1.1认识化学科学
【基础知识梳理】
一、有趣而神奇的化学
1. 化学是研究物质的组成、结构、性质、转化及应用的自然科学。
2.实验探究:会“跳舞”的红豆
现象:烧杯中有大量的气体产生
解释:白醋和小苏打混合后生成的新物质——二氧化碳气体。持续产生的二氧化碳能推动红豆在液体中上下翻滚。
3.交流讨论:棉花燃烧实验
现象:棉花能燃烧
解释:乙醚的性质和实验操作所引发的变化,乙醚先发生燃烧,再引发棉花燃烧。
4.观察思考:烧不坏的手帕
现象:手帕燃烧,火焰熄灭后,手帕并没有被烧坏
解释:酒精的沸点很低,当手帕被“点燃”后,相比于水,酒精很容易从手帕中挥发出来燃烧掉,而大部分水仍然留在手帕上,保护着手帕。(酒精的沸点是78℃,而水沸点的是100℃。)
5.观念建构:基于实验现象展开思维
神奇的化学实验现象,可以激发我们的思考力和想象力。通过分析实验操作、实验条件和实验中出现的各种现象,我们可以展开思维,证实以前的一些猜想,或者从中发现未知的知识。
6.实验探究:探究微观粒子运动的实验
实验1现象:烧杯A中溶液变红
解释:浓氨水能使酚酞溶液变红。
实验2现象:B烧杯中的溶液变红
解释:浓氨水中挥发出来的构成氨气的微观粒子不断运动,并进入滴有酚酞的蒸馏水中,
当我们走近鲜花盛开的花园时,会闻到花的香味;当我们打开酒精瓶时,会嗅到酒精的气味。这些都说明构成物质的微观粒子是在不停地运动的。
7.化学与新材料和新技术:
①生活中随处可见的用途广泛的塑料等。
②“碳海绵”全碳气凝胶:利用碳纳米管和石墨烯制备出一种世界上最轻的材料。还具有很好的隔热效能,可广泛用于建筑、航空航天等领域。
③被称为“现代世界新七大奇迹”之一的我国港珠澳桥,新材料和新技术发挥了巨大作用。如为抗击高温高湿的海洋气候环境对金属的腐蚀,我国科技人员研制出新一代高性能的防腐涂层钢筋。吊起港珠澳大桥的高性能绳索由特殊的聚乙纤维制成。这些材料都是通过化学方法和技术制成的。
④化学作为一门重要的自然科学,在过去、现在和未来都能为人类创造出许许多多新物质,满足了人类不断增长的需求。
二、历史悠久的化学
古代化学:
1.我国古代劳动人民在新石器时代就能烧制陶瓷;殷商时期就能冶炼,铸造青铜器;春秋战国时期已能熟练的掌握铁的冶炼技术,并用于各种器皿,农具,兵器的制造。 化学就是这样在人们对物质的性质及其变化的认识、探索和应用中建立和发展起来的。
2.火药——我国的四大发明之一。早在春秋中期,我国劳动人民就已发现木炭、硫黄和硝石(主要成分为硝酸钾)三种物质按一定比例混合后点燃能剧烈燃烧,为火药的发明奠定了基础。到宋代时,曾公亮和丁度所著的《武经总要》中已明确记载了三种不同性能、不同用途的火药配方,被公认是世界上最早的成熟的火药配方。
近代化学:
①英国化学家波义耳提出,化学需要通过实验收集观察到的现象和事实,从而认识物质的本性。
②法国化学家拉瓦锡建立了关于燃烧的氧化学说,运用定量实验方法研究物质及其变化。
③英国科学家道尔顿提出了近代原子学说;
④意大利科学家阿伏加德罗提出了分子学说。奠定了近代原子分子论的基础。
⑤俄国化学家门捷列夫根据元素性质递变规律,提出了元素周期律。
现代化学:
20世纪初,随着研究手段和技术的进步,科学家逐步揭示了原子、分子的结构,对化学反应规律的探索、物质结构的研究得到了快速发展。从此,化学科学进入了现代化学的发展阶段。
我国科学家贡献:
在近代化学传播和现代化学发展的过程中,我国科学家也作出了许多贡献。例如,清代著名学者徐寿参与翻译《化学鉴原》,并编写了多部化学著作,对化学知识在我国的传播起到了重要作用。
化学科学的形成和发展经历了漫长而曲折的道路。它伴随着人类文明的进步,促进了不同时代生产力的发展,是推动人类社会可持续发展的要力量。
三、促进社会发展的化学
1.化学既是一门基础的自然科学,又是一科应所性极强的实用科学,已渗透到国民经济和社会可持续发展的各个角落,涉及增强综合园力和提高人民生活质量的方方面面。在人类的发展进程中,化学创造了大量的新物质,解决了人类面临的各种危机,推动了科学技术的发展,为社会的繁荣昌盛作出了巨大贡献。
