鲁科版高中化学必修一 走进化学科学 认识化学科学课件

第1节走进化学科学第1章

Welcometochemistry高中化学第一课1.证据推理与模型认知：通过青蒿素的发现与应用知道研究物质的一般方法和步骤。2.科学探究与创新意识：通过屠呦呦研究的创新认识到创新的重要性。3.科学态度与社会责任：通过青蒿素的研究缘起和广泛用途知道社会责任感是科研工作者的最大动力。核心素养目标2.化学科学的主要特点是什么？1.化学是什么？它的发展历史如何？它有什么特征？3.我们什么要学习化学？高中化学课程体系是怎样的？

如何学好高中化学？学习任务化学（Chemistry）是什么？化学是一门在分子、原子水平上研究物质的组成、结构、性质、变化、制备及其应用的一门自然科学。一、化学科学的形成与发展1.古代的实用技术陕西半坡出土的人面鱼纹彩陶盆勾践青铜剑1661年提出化学元素的概念，标志着近代化学的诞生。英国波义耳2.近代化学的诞生和发展法国拉瓦锡1771年建立燃烧现象的氧化学说，使近代化学取得了革命性的进展。1803年提出原子学说，为近代化学的发展奠定了坚实的基础。英国道尔顿1869年发现元素周期律，把化学元素及其化合物纳入一个统一的理论体系。俄国门捷列夫1965年：中国科学家首次人工合成牛胰岛素；1981年：中国科学家首次人工合成核糖核酸；1996年：英、美化学家发现C60（足球烯、富勒烯），开辟了“富勒烯”化学的研究……3.现代化学的贡献（注重结构理论的研究）化学科学的形成和发展的三个阶段Ⅰ.古代化学经验Ⅱ.近代化学经验→理论Ⅲ.现代化学创造性归纳我国化学对世界的主要贡献约50万年前“北京猿人”已会用火公元前8～6千年中国(新石器时代)开始制陶器约公元前2千年中国已会铸铜公元前140～87年中国发明了造纸术公元前一世纪至公元一世纪中国《本草经》成书,书中记载动物、植物、矿物、药物达365种十世纪中国(宋代)把火药用于制造火药箭、火球等武器1942年中国的侯德榜发明了联合制碱法1965年中国科学家合成出牛胰岛素,是首次人工合成蛋白质由硅原子排列的两个汉字----中国，由分子构成的分子齿轮和分子马达，神州五号、六号飞船的发射回收。1.创造性（认识分子和制造分子）人们不但可以从自然界中认识、提取很多物质，或从已有物质出发制造这些物质，而且能够设计出具有特殊性质或功能的新分子，创造出自然界中不存在的物质。目前，在自然界中发现和由人工合成的有机化合物已经超过3000万种，而且新的有机化合物仍在不断地被发现和合成出来。二、化学科学的主要特征交流与研讨阅读课本P7-8回答下列问题：1.屠呦呦工作的主要创新点表现在哪里？2.青蒿素的相关研究经历了怎样的过程？3.青蒿素的研究有哪些基本内容，用到了哪些基本方法和先进仪器？1.屠呦呦工作的主要创新点利用沸点更低的乙醚，既保留了青蒿素的性质稳定，又提高了提取效率2.青蒿素的相关研究经历研究缘起提取有效成分获得晶体合成与修饰广泛应用确定组成测定结构3.青蒿素的研究用到了的基本方法和先进仪器？蒸馏、萃取、重结晶等基本方法质谱仪、X射线衍射仪、核磁共振仪等质谱仪核磁共振仪X射线衍射仪先进的现代化实验仪器2.实用性（与人类的生产、生活密切相关）思考与交流：结合生活实际谈谈在哪些方面可以体现出化学的实用性？化学与生活的关系化学与材料Material美F-117攻击机、B-2隐形轰炸机表面为具有良好吸波性能的碳纤维复合材料化学与材料Material高分子尼龙粉末有机玻璃聚丙烯高分子人造血管聚四氟乙烯聚乙烯PVC管材塑料泡沫化学与材料Material液晶材料硅芯片光导纤维信息材料化学与能源Energy化学与能源Energy结晶牛胰岛素据有关资料统计，新药物、抗生素的发明使人类平均寿命增加了25年。化学与医药化学与环境Environment食品安全以下摘自某网友的微博：苏丹红鸭蛋、三聚氰胺奶粉及牛奶、甲醛奶糖、带花黄瓜、地沟油、瘦肉精、假牛肉（用牛肉膏让猪肉变牛肉），河南南阳毒韭菜、青岛福尔马林浸泡小银鱼、染色馒头、合肥染色蛋糕、北京多家影院爆米花桶含荧光增白剂、台湾塑化剂有毒食品，到期面包回炉再造热卖、面粉增白剂、下水道小龙虾、双氧水凤爪、激素染色草莓……天哪，我们竟然还活着！你怎么看待化学在食品安全问题中的功与过？化学与生活化学资源与能源的开发材料科学环境问题医药医学三、化学科学的探索空间我们的教材宏观辨识与微观探析、变化观念与平衡思想、证据推理与模型认知、科学探究与创新意识、科学态度与社会责任。高中化学学科核心素养化学学科特点两大特点：（一）化学的形成和发展，起源于实验又依赖于实验，是一门以

