课件58张PPT。专题4 化学科学与人类文明
第一单元 化学是认识和创造物质的科学
数学老师说：
数学是自然科学的皇后物理老师说：
物理是整个自然科学的基石你知道吗随着经济的发展和科学技术的进步，化学与其他学科齐头并进，迅速发展，成为21世纪自然学科的中心学科。化学科学发展的历史，是一部人类逐步深入认识物质组成、结构、变化的历史，也是一部合成、创造更多新物质，推动社会经济发展和促进人类文明发展的历史。下面以三项事实来说明人类对物质及其变化认识的发展和在生产发展、社会生活中的价值。化学发展史：古代化学（实用技术，如：冶金、火药、造纸） 近代化学
（原子-分子论） 现代化学
（物质结构理论）我国的四大发明
有两项是化学成就
我国的烧瓷技术世界闻名
精美的青铜制品世上罕见 即化学的发展经历了： 和 等不同时期。古代、近代现代古代化学成就的代表: 火烧陶瓷、炼丹术、造纸术近代化学的里程碑: 原子、分子学说的建立一、化学是打开物质世界的钥匙“蔡侯纸”的发明者——蔡伦中国古代四大发明火药——万户飞天模型指南针模型活字印刷 沙漏计时器指南针的鼻祖火，可以说是人类文明进步的分界线 chemistry—化学 起源于 alchemy—炼金术一、化学是打开物质世界的钥匙人类对金属的开发和利用一、化学是打开物质世界的钥匙人类最早开发和利用的金属：金、银、铜这是什么原因呢？Cu2(OH)2CO3 === 2CuO + H2O + CO2↑ C + 2CuO === CO2 + 2Cu高温铜是人类第一种大量使用的金属，结束了漫长的“石器时代” 在公元前6000年到7000年左右，人类开始迈进了象征古代文明开端的“铜器时代”。铜镜汉武帝时铜币先秦刀币一、化学是打开物质世界的钥匙金属的开发和利用一、化学是打开物质世界的钥匙金属的开发和利用2、泡沫合金：含有泡沫气孔的特种金属。如:向熔融的铝合金中通入空气，然后加入发泡剂如氢化钛可形成泡沫铝合金。它有质轻、隔热、吸音的效能。
3、储氢合金：Ti－Fe和La－Ni合金能大量吸收H2。为推动H2作为能源的实际应用起到重要作用1、记忆合金： Ni－Ti等合金，在较低温度下受力发生变形后，当加热某温度时，形状会恢复到受力前的形状。
我国古代炼铁工业长期领先于世界，我们在西汉初时已经懂得用木炭与铁矿石混合高温冶炼生铁，领先欧洲一千余年，南宋末年的工匠又掌握了用焦炭炼铁，而欧洲最早的英国直到500年后（相当于清朝乾隆末年），才掌握这一技术。中国古代劳动人民用木炭炼铁金属的开发和利用：炼铁一、化学是打开物质世界的钥匙金属的开发和利用“金属的冶炼”的实质是什么？ 冶炼金属的实质是用还原的方法
使金属化合物中的金属离子得到
电子变成金属原子。 将金属从其化合物中还原出来用于生产和制造各种金属材料的过程在工业上称为金属的冶炼。Mn+ + ne- →M知识点1 金属材料交流与讨论下图表示金属活动性顺序表中铜、锡、铁和铝被人类大规模开发、利用的大致年限。K Na Mg Al Zn Fe Sn Pb (H) Cu Hg Ag Au（1）根据以上数据和有关化学知识，你能否说明这些金属的活动性与人类开发、利用这些金属的时间先后的关系？（2）根据已有的化学知识选出2~3种金属单质，说明它们的制备方法，并写出有关化学方程式。若是氧化还原反应，请指出反应中的还原剂、电子转移的方向和数目。知识点1 金属材料复习巩固（1）金属制备（2）合金是由两种或两种以上的金属（或金属与非金属）熔合而成的具有金属特性的物质一、化学是打开物质世界的钥匙金属的开发和利用金属活动性顺序与金属的冶炼K、Ca、Na、Mg、AlZn、Fe、Sn、Pb、(H)、CuHg、Ag强————————————→弱弱————————————→强电解法热还原法热分解法 Pt、Au物理提取可见，越活泼的金属越难冶炼知识点2 化学发展史与测定技术交流与讨论(1)古代化学冶金、陶瓷、酿造、
