1.1 走进化学科学（鲁科版必修1）
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第1章 认识化学科学
第1节 走进化学科学
一、化学科学的创造性和实用性
1．化学科学
(1)概念：化学是在__________水平上研究物质 的___________________________________的一 门自然科学。
(2)特征：__________________。
原子、分子
组成、结构、性质、变化、制备和应用
认识分子和制造分子
2．化学科学的创造性
(1)发现和制造物质；(2)创造新物质。
3．化学科学的实用性
(1)农业：_______技术的应用。
(2)医药：_______的研制。
(3)信息：_______________引领进入信息时代。
合成氨
新药物
芯片和光导纤维
[开放探究] 1.核裂变与核聚变是化学科学研究的内容吗？
提示： 不是。化学科学的研究对象是原子、分子层面上的物质，其内容包括物质的组成、结构、性质、变化、制备和应用。化学不仅能认识分子而且能制造分子，化学变化的过程是旧物质的分子分裂成原子，原子重新组合成新的分子，从而生成新的物质，是在原子核不变(即无新原子生成)的情况下的物质变化，这种变化不涉及原子核，因此原子核发生变化不属于化学科学的研究内容
二、化学科学的形成和发展
1．古代化学实践活动
取火和保存火种、烧制陶瓷、冶炼金属、酿造酒类等。
2．近代化学发展的四个里程碑
年代 科学家 重大发现或成就 作用
1661年 ________ 提出________________ 标志着近代化学的诞生
1771年 ________ 建立___________________ 使近代化学取得了革命性进展
1803年 _______ 提出_________ 奠定了近代化学发展的基础
1869年 _________ 发现了_____________ 把化学元素及其化合物纳入一个统一的理论体系
化学元素的概念
燃烧现象的氧化学说
原子学说
元素周期律
波义耳
拉瓦锡
道尔顿
门捷列夫
3.我国在化学研究中的重要成果
1965年——中国科学家合成_________，是首 次人工合成蛋白质。
1981年——我国科学家首次人工合成完整生 物活性的________。
牛胰岛素
核糖核酸
[开放探究] 2.中国古代的四大发明中与化学科学有关的是什么？
提示： 造纸术和火药
三、化学科学的探索空间
1．在化学科学领域：化学家们可以在微观层 面上操纵__________，组装分子材料、分子器 件和分子机器等。
2．在能源和资源方面：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。
分子和原子
3．在材料科学方面：化学科学将继续推动 材料科学的发展。
4．在环境方面：化学科学将为解决环境问 题提供有力保障。
5．在医学研究方面：化学可以让研究人员 在____水平上了解疾病的病理，寻求有效的 防治措施，促进人类的身心健康。
分子
1．在互联网上用google搜索“中央电视台每周质量报告”时，可搜索到下列被曝光的事件，其中一定涉及化学变化的是( )
A．用淀粉、蔗糖、奶香精、三聚氰胺等掺和成“假奶粉”
B．用工业石蜡等给瓜子“美容”
C．用硫黄燃烧熏蒸粉丝
D．用毛发水酱色、水、盐等兑制成“假酱油”
答案： C
2．空气是人类生存所必需的重要资源。为改善空气质量而启动的“蓝天工程”得到了全民的支持。下列措施不利于“蓝天工程”建设的是( )
A．推广使用燃煤脱硫技术，防治SO2污染
B．实施绿化工程，防治扬尘污染
C．研制开发燃料电池汽车，消除机动车尾气污染
D．加大石油、煤炭的开采速度，增加化石燃料的供应量