实验为基础的自然科学（二）化学“繁”。这个“繁”实际上就反映了化学学科知识点

既多又分散，并且大量的知识需要识记的特点。我们如何学好高中化学？1.兴趣才是最好的老师。2.注意衔接和变化。3.重视化学实验。4.理论联系实际。5.学会阅读与化学有关的报刊杂志，培养自学能力。6.学练结合，要做适量的练习（在练习中“记忆”，在练习中“理解”，在练习中“运用”。高中化学学习方法1.课前预习2.认真听课、记笔记(眼、耳、脑、手、心到位）3.完成课堂内外作业（谈作业要求）4.善于提出问题5.及时复习学习要求

我们对化学的总体印象1.化学是一门具有实用性和创造性的自然学科，它经历了三个发展阶段。2.化学即生活，生活即化学。3.化学是人类进步的关键，它可以造福人类，也可以祸害人类，所以我们在立志学好化学的基础上要正确运用化学。课堂小结第1节走进化学科学

第一章认识化学科学知识铺垫新知预习自主测试1.构成物质的基本微粒是分子、原子和离子。化学上常用化学式表示物质的组成。2.化学变化是有新物质生成的变化,又称化学反应。其特征是有新物质生成。3.物质的化学性质:物质在发生化学变化时表现出来的性质叫做物质的化学性质。一般包括金属性与非金属性、氧化性与还原性、酸性与碱性、可燃性、稳定性。知识铺垫新知预习自主测试一、化学科学的形成和发展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。在这些实践的基础上,经过化学家的不断努力,近代化学逐渐形成。知识铺垫新知预习自主测试2.化学科学的发展(1)近代化学的里程碑知识铺垫新知预习自主测试(2)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,都是现代化学的重大成就。③现代化学的发展也带动了相关科学的进步。1965年,我国科学家合成了牛胰岛素,在世界上首次实现了蛋白质的人工合成。标志着人类在认识生命、探索生命奥秘的征途上迈出了关键的一步。④化学科学与化学工业的发展将为人类社会的可持续发展作出更大的贡献。知识铺垫新知预习自主测试(3)现代化学的贡献①农业方面,合成氨化工技术的掌握,制造出增产粮食所需要的大量氮肥。②医药方面,新药物的成功研制,战胜了许多疾病。③生活方面,功能各异的食品添加剂,琳琅满目的化妆品,使人们的生活更加丰富多彩。④信息方面,以硅及其化合物为原料制出的芯片和光导纤维引领我们进入信息时代,化学科学与化学工业的发展将为人类社会的可持续发展作出更大的贡献。【微思考1】中国古代的四大发明是火药、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:火药和造纸。知识铺垫新知预习自主测试二、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提取了很多有用的物质,通过对有关物质结构和性质的认识和研究,根据需要创造出自然界原本不存在的、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。知识铺垫新知预习自主测试【微思考2】2015年,我国科学家屠呦呦获得诺贝尔奖。你对科学家的科学态度和社会责任有哪些新的认识?提示:2015年10月,我国科学家屠呦呦因发现青蒿素获得诺贝尔生理学或医学奖。在这个殊荣背后是科学家执着的坚持和辛勤的付出,为祖国赢得了荣誉。对中学生来说,我们应该认真学习屠呦呦做事的执着态度和“撸起袖子加油干”的实干精神。知识铺垫新知预习自主测试三、化学科学的探索空间1.化学家已能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。2.化学科学将在资源和能源的开发、利用方面大显身手,使人们更加科学、合理地开发与利用资源和能源。3.化学将继续推动材料科学的发展,使各种新型材料的制造成为可能,进一步丰富与人类的生存和发展息息相关的物质世界。4.化学科学将为解决环境问题提供有力保障,减少人类活动对环境的影响,使环境监测和治理手段更加快速、灵敏,实现对环境污染的科学防治。知识铺垫新知预习自主测试5.化学科学将为生命科学的发展作出更大的贡献,帮助人们从分子层次上了解生命问题的本质、揭示生命运动的规律,使研究人员在分子水平上了解疾病的病理,寻求新方法,研制新药物,为人类提供健康保障。6.化学科学将大大提高信息科学的发展水平,指导人们研制功能各异的信息材料(主要是电子材料,如光电子材料),为传感技术、通信技术和计算机技术等的发展提供重要的物质基础。知识铺垫新知预习自主测试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分子。(