2.人类曾面临严重的粮食危机,化学家通过模拟自然固氮,发现在一定条件下,可用氮气和氢气为原料通过化学反应制得氨气,并实现氨的工业化生产。氨气可用于生产氮肥,对植物的生长具有重要作用,从而为解决人类面临的粮食危机问题作出巨大贡献。全方位夯实粮食安全根基”、“确保中国人的饭碗牢牢端在自己手上”,粮食安全是国家安全的重要基础。农业生产需要化肥、农药,其加工、生产都离不开化学科学和化学工业技术的支持。
3.人类生产生活消耗大量的化石能源,排放出大量的二氧化碳,导致温室效应加剧,化学家利用太阳能通过人工模拟光合作用,捕获大气中的二氧化碳,转化为可作为燃料或粮食的有机化合物,为人类社会的可持续发展开辟新路径。
4.新型武器的研制和武器性能的提高同样离不开化学科学。航天航空领域所需的新型高效推进剂,高强度、耐高温、老化的新型材料的开发研制也都需要化学科学支撑。现代科学技术领域中,各种具备卓越和独特性能的材料都需要化学家运用化学方法研发和制造。例如,在信息技术领域广泛应用的半导体硅片和在工业、医疗与通信技术等领域有重要应用的光导纤维均要通过化学方法制取;制造具有广泛用途的纳米材料和各种合金也需要应用化学方法。
5. 中国现代化学家
汪猷;卢嘉锡;唐敖庆;徐光宪(中国稀土之父);闵恩泽等(中国催化剂之父)。
6.化学科学在提取生物药物、研制合成药物、防治传染病、治疗疾病、保持健康和延长寿命等方面都发挥着巨大的作用。
【核心考点精练】
1.我国古代几大闻名于世的化学工艺是( )
A.烧陶瓷、指南针、造纸 B.烧陶瓷、冶金、印刷、酿酒
C.制火药、指南针、造纸、印刷 D.烧陶瓷、造纸、冶金、制火药
2.科学家对人类文明和社会发展作出了巨大的贡献,下列说法错误的是( )
A.拉瓦锡测定了空气的组成
B.屠呦呦研制的青蒿素可用于治疗疟疾
C.张青莲利用海水制得了纯碱
D.门捷列夫编制了元素周期表
3.某清代著名学者参与翻译《化学鉴原》,并编写了多部化学著作,对化学知识在我国的传播起到了重要作用,该学者是
A.曾公亮 B.丁度 C.侯德榜 D.徐寿
4.“高铁、共享单车、网购、移动支付”被誉为中国“新四大发明”,下列相关叙述不能体现化学贡献的是( )
A.电力牵引高铁,优化能源结构 B.共享单车出行,减少大气污染
C.网络购买物品,享受便利生活 D.手机扫码支付,采用石墨烯技术
5.化学在保证人类生存并不断提高生活质量方面起着重要的作用。下列有关事实不属于化学知识应用的重要作用的是( )
A.生产农药和化肥 B.合成药物抑制细菌病毒
C.开发新能源和新材料 D.转基因技术应用
6.2023年,中国载人月球探测工程登月阶段任务已启动实施。下列探测目标与化学有关的是( )
A.分析月球表面物质成分 B.探测着陆区的地形地貌
C.获取月球表面三维影像 D.测量月壤厚度
7.图片中不属于化学对人类贡献的是( )
A.研制新型建筑材料
B.改良水稻品种
C.炼钢炼铁
D.生产色泽鲜艳的衣料
8.2023年第19届杭州亚运会呈现了一届颇具“中国特色、地方韵味、精彩纷呈”的体育文化盛会,下列亚运会事项与化学无直接关系的是
A.火炬燃料的选择 B.场馆的灯光如何布置
C.足球材料的性质 D.举重运动员比赛前抹在手上滑石粉的成分
9.习总书记在2024年新年贺词中指出“中国以自强不息的精神奋力攀登,到处都是日新月异的创造。”下列属于化学研究范畴的是( )
A.用“中国天眼”探索太空奥秘 B.开发“华为手机”鸿蒙系统
C.研究“神舟十七”号飞船轨道 D.研制“奋斗者”号钛合金材料
10.化学影响人类生活,能解决许多的问题,下列问题中,属于化学问题的是( )
A.蜡烛的形状大小为什么不同
B.利用指南针确定航海方向
C.综合利用石油生产优良人造纤维
D.设计新程序开发电脑新功能