解析： 天不蓝的主要原因是空气被污染了。当前，空气污染的主要物质是大量的化石燃料不科学地使用所排放的硫的氧化物、氮氧化物和烟尘；土地沙漠化导致扬尘增加；绿化面积不足导致净化空气能力下降。
答案： D
3．(上海高考)下列不符合当今化学研究方向的是( )
A．发现新物质
B．合成新材料
C．研究化学反应的微观过程
D．研究化学反应中原子守恒关系
解析：根据质量守恒定律，在化学反应前后，原子的种类和个数保持不变。而早在1756年俄国化学家罗蒙诺索夫、1777年法国化学家拉瓦锡就通过实验总结出了质量守恒定律，1908年德国化学家朗道尔特(Landolt)及1912年英国化学家曼莱(Manley)为此做了精确度极高的实验，误差仅有千万分之一，从此，科学家一致承认了这一定律。因而研究化学反应中原子守恒关系不符合当今化学的研究方向。
答案： D
一、理解化学科学的概念应注意的问题
1．化学研究的对象是由原子、离子和分子等微观粒子构成的物质。
2．化学研究的内容是物质的组成、结构、性质、变化、制备和应用等。
3．化学是自然科学。
4．化学反应的本质是原子的重新组合，在反应中原子的种类并没有发生改变，所以原子弹、氢弹爆炸等原子核发生了改变的反应属于核反应而不属于化学反应，不是化学研究的对象。
下列说法正确的是( )
A．化学是科学家研究的内容，与普通百姓的生活没有多大关系
B．化学研究只能认识分子，不能创造分子
C．化学家可以制造出自然界中不存在的物质
D．化工生产只会造成严重的环境污染，最终人类将毁灭在化学物质中
A不正确，例如我们生活中的药物、化纤衣料、塑料、电池、芯片、光导纤维等，都是来自化学家的科研成果，所以，化学与我们普通百姓的生活密切相关。B不正确，化学科学的特征是认识分子和制造分子，化学家能根据实际需要创造出具有特殊性质或功能的自然界中不存在的物质，例如塑料、化纤等。C项是正确的。D项不正确，化学科学的发展确实对环境造成了一定的污染，但也只有通过化学手段才能消除和治理这些污染，通过对环境友好的途径来提高生活质量，人类不会毁灭在化学物质中。故正确答案为C。
答案： C
1.下列科研成果和发明创造，不属于化学科学的是( )
A．我国的科学家侯德榜先生发明的制碱技术——“侯氏制碱法”
B．2000年，美日科学家在导电聚合物领域发现和发展导电聚合物——聚乙炔
C．1965年，我国科学家人工合成了具有生理活性的蛋白质——结晶牛胰岛素
D．我国古代“四大发明”之一指南针的发明
解析： “侯氏制碱法”是运用相关的化学反应原理制取纯碱的新技术，与化学科学有关；导电聚合物——聚乙炔的合成，结晶牛胰岛素的合成均属于有机高分子物质的合成与制备，与化学科学有关；我国古代“四大发明”之一指南针的发明与物理科学有关。
答案： D
二、化学科学的形成和发展
在科学史上中国有许多重大的发明和发现，它们为世界的现代化奠定了基础，以下发明和发现属于化学史上中国对世界的贡献的是( )
①火药 ②指南针 ③造纸 ④印刷术 ⑤炼铜、炼铁、炼钢
⑥合成有机高分子材料 ⑦人工合成蛋白质 ⑧提出原子—分子学说
A．②④⑥⑧ B．①③⑤⑦
C．④⑤⑦⑧ D．②③⑤⑦
火药、指南针、造纸术、印刷术是中国古代的四大发明，但指南针、印刷术的发明不是化学史上的成就。中国是最早进行炼铜和掌握炼铁技术的国家；1965年，我国科学家第一次人工合成具有生物活性的蛋白质——结晶牛胰岛素；合成有机高分子和提出原子—分子学说都不是中国的贡献。
答案： B
名师警示： 本题易错在忽略题干中“化学史上”四个字，误把选项中指南针、印刷术当作正确答案。
三、化学科学的探索空间
现代化学是当之无愧的21世纪的“中心科学”。其探索空间主要集中在以下四个方面：
材料——非金属材料、金属材料、高分子材料、结构材料、功能材料等。
能源——化学燃料、核能、太阳能、氢能源等。
环境——环境污染与环境保护(绿色化学)。
生命——营养药物研究、人体中元素的生理作 用、克隆技术、基因工程等。
