2020-2021学年高中化学新教材鲁科版必修第1册学案：第1章 第1节　走进化学科学

1、第1节走进化学科学发展目标体系构建1.能通过对化学科学的形成与发展过程、主要特征及未来探索空间的探讨，认识化学是在原子、分子水平上研究物质组成、结构、性质、转化及其应用的一门基础学科，认识并欣赏化学对人类生活、社会发展的重要作用。2.结合人类探索物质及其变化的历史与化学科学的发展趋势，认识化学科学研究的主要内容、领域和方法手段，增进对科学家的科学态度和社会责任的认识。3.能列举事实说明化学对人类文明的伟大贡献，能自觉抵制伪科学。一、化学科学的形成与发展1化学科学的形成最早的化学实践活动是火的使用，之后人们又学会了烧制陶瓷、冶炼金属、酿造酒类，并希望炼制出长生不老的丹药或把廉价的金属炼制成金。在

2、实践活动的基础上，化学家经过不断的努力，近代化学逐渐形成。2近代化学发展的里程碑年代科学家重大发现或成就意义或作用1661年英国科学家波义耳提出化学元素的概念近代化学诞生的标志1777年法国科学家拉瓦锡提出氧化学说使近代化学取得了革命性的进展1803年英国科学家道尔顿提出原子论为近代化学的发展奠定了坚实的基础1811年意大利科学家阿伏加德罗提出分子学说系统地解决了在物质组成和原子量测定方面存在的混乱问题1869年俄国科学家门捷列夫发现了元素周期律化学元素及其化合物被纳入一个统一的理论体系3.现代化学的发展(1)随着人们对物质世界的认识由宏观向微观、由定性向定量、由静态向动态的不断深入，化学科学

3、进入了辉煌的现代化学时代。(2)放射性元素的发现、现代量子化学理论的建立、化学热力学与动力学的开创性研究、创造新分子的合成化学的崛起、高分子化学的创立以及化学工业的快速发展等，都是现代化学发展中取得的重大成就。(3)我国化学家在化学研究中的重要成果1965年，我国科学家成功地合成了结晶牛胰岛素，这是首次人工合成的、具有生理活性的蛋白质。2015年，我国科学家屠呦呦因发现抗疟新药青蒿素获得诺贝尔生理学或医学奖。1.中国古代的四大发明：火药、指南针、造纸、印刷术，其中属于化学史上的贡献的是哪几项？提示：火药、造纸。二、化学科学的主要特征1化学是在原子、分子水平上研究物质的组成、结构、性质、转化及其

4、应用的一门基础学科，其特征是从宏观和微观两个角度认识物质、以符号形式表征物质、在不同层面上创造物质。2利用化学方法，人们从矿物和动植物体中发现了很多有用的物质，通过对有关物质结构和性质的认识与研究，根据需要创造出自然界中原本不存在的、具有特殊性质或功能的新物质。所以，化学科学是一门具有创造性的科学。3现代化学已经成为实验与理论并重的科学。各种分析和测试物质结构、跟踪化学反应过程的技术如波谱、色谱、x射线衍射、飞秒化学、原子示踪等，成为现代化学研究的重要手段。同时理论计算辅以计算机模拟来研究物质的结构、预测物质的反应活性、研究反应的微观过程等，成为现代化学研究的一个热点。4先进技术手段的应用成果

5、抗疟新药的发现(1)质谱仪用于确定物质的组成。(2)核磁共振仪用于识别某些原子和数目、原子或官能团的连接方式。(3)x射线衍射仪可以探测晶体中原子的位置(原子坐标)。三、化学科学的探索空间1判断正误(正确的打“”，错误的打“×”)。(1)化学研究的主要目的就是认识物质。()(2)化学家可以制造出自然界中不存在的物质。()(3)化学研究会造成严重的环境污染，最终人类将毁灭在化学物质中。()(4)化学科学与其他科学的联系不密切。()答案(1)×(2)(3)×(4)×2法国化学家拉瓦锡对近代化学的最大贡献是()a最早使用天平研究化学b最早提出空气是由o2和n2

6、组成的结论c提出氧化学说d用加热hgo的方法制取o2c法国化学家拉瓦锡对近代化学的最大贡献是提出了氧化学说，使近代化学取得了革命性的进展。3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通过化学变化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b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；化学变化可以制造分子，但不能制造原子，b项错误；制陶、冶金及酿酒过程均生成了新物质，发生了化学变化，c项

7、正确；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。化学科学的含义与主要特征(素养养成宏观辨识与微观探析)1原子核的裂变与聚变属于化学研究的范畴吗？提示：不属于。化学是在原子或分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，不属于化学反应，也不是化学研究的范畴。2“化学的特征是认识原子、分子，制造原子、分子，”这样的描述对吗？为什么？提示：不对。通过化学可以认识原子和分子，并能通过化学反应制造分子，但不能制造原子。1化学科学2物理性质和化学性质内容物理性质化学性质概念物质不需要发生化学反应就能表现出来的性质物质在化学反

8、应中表现出来的性质内容色、味、态、熔点、沸点、硬度、密度、水溶性等稳定性、酸碱性、氧化性、还原性等特性可由感官感知或物理仪器测知与化学反应相互依存，不可分离3.物理变化和化学变化内容物理变化化学变化概念无新物质生成的变化有新物质生成的变化本质特征宏观：无其他物质生成微观：构成物质的微粒结构不变，微粒间隔可能改变宏观：有其他物质生成微观：构成物质的微粒结构变化，变成了其他物质的微粒外观特征状态、形状、大小的变化常伴随发光、放热等现象本质区别是否有新物质生成举例冰的融化、水的汽化、木材做成课桌h2在o2中燃烧生成水1下列属于化学科学研究范畴的是()a研究氢原子聚变释放巨大能量的技术b研究可降解高分

