课件59张PPT。 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: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(10-15 s)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3.物理变化和化学变化【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H2O
④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?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】
课堂检测·素养达标
1.为中国近代化学发展做出突出贡献的科学家是 ( )
A.李四光 B.华罗庚 C.侯德榜 D.钱学森
2.(2019·潍坊高一检测)化学是一门基础学科,学好化学对我们很重要,对此,国家2017年提出了化学学科的五大核心素养。下列不能说明化学具有创造性和实用性的是 ( )
A.化学家哈伯用催化法合成氨后,德国就能生产硝酸
B.科学家们合成碳纳米管,用作分子导线和超小型的电子器件
C.俄国科学家门捷列夫发现元素周期律
D.诺贝尔用硝化甘油制成了炸药,并用于工业生产
3.下列广告语在科学上没有错误的是 ( )
A.这种饮料不含任何化学物质
B.这种口服液含丰富的氮、磷、锌等微量元素
C.这种“神奇液体”加入水中,可以“以水代油”作发动机的燃料
D.没有水就没有生命
4.(2019·德州高一检测)化学科学将在能源和资源的合理开发、安全应用方面大显身手。当前我国农业地区大量植物秸秆如何处理的问题备受关注。下列提出的几种植物秸秆处理方法中,不正确的是 ( )
A.出售给工厂作工业原料
B.应用化学科学的有关原理和方法制成优质的牲畜饲料
C.就地焚烧成草木灰,作植物的钾肥
D.应用化学科学的有关原理和方法制成甲烷作燃料
5.第四季《中国诗词大会》于2019年2月5日在中央电视台综合频道首播,2019年2月14日完结。节目以“赏中华诗词、寻文化基因、品生活之美”为宗旨,中国古代诗词是先人留给我们的文化瑰宝,是宝贵的精神财富,值得我们继承、发扬。下列古诗词涉及的知识与化学变化无关的是 ( )
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
6.“中国要强,中国人民生活要好,必须有强大科技。”我国下列重大科技中获诺贝尔奖的是________。?
①
②
③
④
蛟龙号载人潜
水器实验成功
首次人工合成
结晶牛胰岛素
侯德榜发明
联合制碱法
屠呦呦研制抗
疟新药——青蒿素
7.(新思维·新考向)安全生产近年来已成为社会的热点问题。2019年2月22日,四川荣县发生地震,有传言说这是页岩气开采过度引起的。2017年3月25日, 重庆开县天然气井喷事故共夺去了两百多人的生命。天然气井喷出的气体主要是甲烷,另外还含有大量的硫化氢。硫化氢(H2S)是一种有臭鸡蛋气味、剧毒的无色气体,密度比空气大,能溶于水,其水溶液叫氢硫酸。
(1)据报道,人员伤亡多是因缺乏自救防御常识。下列自救措施合理的是________(填序号)。?
A.逃生时应往地势高处逆风跑
B.逃生时应往地势低处顺风跑
C.立即用浸过水或弱碱性溶液的毛巾捂住口鼻
(2)为降低危害程度,人们将喷出的硫化氢点燃,燃烧时生成了两种氧化物,其中一种是最常见的空气污染物,它是________。为减轻该气体对环境的污染,事故处理人员不断向空气中喷洒一种溶液,你认为该溶液可能是一种________(填“酸”或“碱”)性溶液。?
(3)违反操作规程或安全设施不完备是引发事故的常见原因。请结合某具体的化学实验,说出避免实验事故应注意的一个问题: ?????????????????__。?