2008年诺贝尔化学奖授予对研究荧光蛋白作出突出贡献的钱永健等三位科学家；2009年诺贝尔化学奖授予对核糖体结构和功能的研究作出重大贡献的科学家；而且随着科学的发展，近年来还兴起了营养化学、地球化学、海洋化学等学科，这说明( )
A．随着科学的发展，学科之间在相互渗透
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
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。
答案： AC
2.下列产品的使用不会对环境造成污染的是 ( )
A．含磷洗衣粉 B．酒精
C．氟利昂 D．含汞电池
解析： 使用含磷洗衣粉会导致水体富营养 化；氟利昂会破坏臭氧层，使其形成臭氧空 洞，使紫外线危害地球生物；含汞电池中的 汞属于重金属，有毒。
答案： B
1．化学真正成为一门科学并较快地发展，始于( )
A．舍勒发现氯气
B．质量守恒定律的发现
C．原子、分子论的问世
D．中国湿法冶金技术的推广
解析： 化学科学的特征就是认识分子和制造分子，自从用原子—分子论来研究物质的构成和性质之后，化学才得到较快的发展，真正成为一门科学。
答案： C
2．以下事实与化学科学的创造性无关的是 ( )
A．国家游泳馆水立方采用的覆盖膜为先进的EFET膜，具有防火、抗老化等功能
B．航天英雄翟志刚穿着我国自行设计的航天服漫步太空
C．朝鲜核试验引发朝鲜半岛核危机
D．科学家研制新型药物抗击H1N1流感病毒
解析： 化学科学的创造性体现在发现新物质和创造自然界没有的新物质方面，EFET膜、航天服所用材料以及新型药物均属于创造性发明，核试验与此无关。
答案： C
3．下列变化不属于化学科学研究的范畴的是( )
A．电解水生成氢气和氧气
B．合成有机高分子材料
C．原子弹发生剧烈爆炸
D．生产合成纤维和合成橡胶
解析： 化学是在原子、分子水平上研究物质的组成、结构、性质、变化、制备和应用的科学。化学变化过程中，原子的种类、数目不发生变化，原子之间重新组合生成新物质，如选项A、B、D三项；而选项C中原子弹剧烈爆炸会发生原子种类和数目的变化，不应属于化学变化，因而不属于化学科学研究的范畴。
答案： C
4．下列描述中，不正确的是( )
A．化学的特征就是认识分子和制造分子，它是一门具有创造性和实用性的科学
B．人们可以利用先进的技术和设备制造出新的原子和新的分子
C．制陶、冶金及酿酒过程中，肯定发生了化学变化
D．化学家可以在微观层面上操纵分子和原子，组装分子材料、分子器件和分子机器等
解析： A项：化学科学的特征为认识分子和制造分子，是一门具有创造性和实用性的科学，A项正确。B项：化学变化可以制造分子不能制造原子，可看作原子的重新组合，B项错误。C项：制陶、冶金、酿酒过程均生成了新物质，发生了化学变化，C项正确。D项：科学家可以在微观层面上操纵分子和原子，组装分子材料、分子器件和分子机器等，D项正确。
答案： B
5．当前，我国所面临的问题有健康、环境、能源、粮食、材料等。化学家们希望从化学的角度，通过化学方法解决这些问题，为我国的发展和民族振兴作出更大的贡献。化学界所研究的课题很多，已知有以下几种，请将有助于解决下述问题的课题序号填在相应的横线上。
①高效化肥的合成 ②新型药品的开发 ③在低耗能情况下分解水而得到氢气燃料 ④寻找塑料、橡胶等化工产品再利用的途径 ⑤研制人造血管 ⑥在无毒、无害的条件下进行化学反应 ⑦研制开发超导材料 ⑧研制高效无磷洗衣粉
(1)健康问题：________________。
(2)环境问题：________________。
(3)能源问题：________________。
(4)粮食问题：________________。
(5)材料问题： ________________。
