第一节走进化学科学 学案
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走进化学科学
[学习目标]
1．了解化学研究的对象和内容。
2．了解化学发展的基本历程以及20世纪化学发展的基本特征、21世纪的发展趋势，认识现代化学作为中心学科在科学技术中的地位。
3．理解并掌握物质的物理性质、化学性质的概念，能辨别常见的物理变化与化学变化。
4．掌握常见的化学用语
[教学内容]
一、化学的研究对象和内容、特征
化学是在原子、分子水平上研究物质的组成、结构、性质、变化、制备和应用的自然科学。
化学的特征是认识分子、制造分子。
化学是一门以实验为基础的、具有创造性的科学。
二、化学发展的基本历程以及20世纪化学发展的基本特征、21世纪的发展趋势
例1：人类社会开始化学实践，从 开始,近现代化学史上有一些具有里程碑意义的重要史实，1661年英国化学家、物理学家 提出 的概念，标志着近代化学的诞生；1771年法国化学家拉瓦锡建立 ，使近代化学取得了革命性进展；1803年英国化学家、物理学家道尔顿提出 学说，为近代化学的发展奠定了坚实的基础；1869年俄国化学家 发现元素周期律，把化学元素及其化合物纳入一个统一的理论体系。在中国，1965年科学家在世界上首次人工全合成了 ；1981年科学家在世界上首次人工全合成了酵母丙氨酸转移核糖核酸。
三、物理性质、化学性质、物理变化、化学变化
物质不需要发生化学变化表现出来的性质叫物理性质，包括：颜色、状态、气味、熔点、沸点、硬度、密度等。物质在发生化学变化时所表现出来的性质叫化学性质。
物理变化与化学变化的本质区别是前者没有新物质生成，后者生成了新的物质。从微观的角度看，前者构成物质的分子本身没有发生变化，只是分子之间的距离发生了改变，后者构成物质的分子本身发生了变化，生成了新的分子，但原子和元素的种类并不发生变化。
两者的关系是：物质发生物理变化时不一定发生了化学变化，但发生化学变化时一定伴随着物理变化。
例：判断下列变化哪些主要是物理变化，哪些主要是化学变化？①冰融化成水 ②干冰升华 ③钢铁生锈 ④用石灰抹的墙逐渐硬化⑤蔗糖投入水中逐渐消失，水变甜 ⑥电阻丝通电发热变红 ⑦活性炭使品红溶液退色 ⑧石油分馏 ⑨煤的干馏 ⑩白磷自燃 ⑾火药爆炸
答案：物理变化： ，化学变化： 。
四、化学用语
1．元素符号：每一种元素都有一国际上统一的符号，它既代表一种元素，又可以代表这种元素的一个原子。如O既代表氧元素，又代表一个氧原子。
2．化学式：用元素符号表示物质（分子）组成的式子。它代表某种物质，表示该物质有什么元素组成，若有分子存在，还可代表一个分子，表示每个分子中含有多少个什么原子。
如H2O代表水，表示水由氢、氧两种元素组成，代表一个水分子，每个水分子由两个氢原子和一个氧原子构成。
化学式的书写规律：
金属单质由金属原子构成，金属单质的化学式就是其元素符号；
非金属单质中常温下呈气态的一般为双原子分子，呈液态的溴和呈固态的碘单质的分子也是双原子分子；
其他非金属固态单质结构复杂，直接用元素符号代表其化学式；
稀有气体为单原子分子；
化合物一般可根据下列规律书写
化合物中各元素化合价的代数和为零。
绝大多数情况下m和n要化简成最简整数比。
常见原子团：NH4+、NO3-、SO42-、CO32-、HCO3-、PO43-、HPO42-、H2PO4-、ClO3-、MnO4-
常见元素化合价：
元素 化合价 元素 化合价 元素 化合价 元素 化合价 元素 化合价
Ag +1 Ca +2 F -1 C +2,+4 O -2
H +1 Mg +2 Cl -1,+1,+3,+5,+7 Al +3 N -3, +1, +2 +3, +4, +5
K +1 Ba +2 Br -1 Fe +2,+3 Si +4
Na +1 Zn +2 I -1 Cu +1,+2
3．原子结构简图、离子结构简图：反映原子、离子核外各电子层上电子数的符号。
4．化学反应方程式：用化学式表示化学反应的式子。
书写化学反应方程式，须遵循两个原则：一是要遵重客观事实，二是要遵循质量守恒定律，即要配平反应方程式，反应前后各元素的原子个数要对应相等。
此外，要注意反应条件和反应规律，同样的反应物在不同条件下可能发生不同的反应。
化学反应方程式不仅体现出了反应物、生成物分别是什么，而且还告诉我们各物质的比例关系。
2H2 + O2 ＝ 2H2O
从质量角度： 4g 32g 36g
从分子数角度： 2分子 1分子 2分子
从物质的量角度： 2mol 1mol 2mol
从标况下气体体积角度： 44.8L 22.4L
从任意相同条件气体体积角度： 2体积 1体积
例4：一氧化氮是大气的主要污染物之一，近几年来，又发现在生物体内存在少量的一氧化氮，它有扩张血管和增强记忆力的功能，成为当前生命科学研究的热点
（1）一氧化氮是工业制取硝酸的中间产物，生成一氧化氮的化学方程式4X+5O2 =4NO+6H2O，根据质量守恒定律可以推断X的化学式为 。
（2）汽车尾气中含有一氧化氮、一氧化碳等有毒气体，治理的方法是在汽车尾气的排气管上安装一个催化转换器，在催化剂的作用下，一氧化氮与一氧化碳反应可生成两种可参与大气循环的气体，该反应的化学方程式为: 。