)(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)×知识铺垫新知预习自主测试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组成的结论C.提出氧化学说D.用加热HgO的方法制取O2答案:C解析: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。知识铺垫新知预习自主测试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答案:D解析:化学反应中的原子守恒关系,即质量守恒定律,是早已被证明的理论,因此它不属于当今化学研究的方向,D项符合题目要求。通过化学研究发现新物质、合成新材料,能满足人类日益增长的物质需求,研究化学反应的微观过程,为化学科学与技术的快速发展提供必要的理论支持,均符合当今化学的研究方向。探究1探究2探究3素养脉络随堂检测

化学科学的形成与发展问题探究为什么说化学中的新时代是随着原子论开始的?提示:英国化学家道尔顿于1803年提出原子学说,合理地解释了当时的一些化学现象和规律,准确地阐明了化学变化是原子间的化合与分解,从此结束了化学的神秘性,完成了化学作为一门科学的第一次重大突破,使化学从实用技术跨入了科学之门,为近代化学的发展奠定了坚实的基础,因此恩格斯在《自然辩证法》中写道:“化学中的新时代是随着原子论开始的。”探究1探究2探究3素养脉络随堂检测知识归纳化学科学在不同阶段的发展情况探究1探究2探究3素养脉络随堂检测温馨提示(1)化学的发展带动了相关科学的进步。(2)化学科学的发展,对人类文明的进步起到了巨大的推动作用,化学科学及其发展为人类的生存与发展作出了重要贡献。探究1探究2探究3素养脉络随堂检测典例剖析例1在科学史上中国有许多重大的发明和发现,以下属于化学史上中国的发明或发现的是(

)①火药②指南针③造纸④印刷技术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.②③⑥⑧ B.①③⑤⑦

C.④⑤⑦⑧ D.①③④⑧答案:B解析: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——牛胰岛素。合成有机高分子材料和提出原子—分子学说都不是中国的发明或发现。探究1探究2探究3素养脉络随堂检测对点训练1下列物质中,不是我国在世界上最早制取的是(

)A.酵母丙氨酸转移核糖核酸的人工全合成B.青霉素、链霉素的发明与生产C.黑火药的制造与应用D.牛胰岛素的人工合成答案:B解析:我国科学家在1965年合成了牛胰岛素,成为世界上首个成功合成具有生理活性蛋白质的国家。1981年我国又在全球首次合成了酵母丙氨酸转移核糖核酸;我国也是最早发明火药的国家。最早制取青霉素、链霉素的并不是中国。探究1探究2探究3素养脉络随堂检测化学科学的主要特征问题探究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。探究1探究2探究3素养脉络随堂检测知识归纳化学科学及其特征(1)化学科学是在原子、分子水平上研究物质的组成、结构、性质、转化及其应用的一门基础学科。(2)化学科学的创造性:起初人们从矿物、岩石、生物体中提取物质,后来科学家逐步制造出大量物质。可以说化学是一门具有创造性的科学。(3)化学科学的实用性:合成氨技术的应用,解决了饥饿对人类的威胁;医药的合成,使人的寿命大大提高;芯片和光导纤维的使用,引导人们进入信息时代;食品添加剂、化妆品、塑料、橡胶、纤维的合成,使人们的生活丰富多彩。因此,化学又是一门在人类生产和生活中有着重要作用的实用性科学。(4)化学科学的特征:从微观层面上认识物质、以符号形式表征物质、在不同层面上创造物质。探究1探究2探究3素养脉络随堂检测温馨提示在理解化学科学的概念时应注意以下几点(1)化学研究的对象是原子和分子等微观粒子。(2)化学研究的内容是物质的组成、结构、性质、转化及其应用等。(3)化学是一门自然科学。探究1探究2探究3素养脉络随堂检测典例剖析例2(双选)化学是在原子、分子水平上研究物质的组成、结构、性质、转化及其应用的基础自然科学。下列变化不属于化学变化的是(

