动成为可能。你认为该技术能观察到的是_______。①化学变化中反应物分子的分解;②化学反应中原子的运动;③化学变化中生成物分子的形成;④原子核的内部结构。①②③三、化学科学的探索空间【微思考】原子核的裂变与聚变属于化学研究的范畴吗?提示:不属于。化学是在分子或原子水平上研究物质的一门科学,原子核的裂变与聚变是原子核发生了改变的反应,属于核反应,而不属于化学反应,也不是化学研究的范畴。【情境·思考】在日常生活中我们会接触到形形色色的物质,如请你思考上述物质中有哪些是必须经过化学变化人工合成的。提示:自然界中不存在的物质,可以通过化学变化人工合成,如上述物质中的新型抗癌药物、玻璃;而蛋白质和纤维素在自然界中存在,可以不用人工合成。知识点一化学科学的含义与主要特征【重点释疑】1.化学科学2.物理性质和化学性质内容物理性质化学性质概念物质不需要发生化学反应就能表现出来的性质物质在化学反应中表现出来的性质内容色、味、态、熔点、沸点、硬度、密度、水溶性等稳定性、酸碱性、氧化性、还原性等特性可由感官感知或物理仪器测知与化学反应相互依存,不可分离3.物理变化和化学变化内容物理变化化学变化概念无新物质生成的变化有新物质生成的变化本质特征宏观:无其他物质生成微观:构成物质的微粒结构不变,微粒间隔可能改变宏观:有其他物质生成微观:构成物质的微粒结构变化,变成了其他物质的微粒内容物理变化化学变化外观特征状态、形状、大小的变化常伴随发光、放热等现象本质区别是否有新物质生成举例冰的融化、水的汽化、木材做成课桌H2在O2中燃烧生成水【思考·讨论】(1)中国古代的四大发明:火药、指南针、造纸术、印刷术,属于化学史上的贡献的是哪几项?提示:指南针和古代印刷术均没有发生化学变化,所以属于化学史上的贡献的是火药和造纸术。(2)“化学的特征是认识原子、分子,制造原子、分子”,这样描述对吗?为什么?提示:不对。化学只能认识原子和分子,通过化学反应能制造分子,不能制造原子。(3)物质发生化学变化时,分子是否发生改变?原子呢?提示:分子改变,原子不改变。因为分子是保持物质化学性质的最小微粒,物质发生化学变化,化学性质发生了改变,因此构成物质的分子会发生改变。化学变化中的最小微粒为原子,在化学变化中原子不发生改变。【案例示范】【典例】(2019·潍坊高一检测)下列变化不属于化学变化的是()A.白色CuSO4粉末吸水变蓝色B.NH4HCO3受热分解C.汽油消失D.铜板表面生锈【思维建模】判断化学变化的流程如下:【解析】选C。A项,CuSO4吸水成为CuSO4·5H2O是化学变化;B项,NH4HCO3受热分解是发生分解反应生成NH3、H2O和CO2,是化学变化;C项,汽油消失是因为汽油具有挥发性,是物理变化;D项,铜板表面生锈是单质铜被氧化的过程,是化学变化。【规律方法】(1)常见的物理变化:物质的三态变化(熔化、汽化、升华、凝华、液化、凝固)、金属导电、蒸馏、粉碎、金属受热发光。(2)常见的化学变化:分解、化合、复分解、置换、燃烧、氧化、还原、风化等。【迁移·应用】1.下列变化不属于化学变化的是()A.钢铁生锈B.煤的燃烧C.矿石的粉碎D.合成高分子材料【解析】选C。钢铁生锈是铁变成了铁的化合物,是化学变化。煤的燃烧,是煤跟空气中的氧气发生的反应,有新的物质生成,属于化学变化。矿石的粉碎过程中无新物质生成,属于物理变化,不是化学变化。合成高分子材料属于人工合成新物质,也是化学变化。2.两位美国科学家彼得·阿格雷和罗德里克·麦金农因为发现细胞膜水通道以及对离子通道结构和机理研究做出的开创性贡献而获得诺贝尔化学奖。他们之所以获得诺贝尔化学奖而不是生理学或医学奖是因为()A.他们的研究和化学物质有关B.他们的研究有利于研制针对一些神经系统疾病和心血管疾病的药物C.他们的研究深入到分子、原子的层次D.他们的研究深入到细胞的层次【解析】选C。离子通道结构属于分子、原子层次。【补偿训练】1.