走进化学科学

1、第1章认识化学科学第1节走进化学科学沾化一中：孔令杰沾化一中：孔令杰一、化学以及化学科学的创造性和实用性一、化学以及化学科学的创造性和实用性1.1.化学化学: :(1)(1)研究层次研究层次: :原子和分子原子和分子; ;(2)(2)研究对象研究对象: :物质的组成、物质的组成、_和应用和应用; ;(3)(3)学科性质学科性质: :自然科学。自然科学。结构、性质、变化、制备结构、性质、变化、制备【微点拨】【微点拨】原子的核聚变和核裂变是原子核的变化原子的核聚变和核裂变是原子核的变化, ,不是化学研究的不是化学研究的范畴。范畴。2.2.化学的创造性和实用性化学的创造性和实用性: :(1)(1)化

2、学的创造性化学的创造性:_:_分子和分子和_分子。分子。(2)(2)化学科学的实用性。化学科学的实用性。农业农业:_:_的化工技术的化工技术, ,解决了人类面临的饥饿问题。解决了人类面临的饥饿问题。医药医药: :新药物的成功研制新药物的成功研制, ,能使人类解决许多疾病。能使人类解决许多疾病。信息信息: :以硅及其化合物为原料制造的以硅及其化合物为原料制造的_和和_引领我们进引领我们进入信息时代。入信息时代。认识认识制造制造合成氨合成氨芯片芯片光导纤维光导纤维二、化学科学的形成和发展二、化学科学的形成和发展1.1.远古时代远古时代: :远古时代人们只是学会如何取火和保存火种。远古时代人们只是学

3、会如何取火和保存火种。2.2.古代化学古代化学: :古代化学的主要应用是烧制陶瓷、冶炼金属、酿造酒类。古代化学的主要应用是烧制陶瓷、冶炼金属、酿造酒类。3.3.近代化学近代化学“四个四个”里程碑里程碑: :时间时间人物人物国家国家贡献贡献16611661年年波义耳波义耳英国英国提出提出_的概念的概念17711771年年_法国法国建立燃烧现象的氧化学说建立燃烧现象的氧化学说18031803年年道尔顿道尔顿英国英国提出提出_18691869年年门捷列夫门捷列夫俄国俄国发现发现_化学元素化学元素拉瓦锡拉瓦锡原子学说原子学说元素周期律元素周期律【微点拨】【微点拨】道尔顿被称为道尔顿被称为“近代化学之父

4、近代化学之父”。4.4.现代化学现代化学: :(1)(1)现代化学的重要成就。现代化学的重要成就。发现发现_元素元素; ;建立现代建立现代_理论理论; ;创造新分子的创造新分子的_的崛起的崛起; ;创立创立_化学化学; ;化学热力学和化学热力学和_的开创性研究的开创性研究; ;化学工业的快速发展。化学工业的快速发展。放射性放射性量子化学量子化学合成化学合成化学高分子高分子动力学动力学(2)(2)现代化学的研究方法。现代化学的研究方法。主要包括主要包括:X:X射线、原子吸收光谱、紫外和射线、原子吸收光谱、紫外和_光谱、色谱、质谱、光谱、色谱、质谱、核磁共振等。核磁共振等。(3)(3)现代化学的作

5、用现代化学的作用: :带动了相关科学的进一步发展。带动了相关科学的进一步发展。 红外红外三、化学科学的探索空间三、化学科学的探索空间1.1.微观层面上微观层面上: :操纵操纵_和和_,_,组装分子材料、分子器件和分子组装分子材料、分子器件和分子机器等。机器等。2.2.能源和资源方面能源和资源方面: :人类能更好地利用能源和资源以及处理好能源和人类能更好地利用能源和资源以及处理好能源和资源的开发利用与资源的开发利用与_之间的关系。之间的关系。3.3.材料科学方面材料科学方面: :使各种新型使各种新型_材料的生产成为可能材料的生产成为可能, ,进一步丰富进一步丰富人类的物质世界。人类的物质世界。分