)A.氢气、硫黄在氧气中燃烧B.碱式碳酸铜[Cu2(OH)2CO3]呈现美丽的绿色,将其加热后变为黑色C.原子弹的爆炸D.将2~3滴红墨水滴入水中,加入活性炭后红色消失答案:CD探究1探究2探究3素养脉络随堂检测解析:A项中的变化发生了化学反应,生成了新物质H2O、SO2,属于化学变化。B项中的变化发生了分解反应,Cu2(OH)2CO32CuO+H2O+CO2↑,该过程中有新物质生成,属于化学变化。C项中的变化属于核反应,不属于化学变化的范畴。D项所述是利用了活性炭的吸附作用,属于物理变化。探究1探究2探究3素养脉络随堂检测对点训练2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.制陶瓷、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答案:B解析:化学科学的特征是认识分子和制造分子,化学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;制陶瓷、冶金及酿酒过程均生成了新物质,发生了化学变化,C项正确;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。探究1探究2探究3素养脉络随堂检测化学科学的探索空间问题探究你听说过“分子齿轮”“分子马达”吗?根据你所掌握的知识,简单归纳化学科学的探索空间。探究1探究2探究3素养脉络随堂检测提示:(1)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。(2)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。(3)化学科学将继续推动材料科学的发展。(4)化学科学将为环境问题的解决提供有力保障。(5)化学科学可以让我们在分子水平上了解疾病的病理,寻求新方法,研制新药物,促进人类的身心健康。(6)化学学科将为传感技术、通信技术和计算机技术等的发展提供重要的物质基础。探究1探究2探究3素养脉络随堂检测知识归纳1.随着科学技术的发展,化学实验室中出现了许多先进的仪器。例如利用色谱仪可以把某种物质从其混合物中分离出来,而X射线仪、质谱仪、核磁共振仪等则可以帮助人们测定化学物质的结构,还可以跟踪化学反应的过程(示踪化学)。2.计算机技术的兴起为化学实验研究开辟了一个新领域——计算化学。探究1探究2探究3素养脉络随堂检测典例剖析例3诺贝尔化学奖获得者艾哈迈德·泽维尔,开创了“飞秒(10-15s)化学”的新领域,使运用激光光谱技术观测化学反应中分子、原子的运动成为可能。你认为该技术不能观察到的是(

)A.化学变化中反应物分子的分解B.化学反应中原子的运动C.化学变化中生成物分子的形成D.原子核的内部结构答案:D解析:由“使运用激光光谱技术观测化学反应中分子、原子的运动成为可能”知,该技术可以观察到原子的运动,但不能观察到原子核的内部结构,故选D项。探究1探究2探究3素养脉络随堂检测对点训练3化学与能源开发、环境保护、资源利用等密切相关。下列说法正确的是(

)A.为提高农作物的产量和质量,应大量使用化肥和农药B.绿色化学的核心是应用化学原理对环境污染进行治理C.实现化石燃料清洁利用,就无需开发新能源D.垃圾是放错地方的资源,应分类回收利用答案:D解析:化肥和农药的使用可以提高农作物的产量和质量,但大量使用时会污染土壤。绿色化学的核心是实现零排放。化石燃料在自然界是有限的,在利用化石燃料的同时,还应开发其他清洁新能源。探究1探究2探究3素养脉络随堂检测探究1探究2探究3素养脉络随堂检测1.“化学,让生活更美好”,下列叙述不能直接体现这一主旨的是(

)A.风力发电,让能源更清洁B.光导纤维,让通信更快捷C.合成药物,让人类更健康D.环保涂料,让环境更宜居答案:A解析:风力发电属于物理变化,与化学无关,因此不能直接体现这一主旨。光导纤维传输光的能力强、抗干扰能力强,合成药物更有效治疗疾病,使我们的身体更健康,环保涂料让我们的环境更宜居,这些目的都是为了提升我们的生活质量,体现了化学让生活更美好的理念,故B、C、D都正确。探究1探究2探究3素养脉络随堂检测2.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,以氨为原料可以生产硝酸铵B.化学家合成碳纳米管,用作分子导线和超小型电子器件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,并用于工业生产答案:C解析:提出一种新的化学理论不能说明化学的创造性和实用性。合成氨、合成碳纳米管及制炸药都体现了化学的创造性,这些物质广泛应用于生产和生活,体现了化学的实用性。探究1探究2探究3素养脉络随堂检测3.化学成为一门科学并较快发展,始于(

)A.舍勒发现氧气 B.质量守恒定律的发现C.原子—分子学说的提出 D.中国湿法冶金技术的推广答案:C解析:一门科学的快速发展,首先源于形成了相关的理论,所以C项正确。探究1探究2探究3素养脉络随堂检测4.进入20世纪以后,化学科学经历了迅速发展的时期,取得了若干项现代化学的重大成就。下列各项中,不属于这个时期重大化学成就的是(

)A.放射性元素的发现B.现代量子化学理论的建立C.化学工业的迅速发展D.制陶技术的成熟答案:D解析:化学科学在20世纪进入现代化学科学的发展阶段,研究手段向精细、综合方向发展,逐渐形成了现代物质结构理论,并带动了化学工业的迅速发