请你运用所学的化学知识判断,下列有关化学观念的叙述错误的是()A.几千万年前地球上一条恐龙体内的某个原子可能在你的身体里B.用斧头将木块一劈为二,在这个过程中个别原子恰好分成更小微粒C.一定条件下,金属钠可以成为绝缘体D.一定条件下,水在20℃时能凝固成固体【解析】选B。原子是化学变化中的最小微粒,原子不会再变化,故选项A正确,选项B错误;金属导电是自由电子在外电场的作用下,发生定向移动引起的,可控制在一定条件下使金属钠中的自由电子不发生移动;物质的熔点与物质的结构和外部条件有关,水在20℃和一定压强下可凝固成固体。2.(2019·青岛高一检测)下列有关化学的说法正确的是()A.化学是科学家研究的内容,与普通百姓的生活无多大关系B.物质的熔点和沸点是化学性质C.化学家可以制造出自然界中不存在的物质D.化工生产会造成严重的环境污染,人类最终将毁灭在化学物质中【解析】选C。物质的熔点和沸点是物理性质;现代化学的迅速发展已经达到使化学家在微观的层面上操纵分子和原子,制造出一些自然界中不存在的物质。【素养提升】在日常生活中,时常会遇到一些不符合科学的广告,如某牙膏的广告词“不含任何化学物质”;有时也遇到骗子利用人们对化学知识的缺乏,进行欺诈。宣传科学知识,介绍和推广高新科技,揭露伪科学,是科学工作者和学生的义务。以下说法中属于伪科学的有哪些?①合成像肌肉等生理体系一样具有刺激响应性的仿生材料②舞台上的“云雾”可用干冰制造出来③新粉刷过石灰浆的墙壁“出汗”是因为Ca(OH)2与CO2反应生成H2O④某种环保汽车不消耗任何能源⑤某品牌的高科技产品能利用催化剂使“水变汽油”提示:④⑤。自然界中能量是守恒的,汽车的运动需要能量;水是由H、O元素组成的,而汽油主要含有C、H元素,所以利用催化剂不能使水变成汽油。【补偿训练】中国古代技术曾走在世界前列,以下我国古代的技术应用中,其工作原理是否涉及化学反应?①古代火箭②粮食酿酒③转轮排字④铁的冶炼提示:古代火箭、粮食酿酒、铁的冶炼均涉及化学变化。知识点二化学科学与其他学科的关系【重点释疑】“中心科学”——化学与各个领域的密切关系【案例示范】【典例】2018年10月3日,诺贝尔化学奖授予研究出利用基因变化和选择解决人类化学领域问题的蛋白质的三位科学家。随着科学的发展,近年来兴起了营养化学、地球化学、海洋化学等学科,这说明()A.随着科学的发展,学科之间将不再有关联B.化学与其他学科相互渗透,化学正在消失C.由于化学科学的基础性、创造性和实用性,化学成为名副其实的“中心科学”D.化学不再是研究物质的组成、结构、性质、变化、制备和应用的科学【解题指南】解答本题要注意以下两点:(1)明确化学科学的基础性、实用性和创造性。(2)明确化学同其他各学科的联系愈加密切,相互渗透融合。【解析】选C。题干所给信息说明随着科学的发展,学科之间的联系越来越密切,学科之间正相互渗透融合,形成了许多交叉学科、边缘学科,化学成为名副其实的“中心科学”,化学不是消失了,而是发展了。【迁移·应用】1.下列科技成果主要属于化学研究范畴的是()A.利用人体皮肤细胞“仿制”胚胎干细胞B.发现类似地球的太阳系外行星C.发现由碳水化合物制取氢气的新技术D.量子通讯距离创下新纪录【解析】选C。A项,利用人体皮肤细胞“仿制”胚胎干细胞是生物学研究的内容,错误;B项,发现类似地球的太阳系外行星是物理天文学研究的内容,错误;C项,发现由碳水化合物制取氢气的新技术,实际上是研究物质的性质、变化、用途,正确;D项,量子通讯是物理学的研究范畴,错误。2.化学在人类社会发展中起着重要的作用,展望未来,化学科学具有十分广阔的探索空间。请你分析下列四个选项中现代化学不涉及的研究领域是()A.开发新的能源B.合成新的物质C.空间形式和数量关系D.防治环境污染【解析】选C。现代化学作为一门“中心科学”,和人们的生活息息相关。涉及微观世界、能源开发、材料研制、环境保护、生命科学等诸多领域。【课堂回眸】