答案： (1)②⑤ (2)④⑥⑧ (3)③ (4)① (5)④⑦
第1章 认识化学科学
第1节 走进化学科学
一、化学科学的创造性和实用性
1．化学科学
(1)概念：化学是在__________水平上研究物质 的___________________________________的一 门自然科学。
(2)特征：__________________。
原子、分子
组成、结构、性质、变化、制备和应用
认识分子和制造分子
2．化学科学的创造性
(1)发现和制造物质；(2)创造新物质。
3．化学科学的实用性
(1)农业：_______技术的应用。
(2)医药：_______的研制。
(3)信息：_______________引领进入信息时代。
合成氨
新药物
芯片和光导纤维
[开放探究] 1.核裂变与核聚变是化学科学研究的内容吗？
提示： 不是。化学科学的研究对象是原子、分子层面上的物质，其内容包括物质的组成、结构、性质、变化、制备和应用。化学不仅能认识分子而且能制造分子，化学变化的过程是旧物质的分子分裂成原子，原子重新组合成新的分子，从而生成新的物质，是在原子核不变(即无新原子生成)的情况下的物质变化，这种变化不涉及原子核，因此原子核发生变化不属于化学科学的研究内容
二、化学科学的形成和发展
1．古代化学实践活动
取火和保存火种、烧制陶瓷、冶炼金属、酿造酒类等。
2．近代化学发展的四个里程碑
年代 科学家 重大发现或成就 作用
1661年 ________ 提出________________ 标志着近代化学的诞生
1771年 ________ 建立___________________ 使近代化学取得了革命性进展
1803年 _______ 提出_________ 奠定了近代化学发展的基础
1869年 _________ 发现了_____________ 把化学元素及其化合物纳入一个统一的理论体系
化学元素的概念
燃烧现象的氧化学说
原子学说
元素周期律
波义耳
拉瓦锡
道尔顿
门捷列夫
3.我国在化学研究中的重要成果
1965年——中国科学家合成_________，是首 次人工合成蛋白质。
1981年——我国科学家首次人工合成完整生 物活性的________。
牛胰岛素
核糖核酸
[开放探究] 2.中国古代的四大发明中与化学科学有关的是什么？
提示： 造纸术和火药
三、化学科学的探索空间
1．在化学科学领域：化学家们可以在微观层 面上操纵__________，组装分子材料、分子器 件和分子机器等。
2．在能源和资源方面：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。
分子和原子
3．在材料科学方面：化学科学将继续推动 材料科学的发展。
4．在环境方面：化学科学将为解决环境问 题提供有力保障。
5．在医学研究方面：化学可以让研究人员 在____水平上了解疾病的病理，寻求有效的 防治措施，促进人类的身心健康。
分子
1．在互联网上用google搜索“中央电视台每周质量报告”时，可搜索到下列被曝光的事件，其中一定涉及化学变化的是( )
A．用淀粉、蔗糖、奶香精、三聚氰胺等掺和成“假奶粉”
B．用工业石蜡等给瓜子“美容”
C．用硫黄燃烧熏蒸粉丝
D．用毛发水酱色、水、盐等兑制成“假酱油”
答案： C
2．空气是人类生存所必需的重要资源。为改善空气质量而启动的“蓝天工程”得到了全民的支持。下列措施不利于“蓝天工程”建设的是( )
A．推广使用燃煤脱硫技术，防治SO2污染
B．实施绿化工程，防治扬尘污染
C．研制开发燃料电池汽车，消除机动车尾气污染
D．加大石油、煤炭的开采速度，增加化石燃料的供应量
解析： 天不蓝的主要原因是空气被污染了。当前，空气污染的主要物质是大量的化石燃料不科学地使用所排放的硫的氧化物、氮氧化物和烟尘；土地沙漠化导致扬尘增加；绿化面积不足导致净化空气能力下降。