课堂检测·素养达标
1.为中国近代化学发展做出突出贡献的科学家是 ( )
A.李四光 B.华罗庚 C.侯德榜 D.钱学森
【解析】选C。李四光是地质学家,A错误;华罗庚是数学家,B错误;侯德榜是化学家,他发明的“侯氏制碱法”为中国近代化学发展做出了突出贡献,C正确;钱学森是世界著名科学家、空气动力学家,D错误。
2.(2019·潍坊高一检测)化学是一门基础学科,学好化学对我们很重要,对此,国家2017年提出了化学学科的五大核心素养。下列不能说明化学具有创造性和实用性的是 ( )
A.化学家哈伯用催化法合成氨后,德国就能生产硝酸
B.科学家们合成碳纳米管,用作分子导线和超小型的电子器件
C.俄国科学家门捷列夫发现元素周期律
D.诺贝尔用硝化甘油制成了炸药,并用于工业生产
【解析】选C。提出一种新理论不能说明化学的创造性和实用性。合成氨、制炸药、合成碳纳米管都体现出化学的创造性,它们应用于生产和生活,则体现出化学的实用性。
3.下列广告语在科学上没有错误的是 ( )
A.这种饮料不含任何化学物质
B.这种口服液含丰富的氮、磷、锌等微量元素
C.这种“神奇液体”加入水中,可以“以水代油”作发动机的燃料
D.没有水就没有生命
【解析】选D。A项,饮料中“不含任何化学物质”,这显然与常识相悖,水就是化学物质,该广告原意可能想说,不含任何人工合成的化学制品;B项,氮、磷都不是微量元素;C项中,违背了化学反应中各种元素的原子种类和数目不变的规律;D项是正确的,水是生命之源,没有水就没有生命。
4.(2019·德州高一检测)化学科学将在能源和资源的合理开发、安全应用方面大显身手。当前我国农业地区大量植物秸秆如何处理的问题备受关注。下列提出的几种植物秸秆处理方法中,不正确的是 ( )
A.出售给工厂作工业原料
B.应用化学科学的有关原理和方法制成优质的牲畜饲料
C.就地焚烧成草木灰,作植物的钾肥
D.应用化学科学的有关原理和方法制成甲烷作燃料
【解析】选C。就地焚烧植物秸秆,不但可能引起火灾,还会因为焚烧过程中产生许多有害气体及浓烟而污染空气。与其燃烧生成的钾肥相比,是弊大于利。
5.第四季《中国诗词大会》于2019年2月5日在中央电视台综合频道首播,2019年2月14日完结。节目以“赏中华诗词、寻文化基因、品生活之美”为宗旨,中国古代诗词是先人留给我们的文化瑰宝,是宝贵的精神财富,值得我们继承、发扬。下列古诗词涉及的知识与化学变化无关的是 ( )
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】选C。判断物理变化和化学变化的方法就是看变化过程中是否有新物质生成,没有新物质生成的变化是物理变化;有新物质生成的变化是化学变化。
6.“中国要强,中国人民生活要好,必须有强大科技。”我国下列重大科技中获诺贝尔奖的是________。?
①
②
③
④
蛟龙号载人潜
水器实验成功
首次人工合成
结晶牛胰岛素
侯德榜发明
联合制碱法
屠呦呦研制抗
疟新药——青蒿素
答案:④
7.(新思维·新考向)安全生产近年来已成为社会的热点问题。2019年2月22日,四川荣县发生地震,有传言说这是页岩气开采过度引起的。2017年3月25日, 重庆开县天然气井喷事故共夺去了两百多人的生命。天然气井喷出的气体主要是甲烷,另外还含有大量的硫化氢。硫化氢(H2S)是一种有臭鸡蛋气味、剧毒的无色气体,密度比空气大,能溶于水,其水溶液叫氢硫酸。
(1)据报道,人员伤亡多是因缺乏自救防御常识。下列自救措施合理的是________(填序号)。?
A.逃生时应往地势高处逆风跑
B.逃生时应往地势低处顺风跑
C.立即用浸过水或弱碱性溶液的毛巾捂住口鼻
(2)为降低危害程度,人们将喷出的硫化氢点燃,燃烧时生成了两种氧化物,其中一种是最常见的空气污染物,它是________。为减轻该气体对环境的污染,事故处理人员不断向空气中喷洒一种溶液,你认为该溶液可能是一种________(填“酸”或“碱”)性溶液。?
(3)违反操作规程或安全设施不完备是引发事故的常见原因。请结合某具体的化学实验,说出避免实验事故应注意的一个问题: ?????????????????__。?
【解析】(1)天然气井喷出的气体会沿风势流动,故逃生时应往地势高处逆风跑。由题意知,硫化氢能溶于水,其水溶液是氢硫酸,显酸性,自救时用浸过水或弱碱性溶液的毛巾捂住口鼻,尽可能减少吸入的气体。(2)硫化氢气体被点燃,燃烧时生成两种氧化物,其中一种是最常见的空气污染物,即SO2。向空气中喷洒碱性溶液有利于吸收SO2、H2S等气体。(3)可从可燃性气体的性质来思考。
答案:(1)AC
(2)二氧化硫(或SO2) 碱
(3)一氧化碳还原氧化铜时,先通一会儿一氧化碳再加热(其他合理答案均可)