火药、造纸、医药近代化学原子-分子论现代化学物质结构理论(2)微观结构观测仪器：光学显微镜电子显微镜扫描隧道显微镜原
子
结
构
模
型
的
演
变知识点2 化学发展史与测定技术近代化学阶段 发现了大量元素，同时揭示了物质世界的根本性规律—— 元素周期律 知识点2 化学发展史与测定技术近代化学阶段 提出了质量作用定律，奠定了化学反应的动力学基础。 古德贝格瓦格提
出提
出化学反应速率与反应物的有效质量成正比。其中的有效质量实际是指浓度。化学中的物理定律，成为化学反应速率理论和化学平衡理论的核心。知识点2 化学发展史与测定技术近代化学阶段 人工合成出了尿素，彻底动摇了“生命力论”。 历史上曾经有人认为，有机化合物只能由生物的细胞在一种特殊力量 生命力的作用下产生，人工合成有机物是不可能的。1828年，德国化学家维勒通过蒸发氰酸铵（NH4CNO，一种无机化合物，由氯化铵和氰酸银反应制得）水溶液得到了尿素[CO(NH2)2]。尿素的人工合成，揭示了人工合成有机物的序幕。知识点2 化学发展史与测定技术现代化学阶段 建立了物质结构理论-量子化学 用硅原子组成的两个汉字“中国”用STM技术写成的字母“IBM”知识点3 酸、碱理论交流与讨论波义耳酸、碱理论：水溶液能溶解某些金属，跟碱接触会失去原有特性，且能使石蕊试剂变红的物质是酸；水溶液有苦涩味，能腐蚀皮肤，跟酸接触会失去原有特性，且能使石蕊试剂变蓝的物质是碱。知识点3 酸、碱理论交流与讨论拉瓦锡酸、碱理论：一切非金属氧化物溶于水后生成的物质是酸；一切金属氧化物溶于水后生成的物质是碱。知识点3 酸、碱理论交流与讨论阿伦尼乌斯酸、碱理论-酸、碱电离理论：在水溶液中电离时产生的阳离子全是氢离子的化合物是酸；在水溶液中电离时产生的阴离子全是氢氧根离子的化合物是碱。知识点3 酸、碱理论交流与讨论路易斯酸、碱理论-酸、碱质子理论：凡能给出质子（H+）的物质是酸；凡能接受质子（H+）的物质是碱。若某物质既能给出质子又能接受质子，称之为两性物质。化学科学发展史人类逐步深入认识物质组
成、结构、变化的历史人类合成、创造更多新物
质的历史 海水综合利用联合工业体系一例从天然产物中分离与人工合成的化合物种类统计数据55万种110万种236.7万种2340万种4500万种20世纪化学的回顾 (1)基础研究的重大突破: 放射性和铀裂变的发明；化学键和现代量子化学理论；创造新分子、新结构—合成化学；高分子科学和材料；化学动力学与分子反应动态学。
(2)化学工业的大发展
①石油化工
②三大合成材料(塑料、纤维、橡胶)
③合成氨工业
④医药工业 未来化学的作用和地位
(1)化学仍是解决食物短缺问题的主要学科之一
(2)化学在能源和资源的合理开发和高效安全利用中起关键作用
(3)化学继续推动材料科学发展
(4)化学是提高人类生存质量和生存安全的有效保障化学与材料材料化学组成使用功能非金属材料（如陶瓷）
金属材料（如合金）
有机高分子材料（如橡胶）复合材料 （如多功能）
高功能材料 （如超导）
结构材料 （如耐高温）
信息材料 （如液晶）材料是人类赖以生存和发展的物质基础，
一直是人类进步的重要里程碑。
石器时代、青铜器时代、铁器时代都是以材料作标志。
没有半导体材料就没有计算机技术；
没有耐高温、高强度的特殊材料就没有航天技术；
没有光导纤维就不会有现代通讯；