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走进化学科学
[学习目标]
1．了解化学研究的对象和内容。
2．了解化学发展的基本历程以及20世纪化学发展的基本特征、21世纪的发展趋势，认识现代化学作为中心学科在科学技术中的地位。
3．理解并掌握物质的物理性质、化学性质的概念，能辨别常见的物理变化与化学变化。
4．掌握常见的化学用语
[教学内容]
一、化学的研究对象和内容、特征
化学是在原子、分子水平上研究物质的组成、结构、性质、变化、制备和应用的自然科学。
化学的特征是认识分子、制造分子。
化学是一门以实验为基础的、具有创造性的科学。
二、化学发展的基本历程以及20世纪化学发展的基本特征、21世纪的发展趋势
例1：人类社会开始化学实践，从 开始,近现代化学史上有一些具有里程碑意义的重要史实，1661年英国化学家、物理学家 提出 的概念，标志着近代化学的诞生；1771年法国化学家拉瓦锡建立 ，使近代化学取得了革命性进展；1803年英国化学家、物理学家道尔顿提出 学说，为近代化学的发展奠定了坚实的基础；1869年俄国化学家 发现元素周期律，把化学元素及其化合物纳入一个统一的理论体系。在中国，1965年科学家在世界上首次人工全合成了 ；1981年科学家在世界上首次人工全合成了酵母丙氨酸转移核糖核酸。
三、物理性质、化学性质、物理变化、化学变化
物质不需要发生化学变化表现出来的性质叫物理性质，包括：颜色、状态、气味、熔点、沸点、硬度、密度等。物质在发生化学变化时所表现出来的性质叫化学性质。
物理变化与化学变化的本质区别是前者没有新物质生成，后者生成了新的物质。从微观的角度看，前者构成物质的分子本身没有发生变化，只是分子之间的距离发生了改变，后者构成物质的分子本身发生了变化，生成了新的分子，但原子和元素的种类并不发生变化。
两者的关系是：物质发生物理变化时不一定发生了化学变化，但发生化学变化时一定伴随着物理变化。
例：判断下列变化哪些主要是物理变化，哪些主要是化学变化？①冰融化成水 ②干冰升华 ③钢铁生锈 ④用石灰抹的墙逐渐硬化⑤蔗糖投入水中逐渐消失，水变甜 ⑥电阻丝通电发热变红 ⑦活性炭使品红溶液退色 ⑧石油分馏 ⑨煤的干馏 ⑩白磷自燃 ⑾火药爆炸
答案：物理变化： ，化学变化： 。
四、化学用语
1．元素符号：每一种元素都有一国际上统一的符号，它既代表一种元素，又可以代表这种元素的一个原子。如O既代表氧元素，又代表一个氧原子。
2．化学式：用元素符号表示物质（分子）组成的式子。它代表某种物质，表示该物质有什么元素组成，若有分子存在，还可代表一个分子，表示每个分子中含有多少个什么原子。
如H2O代表水，表示水由氢、氧两种元素组成，代表一个水分子，每个水分子由两个氢原子和一个氧原子构成。
化学式的书写规律：
金属单质由金属原子构成，金属单质的化学式就是其元素符号；
非金属单质中常温下呈气态的一般为双原子分子，呈液态的溴和呈固态的碘单质的分子也是双原子分子；
其他非金属固态单质结构复杂，直接用元素符号代表其化学式；
稀有气体为单原子分子；
化合物一般可根据下列规律书写
化合物中各元素化合价的代数和为零。
绝大多数情况下m和n要化简成最简整数比。
常见原子团：NH4+、NO3-、SO42-、CO32-、HCO3-、PO43-、HPO42-、H2PO4-、ClO3-、MnO4-
常见元素化合价：
元素 化合价 元素 化合价 元素 化合价 元素 化合价 元素 化合价
Ag +1 Ca +2 F -1 C +2,+4 O -2
H +1 Mg +2 Cl -1,+1,+3,+5,+7 Al +3 N -3, +1, +2 +3, +4, +5
K +1 Ba +2 Br -1 Fe +2,+3 Si +4
Na +1 Zn +2 I -1 Cu +1,+2
3．原子结构简图、离子结构简图：反映原子、离子核外各电子层上电子数的符号。
4．化学反应方程式：用化学式表示化学反应的式子。
书写化学反应方程式，须遵循两个原则：一是要遵重客观事实，二是要遵循质量守恒定律，即要配平反应方程式，反应前后各元素的原子个数要对应相等。
此外，要注意反应条件和反应规律，同样的反应物在不同条件下可能发生不同的反应。
化学反应方程式不仅体现出了反应物、生成物分别是什么，而且还告诉我们各物质的比例关系。
2H2 + O2 ＝ 2H2O
从质量角度： 4g 32g 36g
从分子数角度： 2分子 1分子 2分子
从物质的量角度： 2mol 1mol 2mol
从标况下气体体积角度： 44.8L 22.4L
从任意相同条件气体体积角度： 2体积 1体积
例4：一氧化氮是大气的主要污染物之一，近几年来，又发现在生物体内存在少量的一氧化氮，它有扩张血管和增强记忆力的功能，成为当前生命科学研究的热点
（1）一氧化氮是工业制取硝酸的中间产物，生成一氧化氮的化学方程式4X+5O2 =4NO+6H2O，根据质量守恒定律可以推断X的化学式为 。
（2）汽车尾气中含有一氧化氮、一氧化碳等有毒气体，治理的方法是在汽车尾气的排气管上安装一个催化转换器，在催化剂的作用下，一氧化氮与一氧化碳反应可生成两种可参与大气循环的气体，该反应的化学方程式为: 。
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