9、子材料的结构与性质c研究更安全、更快速地量子通信技术d用大口径射电望远镜探寻类似地球的太阳系外行星b氢原子聚变属于物理科学研究的范畴，a选项不符合题意；物质的结构与性质属于化学研究的范畴，b选项符合题意；量子通信技术属于物理科学研究的范畴，c选项不符合题意；探寻类似地球的太阳系外行星属于天文学研究的范畴，d选项不符合题意。2(素养题)中国科学技术大学钱逸泰教授等人以ccl4和金属钠为原料，在700 时制备出纳米级金刚石粉末。下列有关说法错误的是()a化学是一门具有创造性的科学b制备过程中元素的种类发生了改变c人们可以根据需要制备出某些新物质d该反应属于置换反应b化学反应前后元素的种类不变，b错

10、误。3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。化学科学与其他学科的关系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。请从化学与其他学科关系方面分析化学是一门什么样的科学？提示：由于化学科学的基础性、创造性和实用性，化学成为了名副其实的“中

11、心科学”。“中心科学”化学与各个领域的密切关系1随着社会的发展，人类日益重视环境问题。下列做法正确的是()a采用“绿色化学”工艺，使原料尽可能完全转化为所需要的物质b大量使用农药和化肥，以提高农作物的产量c大量使用氟利昂作冰箱、空调的制冷剂d地沟油蒸馏后可以当食用油食用a解决环境污染的根本办法是从源头上抓起，在物质制备过程中应尽量使原料完全转化为所需物质，a项正确；大量使用农药与化肥会造成环境污染，b项错误；氟利昂的大量使用会导致地球臭氧层被破坏，c项错误；地沟油不能食用，d项错误。2下列各项中，与化学科学关系不大的是()a航空航天b合成新药物c食品成分检测 d组装空气压缩机d组装空气压缩机未

12、发生化学变化。3下列对化学科学的应用叙述不正确的是()a化学科学将继续推动材料科学的发展b化学科学将为环境问题的解决提供有力的保障c化学科学在了解疾病的病理方面无能为力d化学科学使人类能够更好地利用能源和资源c化学科学具有十分广阔的探索空间，包括材料、能源、环境、生命等各个领域。化学科学可以使研究人员在分子水平上了解疾病的病理，并寻求有效的防治措施，故c错误。1969年，屠呦呦研究小组发现青蒿具有抗疟效果，但用水煎熬青蒿所得提取物无效，青蒿的乙醇提取物药效也不高。后来，受到古药方肘后备急方·治寒热诸疟方中“青蒿一握，以水二升渍，绞取汁，尽服之”绞取方法的启发，屠呦呦使用沸点比乙醇更低

13、的乙醚(34.6 )来提取青蒿中的有关物质。经过努力，最终获得抗疟新药“青蒿素”。1古药方肘后备急方·治寒热诸疟方中使用了怎样的药物提取方法？提示：搅碎、过滤等方法。2屠呦呦采用了什么药物提取方法？有什么优点？提示：屠呦呦采用于搅碎、用有机溶剂萃取萃取是利用物质在两种互不相溶(或微溶)的溶剂中溶解度的不同，使溶质从一种溶剂中转移到另外一种溶剂中的方法的提取方法，用萃取的方法提取得到的青蒿素纯度更高，原料使用量更少。3屠呦呦提取“青蒿素”利用了“青蒿素”的什么性质？提示：利用了“青蒿素”在低温下易溶于有机溶剂的性质。4通过对青蒿素的发现、研究与应用过程的了解，你对科学家的科学态度和社会

14、责任产生了哪些新的认识？提示：通过对青蒿素的发现、研究与应用过程的了解，使我们认识到科学家不怕挫折、敬业奉献的精神和优良品质；树立从小事做起、持之以恒、主动迎接挑战的意志品质。通过本情境素材中屠呦呦从古药方获得启发，努力探索“青蒿素”的提取方法，最终成功的实例，提升了学生科学探究与创新意识，通过“抗疟新药”对全球人类健康的贡献的认知，增强了学生的社会责任感。1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，与普通百姓的生活没多大关系b人们可以利用化学反应制造出新的元素c化学家不能制造出自然界中不存在的物质d制陶、冶金及酿酒等过程中肯定发生化学变化d化学科学具有实用性，与人类生产和生活密

15、切相关，a错误；化学反应中原子不能再分，只能重新组合形成新的分子，所以化学变化不能创造新的元素，b错误；现代化学的迅速发展已可以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，c错误；制陶、冶金及酿酒等过程中均生成了新物质，发生了化学变化，d正确。2与近代化学科学的诞生无关的是()a化学元素的概念b英国化学家、物理学家波义耳c著名物理学家爱因斯坦d古代的化学实践活动c1661年波义耳在前人工作的基础上提出元素的概念，标志着近代化学的诞生，a、b正确；任何事物都是相互联系的，现代化学的产生离不开古代的化学实践活动，d正确；量子化学理论是现代化学理论，对近代化学的发展无影响，

16、c错误。3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研究化学反应中的原子守恒关系d研究化学反应中的原子守恒关系是近代化学的研究范畴。4(素养题)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c化学科学研究层次是分子、原子的层次。5下列我国古代的技术应用中，其工作原理不涉及化学反应的是()a.火药使用b.粮食酿酒c.转轮排字d.铁的冶炼ca.火药爆炸时的化学反应为2kno3s3c=k2sn23co2；b.粮食酿酒的过程是淀粉转化为葡萄糖，葡萄糖经发酵转化为酒精，涉及的化学反应有(c6h10o5)n