没有合成材料，今天的生活还会这么丰富多彩吗？化学与材料钛的记忆合金合成橡胶超导合金纳米材料导电塑料现代高科技——纳米技术扫描隧道显微镜纳米碳管模型足球烯C60分子纳米铜具有超塑延展性铜纳米结晶体机械特性惊人 现代化学材料碳纤维（复合材料）及其制品玻璃纤维增强塑料 高分子薄膜的
透气鸟笼隔热材料直径6cm尼龙绳能吊起2t的汽车信息与化学硅芯片光导纤维液晶屏幕能源与化学太阳能氢能汽车农业与化学化学与生活-纺织品航天与化学导弹航天飞机宇航员服装航天服由服装、头盔、手套和航天靴等组成。其中结构最复杂的服装由14层组成：最里层是液冷通风服的衬里；衬里外是液冷通风服，这种服装是由尼龙弹性纤维和穿在上面的许多输送冷却液的塑料细管制成； 这种航天服属舱内航天服，除了头盔和胶皮手套，整个航天服是用一种特殊的高强度涤纶做成的.为了防止膨胀，宇航服上特制了各种环、拉链、缝纫线以及衬料等。同时，保温、吸汗散湿、防细菌、防幅射等功能也体现在其中。 航天与化学交流与讨论应对粮食危机? 既要增加食物产量，保证人类生存；又要保证质量以保证人类安全；还要保护耕地、草原，改善农牧业生态环境，以保持农牧业的可持续发展。问题：在粮食增产上科学家提出了哪些不同的建议？生产化肥，使粮食大量增产 本世纪初世界闻名的德国物理化学家、合成氨的发明者弗里茨·哈伯。赞扬哈伯的人说：他是天使，为人类带来丰收和喜悦，是用空气制造面包的圣人。请从化学角度说明合成氨反应原理,了解工业合成氨的条件600℃和2～5×107Pa压力下进行反应，大约可以生成8%的氨改良品种 2001年2月19日，袁隆平被被授予
2000年度中国国家最高科学技术奖。这位杂交水稻专家的研究成果，不仅使中国率先在世界上实现“超级稻”目标，还对解决中国乃至全世界的粮食问题具有重大意义。 70年代初，袁隆平发表了水稻有杂交优势的观点，打破了世界性的自花授粉作物育种的禁区。国际上的同行们称袁隆平为“世界杂交水稻之父”。 DDT的故事第二次大战开始后，作为杀虫剂的除虫菊酯由于东南亚被日本占领而断了供应来源。曾经也可以用来制备杀虫剂的砷、铅和铜的化合物，也因为军备和其他军事需要而短缺。但当时英美两国深感杀虫剂的需要。瑞士化学家米勒首先发现具有杀虫性能，1944年后DDT被广泛用作杀虫剂，有效的控制了虫害。米勒因此于1948年获得诺贝尔奖。杀虫剂、除草剂的使用农药的更新换代又说明什么问题？思考说明生产农药要考虑高效、低残留且能被降解，无毒副作用。昆虫激素保幼激素——是幼虫始终处于幼虫阶段。不育激素——可以使害虫断子绝孙。性激素——引诱害虫聚集到一起，
然后聚而歼之。作物套种，便于光合作用植物光合作用是地球上规模最大的化学反应，能把光能转变成化学能的能量传递效率为90％～98％。 增产粮食医学史上的三大经典药物----
阿司匹林 、青霉素、安定资 料1、1763年，牧师Edward Stone 在伦敦皇家
学会宣读“关于柳树皮制寒战病的报告”。
几乎一个世纪以后，一位苏格兰医生发现这
种柳树皮提取物是一种强效的止痛、退热和
抗炎消肿药。2、此后不久，有机化学家分离鉴定了其中的活性成分，称之为水杨酸。随后，此化合物便用化学方法大规模生产。用途：解热镇痛、防止心脏病发作、减缓老人视力衰退、提高免疫力3、然而在使用过程中，人们发现其酸性成为该药的缺陷:它严重刺激口腔、食道和胃黏膜。（副反应:头痛、眩晕、恶心、耳鸣）4、化学家尝试改用酸性较小的水杨酸钠，但仅获得部分成功。而且，水杨酸钠有一种极不愉快的味道，大多数病人不愿服用。5、化学家后来发明了可行的乙酰水杨酸合成路线，它与水杨酸钠有相同的医疗效果，又没有怪味，刺激性小，这就是阿司匹林。青霉素俗名：盘尼西林青霉素的副作用：过敏性休克
预防：皮试属于抗生素