6、子分子原子原子生态环境保护生态环境保护功能功能【自我小测】【自我小测】1.1.思考辨析思考辨析: :(1)(1)化学的主要目的就是制备出大量的人工合成元素。化学的主要目的就是制备出大量的人工合成元素。( () )分析分析: :。化学的主要目的是认识物质的组成、结构、性质以及变化。化学的主要目的是认识物质的组成、结构、性质以及变化规律规律, ,以便更好地利用自然界中已有的物质以便更好地利用自然界中已有的物质, ,按照人们的要求制备自然按照人们的要求制备自然界里没有的物质界里没有的物质, ,更好地提高生活的质量。更好地提高生活的质量。(2)(2)放射性元素的发现是近代化学的研究成果。放射性元素的发

7、现是近代化学的研究成果。( () )分析分析: :。放射性元素的发现是现代化学的研究成果。放射性元素的发现是现代化学的研究成果。(3)(3)碳酸钙受热分解的过程是一个化学变化的过程。碳酸钙受热分解的过程是一个化学变化的过程。( () )分析分析: :。碳酸钙受热分解生成氧化钙和氧气。碳酸钙受热分解生成氧化钙和氧气。(4)(4)俄国化学家门捷列夫发现了燃烧现象的氧化学说。俄国化学家门捷列夫发现了燃烧现象的氧化学说。( () )分析分析: :。俄国化学家门捷列夫发现了元素周期律。俄国化学家门捷列夫发现了元素周期律。 2.2.诺贝尔化学奖曾授予科恩诺贝尔化学奖曾授予科恩( (美美) )和波普尔和波普

8、尔( (英英),),他们的工作使实验和理他们的工作使实验和理论能够共同协力探讨分子体系的性质。下列说法正确的是论能够共同协力探讨分子体系的性质。下列说法正确的是( () )A.A.实验是认知化学的唯一手段实验是认知化学的唯一手段B.B.化学不再需要实验化学不再需要实验C.C.化学不再是纯实验科学化学不再是纯实验科学D.D.未来化学的方向还是经验化未来化学的方向还是经验化【解析】【解析】选选C C。由题中信息可知。由题中信息可知, ,这两位科学家使用理论和实验共同协这两位科学家使用理论和实验共同协力探讨分子体系的性质力探讨分子体系的性质, ,这说明化学实验已经不再是研究化学的唯一这说明化学实验已

9、经不再是研究化学的唯一手段。手段。3.3.下列变化不属于化学科学研究范畴的是下列变化不属于化学科学研究范畴的是( () )A.A.核裂变核裂变B.B.合成新型有机高分子材料合成新型有机高分子材料C.C.电解水制取氢气和氧气电解水制取氢气和氧气D.D.生产玻璃和水泥生产玻璃和水泥【解析】【解析】选选A A。在化学变化过程中。在化学变化过程中, ,原子的种类、数目不发生变化原子的种类、数目不发生变化, ,原原子之间重新组合生成新物质子之间重新组合生成新物质, ,如如B B、C C、D D三项三项; ;而而A A项中核裂变会发生原项中核裂变会发生原子种类和数目的变化子种类和数目的变化, ,不属于化学

10、变化不属于化学变化, ,因而不属于化学科学研究的范因而不属于化学科学研究的范畴。畴。4.4.借助于化学方法借助于化学方法, ,分子是可以再分的分子是可以再分的, ,而原子不能用化学方法再分为而原子不能用化学方法再分为更小的微粒。下列实验事实最能体现上述论点的是更小的微粒。下列实验事实最能体现上述论点的是( () )A.A.食盐固体溶于水消失食盐固体溶于水消失B.B.打开盛浓盐酸的试剂瓶冒白雾打开盛浓盐酸的试剂瓶冒白雾C.C.干冰露置在空气中逐渐消失干冰露置在空气中逐渐消失D.D.红色氧化汞粉末受热分解成氧气和汞红色氧化汞粉末受热分解成氧气和汞【解析】【解析】选选D D。化学研究的最小微粒就是原

