高中化学 第1章 第1节 走进化学科学教案 鲁科版必修1-鲁科版高一必修1化学教案

第1节 走进化学科学

目标与素养：1.知道化学是在原子和分子的层次上认识物质和合成新物质的一门科学。(宏观辨识与微观探析)2.了解化学科学的形成与发展，明确现代化学作为中心科学在科学技术中的地位。(科学态度)3.认识化学科学对提高人类生活质量和促进社会发展的重要作用。(社会责任)

一、化学以及化学科学的创造性和实用性

1．化学

(1)研究层次：原子和分子。

(2)研究对象：物质的组成、结构、性质、变化、制备和应用。

(3)学科性质：自然科学。

2．化学科学的创造性和实用性

(1)化学的特征：认识分子和制造分子。

(2)化学科学的实用性

①农业：合成氨的化工技术，解决了人类面临的饥饿问题。

②医药：新药物的成功研制，能使人类解决许多疾病。

③信息：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。

“化学的特征是认识原子、分子，制造原子、分子”，这样描述对吗？为什么？

【提示】 不对。化学只能认识原子和分子，通过化学反应能制造分子，不能制造原子。

二、化学科学的形成和发展

1．化学科学在不同阶段的发展情况

2．现代化学研究的重要手段

X射线、原子吸收光谱、紫外和红外光谱、色谱、质谱、核磁共振等。

3．我国化学家在化学研究中取得的重要成果

(1)1965年，我国科学家合成结晶牛胰岛素是首次人工合成具有生理活性的蛋白质。

(2)1981年，我国科学家首次人工全合成酵母丙氨酸转移核糖核酸。

(3)2015年，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。

三、化学科学的探索空间

1．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．能源和资源方面：人类能更好地处理能源和资源以及与生态环境保护之间的关系。

3．材料科学方面：使各种新型功能材料的生产成为可能，进一步丰富人类的物质世界。

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分支的联系不密切。 ( )

[答案] (1)× (2)√ (3)× (4)×

2．法国科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．建立燃烧现象的氧化学说

D．能用加热HgO的方法制取O2

C [法国科学家拉瓦锡对近代化学的最大贡献是利用定量分析的实验手段，提出物质燃烧现象的氧化学说从而否定了之前错误的“燃素说”。]

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 [D符合题意，化学反应中的原子守恒关系，即质量守恒定律，是早就被证明的理论，因此它不属于当今化学研究的方向。A、B、C不符合题意，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，能为化学科学与技术的健康发展提供必要的理论支持。]

对化学科学的认识

1.物理变化和化学变化的比较

内容 物理变化 化学变化

定义 无新物质生成的变化 生成新物质的变化

本质 宏观：无其他物质生成 宏观：有其他物质生成 特征 微观：构成物质的微粒结构不变，微粒间隔可能改变 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 常伴随有发光、放热等现象

区别 有无新物质生成

联系 物理变化的过程中一定没有化学变化，但是化学变化的过程中一定会有物理变化的过程

举例 水由气态变成液态的过程 氢气在氧气中燃烧生成水

2.物理性质和化学性质的比较

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 可由感官或物理仪器认知 与化学反应相互依存，不可分离

宏观辨识与微观探析：正确认识化学科学的含义

(1)化学是人类在认识物质、改造物质、应用物质的长期实践中逐步探索发现而形成的一门科学，其研究重点是在原子、分子水平上认识物质的结构、组成、性质和变化规律，并据此改变或创造物质。

(2)在化学反应中分子发生变化，而原子不变。从宏观和微观角度分析化学反应，不变的是反应物和生成物总质量、元素种类、原子种类和数目，但物质的种类和分子的种类一定改变。

【典例】 下列一定属于化学变化的是( )

①导电 ②爆炸 ③缓慢氧化 ④工业制O2 ⑤铁生锈

A．②③ B．③⑤

C．②③④⑤ D．①②③④⑤

B [导电的过程既有可能是化学变化，也有可能是物理变化，①不符合题意；爆炸的过程也有可能是物理变化，②不符合题意；缓慢氧化是物质缓慢与O2发生反应的过程，一定是化学变化，③符合题意；工业制O2是物质分离的过程，不涉及化学变化，④不符合题意；铁生锈是铁与空气中的O2、H2O等反应的过程，一定是化学变化，⑤符合题意。] (1)请列举导电过程是化学变化的实例_____________________。

(2)由题干④工业制O2，结合初中所学知识写出实验室制O2过程中发生的主要反应：_______________________________________

______________________________________________________。

[答案] (1)水溶液导电

(2)2KMnO4=====△K2MnO4＋MnO2＋O2↑(或2KClO3=====催化剂△2KCl＋3O2↑或2H2O2=====催化剂2H2O＋O2↑)

1．下列变化体现物质化学性质的是( )

A．固体碘受热后变成紫红色碘蒸气

B．矿石的粉碎

C．将氧气通过低温加压处理变成了淡蓝色液体

D．用浓硫酸把纸张、木棒变黑

D [根据有无新物质生成来判断。]

2．借助于化学方法，分子是可以再分的，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( )

A．食盐固体溶于水消失

B．盛浓盐酸的试剂瓶打开冒白雾

C．干冰露置在空气中逐渐消失

D．红色氧化汞粉末受热分解成氧气和汞

D [食盐溶于水，应属于物理变化；浓盐酸冒白雾，主要体现的是浓盐酸的挥发性，挥发性属于物理性质；干冰在空气中逐渐消失，是干冰的升华现象，也属于物理变化；氧化汞受热分解，则是一种化学变化。在这一过程中，氧化汞受热分解为汞原子和氧原子，这两种原子不可再分为更小的粒子，而是重新结合形成新的物质，即汞单质和氧气。]

1．化学的特征是( )

A．研究物质的变化 B．制造新物质

C．认识分子和制造分子 D．用瓶瓶罐罐做实验

[答案] C

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后，就能生产硝酸铵

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

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、制炸药都体现了化学的创造性，它们应用于生产和生活，则体现了化学的实用性。]

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—分子学说的问世

D．中国湿法冶金技术的推广

C [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。]

[教师备选] 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

D [化学科学在20世纪后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。而制陶工艺属于古代实用技术。]

4．化学在人类社会发展中起着重要作用，展望未来，化学科学具有十分广阔的探索空间。下列四个选项中，不正确的是( )

A．塑料降解技术与化学科学无关

B．新能源——可燃冰(CH4·8H2O)的利用与化学关系密切

C．化学科学将在防治酸雨方面大有作为

D．随着化学科学的发展，合成橡胶的品种将越来越多

A [塑料是有机化合物，它的降解过程实际上是化学变化过程，与化学密切相关。]

5．氢气是一种无色、无味的气体，难溶于水，密度比空气小，具有可燃性和还原性。试回答下列问题：

(1)上述涉及氢气的物理性质有________项，分别是___________

____________________________________________________。

(2)上述涉及氢气的化学性质是_________________________。 (3)写出H2还原氧化铜的化学方程式：___________________

____________________________________________________。

(4)实验室制备H2的化学方程式为_______________________

____________________________________________________。

(5)指出H2的两项用途：_______________________________

____________________________________________________。

[答案] (1)5 颜色、气味、状态、溶解性、密度

(2)可燃性和还原性

(3)H2＋CuO=====△Cu＋H2O

(4)Zn＋H2SO4(稀)===ZnSO4＋H2↑(合理均可)

(5)燃料、冶炼金属、制NH3等(写出合理两项均可)