——抵抗致病微生物的药物1929年，弗莱明(Flemming)发现了一种蓝绿色霉菌——青霉菌， 1940年分离得到纯品，测定了它的化学结构，并投入工业化合成生产。 专家指出，安定片具有较好的抗焦虑和镇静催眠作用，但连续服用也会有头昏、嗜睡、乏力、幻觉等不良反应，服久了会发生依赖性，一旦停药，还会出现失眠、焦虑、激动、震颤等症状，个别严重的会有惊厥、高热等，甚至危及生命。 安定是世界上最有名的镇静剂发明者:克罗地亚裔的化学家斯特伯奇 原料合成技术
分离技术
检测技术材料
化肥
农药
材料
……用途化学新物质总 结课件21张PPT。专题4 化学科学与人类文明
第一单元 化学是认识和创造物质的科学
随着经济的发展和科学技术的进步，化学与其他学科齐头并进，迅速发展，成为21世纪自然学科的中心学科。 化学科学发展的历史，是一部人类逐步深入认识物质组成、结构、变化的历史，也是一部合成、创造更多新物质，推动社会经济发展和促进人类文明发展的历史。一、化学是打开物质世界的钥匙1、人类对金属的制取和使用 司母戊大方鼎下图表示金属活动性顺序表中铜、锡、铁和铝被人类大规模开发、利用的大致年限。 K Na Mg Al Zn Fe Sn Pb (H) Cu Hg Ag Au（1）根据以上数据和有关化学知识，你能否说明这些金属的活动性与人类开发、利用这些金属的时间先后的关系？（2）根据已有的化学知识选出2~3种金属单质，说明它们的制备方法，并写出有关化学方程式。若是氧化还原反应，请指出反应中的还原剂、电子转移的方向和数目。K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb (H) Cu Hg Ag Au
电解法 热还原法热分解法冶炼金属的方法1、人类对金属的制取和使用古代化学冶金、陶瓷、酿造、
火药、造纸、医药近代化学原子-分子论现代化学物质结构理论2、学科重要基本理论的发展与建立（1）人们是怎样了解酸和碱的？（2）写出NaHCO3在水溶液中的电离方程式，NaHCO3溶液与盐酸、NaOH溶液反应的离子方程式。依据酸碱质子理论，HCO3-是否可称为酸碱两性物质？信
息HCO3-可称为酸碱两性物质阅读教材P93《人类对酸碱认识的发展》回答下列问题：二、化学是人类创造新物质的工具阅读P94表4－1的数据，说说你的感想？我们世界上每年合成的近百万个新化合物。①各学科的研究工作者提出了从哪些途径解决粮食增产问题？
②工业合成氨反应原理是什么？条件？
③从DDT的广泛使用到被禁止，人们更新换代农药说明了什么？
④如何使大气中二氧化碳保持恒定？ 为了自己的前途和人类的文明，让我们在选修教材中更深入的学习和研究化学吧！中学阶段可供选修的教材有：化学与人类生活紧密相连近代化学阶段 原子学说的创立者有关原子结构理论的建立发现了大量元素，同时揭示了物质世界的根本性规律——元素周期律。 元素周期表近代化学阶段 人工合成出了尿素，彻底动摇了“生命力论”，使有机化学得到了迅速发展。 历史上曾经有人认为，有机化合物只能由生物的细胞在一种特殊力量 生命力的作用下产生，人工合成有机物是不可能的。1828年，德国化学家维勒通过蒸发氰酸铵（NH4CNO，一种无机化合物，由氯化铵和氰酸银反应制得）水溶液得到了尿素[CO(NH2)2]。尿素的人工合成，揭示了人工合成有机物的序幕。近代化学阶段 建立了物质结构理论-量子化学 使物质世界的秘密进一步揭开，打开了原子的大门，合成物质大量出现。 水晶及其结构现代化学阶段 鲍林化学键理论的先驱现代化学阶段 微观结构观测仪器：光学显微镜电子显微镜扫描隧道显微镜用硅原子组成的两个汉字“中国”用STM技术写成的字母“IBM”