11、子、分子。化学研究的最小微粒就是原子、分子, ,化学变化的过程化学变化的过程只是涉及原子和分子的重组过程只是涉及原子和分子的重组过程, ,不会有原子或者是分子的变化。不会有原子或者是分子的变化。5.(LK5.(LK必修必修1P31P3改编改编) )下列化学史上的重要人物与成果对应正确的下列化学史上的重要人物与成果对应正确的是是( () )选项选项人物人物理论理论A A道尔顿道尔顿原子学说原子学说B B波义耳波义耳燃烧现象的氧化学说燃烧现象的氧化学说C C拉瓦锡拉瓦锡元素周期律元素周期律D D门捷列夫门捷列夫化学元素的概念化学元素的概念【解析】【解析】选选A A。道尔顿提出的是原子学说。道尔顿提

12、出的是原子学说; ;波义耳提出的是化学元素的波义耳提出的是化学元素的概念概念; ;拉瓦锡提出的是燃烧现象的氧化学说拉瓦锡提出的是燃烧现象的氧化学说; ;门捷列夫发现了元素周期门捷列夫发现了元素周期律。律。6.(LK6.(LK必修必修1P81P8改编改编) )下列说法正确的是下列说法正确的是( () )A.21A.21世纪世纪, ,化学不会研究太多的新型材料化学不会研究太多的新型材料B.B.化学家已经能够在分子的层面上操纵分子和原子化学家已经能够在分子的层面上操纵分子和原子, ,组装分子材料、组装分子材料、分子器件和分子机器分子器件和分子机器C.C.放射性元素的发现和现代量子理论的建立是在近代化

13、学阶段实现的放射性元素的发现和现代量子理论的建立是在近代化学阶段实现的D.D.英国化学家道尔顿发现了元素周期律英国化学家道尔顿发现了元素周期律, ,为近代化学的发展奠定了坚为近代化学的发展奠定了坚实的基础实的基础【解析】【解析】选选B B。随着化学的发展。随着化学的发展,21,21世纪世纪, ,化学将继续推动材料科学的化学将继续推动材料科学的发展发展, ,使各种新型的功能材料的生产成为可能使各种新型的功能材料的生产成为可能; ;化学家已经完全可以操化学家已经完全可以操纵分子纵分子; ;放射性元素的发现以及现代量子理论的建立均是进入放射性元素的发现以及现代量子理论的建立均是进入2121世纪世纪以

14、后现代化学的重大成就以后现代化学的重大成就; ;道尔顿提出的是原子学说。道尔顿提出的是原子学说。一、对化学科学的认识一、对化学科学的认识思考探究思考探究: :信息信息1:1:水由气态变成液态水由气态变成液态; ;信息信息2:2:氢氧化钠与盐酸反应生成氯化钠和水。氢氧化钠与盐酸反应生成氯化钠和水。分析以上两个信息分析以上两个信息, ,思考以下两个问题思考以下两个问题: :(1)(1)两个变化过程各有什么特点两个变化过程各有什么特点? ?(2)(2)两个变化过程的不同之处是什么两个变化过程的不同之处是什么? ?【归纳总结】【归纳总结】物理变化和化学变化的比较物理变化和化学变化的比较变化变化物理变化

15、物理变化化学变化化学变化定义定义无新物质生成的变化无新物质生成的变化生成新物质的变化生成新物质的变化本质本质特征特征宏观宏观: :无其他物质生成无其他物质生成微观微观: :构成物质的微粒结构不变构成物质的微粒结构不变, ,微粒间隔可能改变微粒间隔可能改变宏观宏观: :有其他物质生成有其他物质生成微观微观: :构成物质的微粒结构变化构成物质的微粒结构变化, ,变成变成了其他物质的微粒了其他物质的微粒外观外观特征特征状态、形状、大小的变化状态、形状、大小的变化常伴随有发光、放热等现象常伴随有发光、放热等现象区别区别有无新物质生成有无新物质生成联系联系物理变化的过程中一定没有化学变化物理变化的过程中