答案： D
3．(上海高考)下列不符合当今化学研究方向的是( )
A．发现新物质
B．合成新材料
C．研究化学反应的微观过程
D．研究化学反应中原子守恒关系
解析：根据质量守恒定律，在化学反应前后，原子的种类和个数保持不变。而早在1756年俄国化学家罗蒙诺索夫、1777年法国化学家拉瓦锡就通过实验总结出了质量守恒定律，1908年德国化学家朗道尔特(Landolt)及1912年英国化学家曼莱(Manley)为此做了精确度极高的实验，误差仅有千万分之一，从此，科学家一致承认了这一定律。因而研究化学反应中原子守恒关系不符合当今化学的研究方向。
答案： D
一、理解化学科学的概念应注意的问题
1．化学研究的对象是由原子、离子和分子等微观粒子构成的物质。
2．化学研究的内容是物质的组成、结构、性质、变化、制备和应用等。
3．化学是自然科学。
4．化学反应的本质是原子的重新组合，在反应中原子的种类并没有发生改变，所以原子弹、氢弹爆炸等原子核发生了改变的反应属于核反应而不属于化学反应，不是化学研究的对象。
下列说法正确的是( )
A．化学是科学家研究的内容，与普通百姓的生活没有多大关系
B．化学研究只能认识分子，不能创造分子
C．化学家可以制造出自然界中不存在的物质
D．化工生产只会造成严重的环境污染，最终人类将毁灭在化学物质中
A不正确，例如我们生活中的药物、化纤衣料、塑料、电池、芯片、光导纤维等，都是来自化学家的科研成果，所以，化学与我们普通百姓的生活密切相关。B不正确，化学科学的特征是认识分子和制造分子，化学家能根据实际需要创造出具有特殊性质或功能的自然界中不存在的物质，例如塑料、化纤等。C项是正确的。D项不正确，化学科学的发展确实对环境造成了一定的污染，但也只有通过化学手段才能消除和治理这些污染，通过对环境友好的途径来提高生活质量，人类不会毁灭在化学物质中。故正确答案为C。
答案： C
1.下列科研成果和发明创造，不属于化学科学的是( )
A．我国的科学家侯德榜先生发明的制碱技术——“侯氏制碱法”
B．2000年，美日科学家在导电聚合物领域发现和发展导电聚合物——聚乙炔
C．1965年，我国科学家人工合成了具有生理活性的蛋白质——结晶牛胰岛素
D．我国古代“四大发明”之一指南针的发明
解析： “侯氏制碱法”是运用相关的化学反应原理制取纯碱的新技术，与化学科学有关；导电聚合物——聚乙炔的合成，结晶牛胰岛素的合成均属于有机高分子物质的合成与制备，与化学科学有关；我国古代“四大发明”之一指南针的发明与物理科学有关。
答案： D
二、化学科学的形成和发展
在科学史上中国有许多重大的发明和发现，它们为世界的现代化奠定了基础，以下发明和发现属于化学史上中国对世界的贡献的是( )
①火药 ②指南针 ③造纸 ④印刷术 ⑤炼铜、炼铁、炼钢
⑥合成有机高分子材料 ⑦人工合成蛋白质 ⑧提出原子—分子学说
A．②④⑥⑧ B．①③⑤⑦
C．④⑤⑦⑧ D．②③⑤⑦
火药、指南针、造纸术、印刷术是中国古代的四大发明，但指南针、印刷术的发明不是化学史上的成就。中国是最早进行炼铜和掌握炼铁技术的国家；1965年，我国科学家第一次人工合成具有生物活性的蛋白质——结晶牛胰岛素；合成有机高分子和提出原子—分子学说都不是中国的贡献。
答案： B
名师警示： 本题易错在忽略题干中“化学史上”四个字，误把选项中指南针、印刷术当作正确答案。
三、化学科学的探索空间
现代化学是当之无愧的21世纪的“中心科学”。其探索空间主要集中在以下四个方面：
材料——非金属材料、金属材料、高分子材料、结构材料、功能材料等。
能源——化学燃料、核能、太阳能、氢能源等。
环境——环境污染与环境保护(绿色化学)。
生命——营养药物研究、人体中元素的生理作 用、克隆技术、基因工程等。
