《走进化学科学》参考课件3

第一章认识化学科学第一节走进化学科学一、化学科学的形成和发展远古时代近代化学化学理论的创立或对有关化学规律的揭示，对于化学科学的发展有着极其重要的作用。请选择上述某一理论或规律，讨论其对于化学科学发展的贡献以及对于人们理解物质及其变化的作用。现代化学时代由宏观向微观、由定性向定量、由静态向动态1965年，我国科学家成功地合成了结晶牛胰岛素，在世界上首次实现了蛋白质的人工合成。现代化学时代由宏观向微观、由定性向定量、由静态向动态硅是信息技术的关键材料氮肥促进粮食增产化学是在原子、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学科。特征是从微观层面上认识物质、以符号形式描述物质，在不同层面上创造物质。二、化学科学的主要特征青蒿素的发现之旅“青蒿成株叶制成水煎浸膏，95%乙醇浸膏，挥发油无效。乙醇冷浸，控制温度低于60℃，鼠疟效价提高，温度过高则无效。乙醚回流或冷浸所得提取物，鼠疟效价显著增高且稳定。”“523任务”1.对屠呦呦启发很大的古代药方中使用了怎样的药物提取方法？这种提取方法与屠呦呦创造性采用的提取方法有何异同？青蒿素的提取利用了物质的哪些性质？屠呦呦工作的主要创新点表现在哪些方面？2.对青蒿素的相关研究经历了怎样的过程？这对于你了解化学科学的研究内容和重要特征有哪些启示？3.通过了解青蒿素的发现、研究与应用过程，你对科学家的科学态度和社会责任产生了哪些新的认识？4.屠呦呦为什么能获得2015年诺贝尔生理学奖？青蒿素的发现之旅重要事件②“提取有效成分”展示了屠呦呦工作的重要创新，采用低温条件用有机溶剂提取药物的有效成分，分离出具有药效的纯物质。重要事件②③④⑤⑥代表了不同的化学研究的任务类型，即分离提纯（含获得晶体）、测定组成、测定结构、合成、结构修饰。青蒿素的发现之旅三、化学科学的探索空间庞大的学科体系交叉融合化学科学操纵分子和原子组装分子材料、分子器件和分子机器微观层面环境问题生命科学信息科学材料科学资源开发科学、合理地开发和利用资源、能源油水分离的膜材料各种新型材料的制造寻求新方法研制新药物电子材料传感技术通信技术4165231.微观层面你听说过“分子齿轮”“分子马达”吗?开发出了比人类头发丝直径还要小1000倍的分子机器分子机器的动力来源主要有化学驱动、电驱动和光驱动。化学科学操纵分子和原子组装分子材料、分子器件和分子机器微观层面环境问题生命科学信息科学材料科学资源开发科学、合理地开发和利用资源、能源油水分离的膜材料各种新型材料的制造寻求新方法研制新药物电子材料传感技术通信技术4165232.资源开发可燃冰：CH4·xH2O利用太阳能产生激光、并在二氧化钛(

TiO2)表面使海水分解得到氢气的新技术。甲烷气体和水分子形成的笼状结晶化学科学操纵分子和原子组装分子材料、分子器件和分子机器微观层面环境问题生命科学信息科学材料科学资源开发科学、合理地开发和利用资源、能源油水分离的膜材料各种新型材料的制造寻求新方法研制新药物电子材料传感技术通信技术4165233.材料科学新型无机非金属材料：光导纤维-光学纤维胃镜人造宝石（氧化铝和氧化铬）新型有机高分子合成材料：高分子分离膜、医用高分子材料（人造血管、人造骨骼、人造心脏）、玻璃钢人造宝石光导纤维化学科学操纵分子和原子组装分子材料、分子器件和分子机器微观层面环境问题生命科学信息科学材料科学资源开发科学、合理地开发和利用资源、能源油水分离的膜材料各种新型材料的制造寻求新方法研制新药物电子材料传感技术通信技术4165234.环境问题油水分离的膜材料-超疏油性化学科学操纵分子和原子组装分子材料、分子器件和分子机器微观层面环境问题生命科学信息科学材料科学资源开发科学、合理地开发和利用资源、能源油水分离的膜材料各种新型材料的制造寻求新方法研制新药物电子材料传感技术通信技术4165235.生命科学抗疟疾药物-青蒿素抗癌药物-紫杉醇化学科学操纵分子和原子组装分子材料、分子器件和分子机器微观层面环境问题生命科学信息科学材料科学资源开发科学、合理地开发和利用资源、能源油水分离的膜材料各种新型材料的制造寻求新方法研制新药物电子材料传感技术通信技术4165236.信息科学光电子材料—光致抗蚀剂、光导纤维（光学纤维胃镜）、

碳纳米管（透明导电的薄膜）光导纤维碳纳米管交流·研讨请从升学深造、职业发展、社会生活等方面畅想个人与化学科学的关系。例1(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例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。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。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。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。例4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。例5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。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。例6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。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展。而制陶技术的成熟属于古代实用技术。例7化学在人类社会发展中起着重要作用,展望未来,化学科学具有十