16、一定没有化学变化, ,但是化学变化的过程中一定会有物但是化学变化的过程中一定会有物理变化的过程理变化的过程举例举例水由气态变成液态的过程水由气态变成液态的过程氢气和氧气燃烧生成水氢气和氧气燃烧生成水【点拨】【点拨】物理性质和化学性质的比较物理性质和化学性质的比较内容内容物理性质物理性质化学性质化学性质概念概念物质不需要发生化学反应就物质不需要发生化学反应就能表现出来的性质能表现出来的性质物质在化学反应中表现出来物质在化学反应中表现出来的性质的性质内容内容色、味、态、熔点、沸点、色、味、态、熔点、沸点、硬度、密度、水溶性等硬度、密度、水溶性等稳定性、酸碱性、氧化性、稳定性、酸碱性、氧化性、还原性

17、等还原性等特性特性可由感官或物理仪器认知可由感官或物理仪器认知与化学反应相互依存与化学反应相互依存, ,不可不可分离分离【典题训练】【典题训练】下列变化不体现物质化学性质的是下列变化不体现物质化学性质的是( () )A.A.汽油消失汽油消失B.B.氯酸钾受热分解氯酸钾受热分解C.CuSOC.CuSO4 4白色粉末吸水变蓝色白色粉末吸水变蓝色D.D.铁板表面生锈铁板表面生锈【解题指南】【解题指南】解答本题时要注意以下两点解答本题时要注意以下两点: :(1)(1)有化学变化才能体现物质的化学性质有化学变化才能体现物质的化学性质; ;(2)(2)日常生活中的一些现象的发生有可能是该物质的物理性质日常

18、生活中的一些现象的发生有可能是该物质的物理性质, ,也可能也可能是化学性质。是化学性质。【解析】【解析】选选A A。A A项项, ,汽油消失是因为汽油具有挥发性汽油消失是因为汽油具有挥发性, ,是物理性质。是物理性质。B B项项, ,氯酸钾受热分解生成氯化钾和氧气氯酸钾受热分解生成氯化钾和氧气, ,是化学变化是化学变化;C;C项项,CuSO,CuSO4 4吸水成吸水成为晶体是化学变化为晶体是化学变化;D;D项项, ,铁板生锈是铁被氧化铁板生锈是铁被氧化, ,属于化学变化属于化学变化; ;化学变化学变化过程中体现化学性质。化过程中体现化学性质。【对点训练】【对点训练】(2015(2015济南高一

19、检测济南高一检测) )下列变化属于化学变化的是下列变化属于化学变化的是( () )A.A.固体碘受热后变成紫红色碘蒸气固体碘受热后变成紫红色碘蒸气B.B.打开浓盐酸瓶盖打开浓盐酸瓶盖, ,从瓶口涌出白雾从瓶口涌出白雾C.C.将氧气通过低温加压处理变成了淡蓝色液体将氧气通过低温加压处理变成了淡蓝色液体D.D.用浓硫酸把纸张、木棒变黑用浓硫酸把纸张、木棒变黑【解析】【解析】选选D D。固体碘受热后变成紫红色碘蒸气的过程中只是状态发。固体碘受热后变成紫红色碘蒸气的过程中只是状态发生改变生改变, ,没有新物质生成没有新物质生成, ,属于物理变化。浓盐酸具有挥发性属于物理变化。浓盐酸具有挥发性, ,打开

20、浓打开浓盐酸瓶盖从瓶口涌出白雾的过程中只是状态发生改变盐酸瓶盖从瓶口涌出白雾的过程中只是状态发生改变, ,没有新物质生没有新物质生成成, ,属于物理变化。将氧气通过低温加压处理变成了淡蓝色液体的过属于物理变化。将氧气通过低温加压处理变成了淡蓝色液体的过程中只是状态发生改变程中只是状态发生改变, ,没有新物质生成没有新物质生成, ,属于物理变化。浓硫酸具有属于物理变化。浓硫酸具有强烈的氧化性强烈的氧化性, ,能使纸张、木棒等物质碳化而变黑能使纸张、木棒等物质碳化而变黑, ,有新物质生成有新物质生成, ,属属于化学变化。于化学变化。【补偿训练】【补偿训练】(2015(2015保定高一检测保定高一检