2008年诺贝尔化学奖授予对研究荧光蛋白作出突出贡献的钱永健等三位科学家；2009年诺贝尔化学奖授予对核糖体结构和功能的研究作出重大贡献的科学家；而且随着科学的发展，近年来还兴起了营养化学、地球化学、海洋化学等学科，这说明( )
A．随着科学的发展，学科之间在相互渗透
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
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。
答案： AC
2.下列产品的使用不会对环境造成污染的是 ( )
A．含磷洗衣粉 B．酒精
C．氟利昂 D．含汞电池
解析： 使用含磷洗衣粉会导致水体富营养 化；氟利昂会破坏臭氧层，使其形成臭氧空 洞，使紫外线危害地球生物；含汞电池中的 汞属于重金属，有毒。
答案： B
1．化学真正成为一门科学并较快地发展，始于( )
A．舍勒发现氯气
B．质量守恒定律的发现
C．原子、分子论的问世
D．中国湿法冶金技术的推广
解析： 化学科学的特征就是认识分子和制造分子，自从用原子—分子论来研究物质的构成和性质之后，化学才得到较快的发展，真正成为一门科学。
答案： C
2．以下事实与化学科学的创造性无关的是 ( )
A．国家游泳馆水立方采用的覆盖膜为先进的EFET膜，具有防火、抗老化等功能
B．航天英雄翟志刚穿着我国自行设计的航天服漫步太空
C．朝鲜核试验引发朝鲜半岛核危机
D．科学家研制新型药物抗击H1N1流感病毒
解析： 化学科学的创造性体现在发现新物质和创造自然界没有的新物质方面，EFET膜、航天服所用材料以及新型药物均属于创造性发明，核试验与此无关。
答案： C
3．下列变化不属于化学科学研究的范畴的是( )
A．电解水生成氢气和氧气
B．合成有机高分子材料
C．原子弹发生剧烈爆炸
D．生产合成纤维和合成橡胶
解析： 化学是在原子、分子水平上研究物质的组成、结构、性质、变化、制备和应用的科学。化学变化过程中，原子的种类、数目不发生变化，原子之间重新组合生成新物质，如选项A、B、D三项；而选项C中原子弹剧烈爆炸会发生原子种类和数目的变化，不应属于化学变化，因而不属于化学科学研究的范畴。
答案： C
4．下列描述中，不正确的是( )
A．化学的特征就是认识分子和制造分子，它是一门具有创造性和实用性的科学
B．人们可以利用先进的技术和设备制造出新的原子和新的分子
C．制陶、冶金及酿酒过程中，肯定发生了化学变化
D．化学家可以在微观层面上操纵分子和原子，组装分子材料、分子器件和分子机器等
解析： A项：化学科学的特征为认识分子和制造分子，是一门具有创造性和实用性的科学，A项正确。B项：化学变化可以制造分子不能制造原子，可看作原子的重新组合，B项错误。C项：制陶、冶金、酿酒过程均生成了新物质，发生了化学变化，C项正确。D项：科学家可以在微观层面上操纵分子和原子，组装分子材料、分子器件和分子机器等，D项正确。
答案： B
5．当前，我国所面临的问题有健康、环境、能源、粮食、材料等。化学家们希望从化学的角度，通过化学方法解决这些问题，为我国的发展和民族振兴作出更大的贡献。化学界所研究的课题很多，已知有以下几种，请将有助于解决下述问题的课题序号填在相应的横线上。
①高效化肥的合成 ②新型药品的开发 ③在低耗能情况下分解水而得到氢气燃料 ④寻找塑料、橡胶等化工产品再利用的途径 ⑤研制人造血管 ⑥在无毒、无害的条件下进行化学反应 ⑦研制开发超导材料 ⑧研制高效无磷洗衣粉
(1)健康问题：________________。
(2)环境问题：________________。
(3)能源问题：________________。
(4)粮食问题：________________。
(5)材料问题： ________________。
答案： (1)②⑤ (2)④⑥⑧ (3)③ (4)① (5)④⑦