21、测) )物质发生化学变化时物质发生化学变化时: :电子电子总数总数原子总数原子总数分子总数分子总数物质的种类物质的种类物质的总质量物质的总质量物质的总能量物质的总能量, ,反应前后肯定不发生变化的是反应前后肯定不发生变化的是( () )A.A.B.B.C.C.D.D.【解析】【解析】选选B B。化学反应过程符合质量守恒定律和原子守恒定律。化学反应过程符合质量守恒定律和原子守恒定律, ,原原子是呈电中性的。子是呈电中性的。二、化学科学的形成和发展二、化学科学的形成和发展典题探究典题探究:1.(2015:1.(2015保定高一检测保定高一检测) )化学真正成为一门科学并较快发化学真正成为一门科学并

22、较快发展展, ,始于始于( () )A.A.舍勒发现氧气舍勒发现氧气B.B.质量守恒定律的发现质量守恒定律的发现C.C.原子分子论的问世原子分子论的问世D.D.中国湿法冶金技术的推广中国湿法冶金技术的推广【解题指南】【解题指南】解答本题时需注意以下两点解答本题时需注意以下两点: :(1)(1)熟悉化学史的相关知识熟悉化学史的相关知识; ;(2)(2)知道每一个成果所处的化学发展阶段。知道每一个成果所处的化学发展阶段。【解析】【解析】选选C C。化学真正成为一门科学始于原子分子论的诞生。化学真正成为一门科学始于原子分子论的诞生。2.(20152.(2015福州高一检测福州高一检测) )进入进入2

23、020世纪以后世纪以后, ,化学科学经历了迅速发展化学科学经历了迅速发展的百年的百年, ,取得了若干项现代化学的重大成就取得了若干项现代化学的重大成就, ,下列各项下列各项, ,不属于这个时不属于这个时期的化学重大成就的是期的化学重大成就的是( () )A.A.放射性元素的发现放射性元素的发现B.B.现代量子化学理论的建立现代量子化学理论的建立C.C.化学工业的迅速发展化学工业的迅速发展D.D.制陶技术的成熟应用制陶技术的成熟应用【解题指南】【解题指南】解答本题时需注意以下两点解答本题时需注意以下两点: :(1)(1)了解了解2020世纪化学的主要成就世纪化学的主要成就; ;(2)(2)了解我

24、国的化学发展情况。了解我国的化学发展情况。【解析】【解析】选选D D。远在新石器时代。远在新石器时代, ,我们的祖先就已经能够制造陶器我们的祖先就已经能够制造陶器, ,到到唐宋时期唐宋时期, ,制陶水平已经很高制陶水平已经很高, ,其他三项都是其他三项都是2020世纪的成就。世纪的成就。【归纳总结】【归纳总结】时代时代主要成就主要成就实践实践理论理论特点特点古代实古代实用技术用技术冶金、制药、冶金、制药、造纸、烧制造纸、烧制陶瓷陶瓷铜、铁合金冶铜、铁合金冶炼炼; ;酿酒等酿酒等没有科学理论没有科学理论做指导做指导造其物造其物不知其不知其理理近代近代化学化学原子原子分子分子学说学说化石燃料的开化石燃料的开采利用采利用; ;药物化药物化学的兴起学的兴起; ;冶金冶金化学的探索等化学的探索等原子原子分子学分子学说的建立说的建立, ,元素元素周期律的发现周期律的发现等等造其物造其物知其理知其理时代时代主要成就主要成就实践实践理论理论特点特点现代现代化学化学现代物质现代物质结构理论结构理论微观粒子的研究微观粒子的研究; ;物质的合成物质的合成; ;化学化学与其他学科的渗与其他学科的渗透透现代物质现代物