2018版第1章第1节走进化学科学

第 1 页 第1节 走进化学科学

1．知道化学是在原子和分子的层次上认识物质和制备物质的一门科学。(重点)

2．了解化学科学的形成和发展，了解20世纪化学发展的基本特征和21世纪化学发展的趋势，明确现代化学作为中心科学在科学技术中的地位。

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。

的 创

造 性 和 实 用 性

[基础·初探]

1．化学科学的含义

化学是在原子、分子水平上研究物质的组成、结构、性质、变化、制备和应用的重要的自然科学。 2．化学的特征

化学的特征是认识分子和制造分子。

3．化学科学的实用性

(1)农业：合成氨技术的应用。

(2)医药：新药物的研制。

(3)信息：芯片和光导纤维引领进入信息时代。

[探究·升华]

[思考探究]

(1)打开盛放浓盐酸的试剂瓶，发现瓶口有白雾，说明浓盐酸有什么性质？

第 2 页 【提示】 挥发性。

(2)汽油发动机工作时，汽油发生气化和燃烧两个过程，其中哪一过程发生化学变化？

【提示】 燃烧。

[认知升华]

1．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与化学反应相互依存，测知 不可分离

2.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

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举例 木材做成课桌 H2在O2中燃烧生成水

[题组·冲关]

1．2个氢分子的表示方法是( ) A．2H B．2H2

C．2H＋ D．H2

【解析】 2H—2个氢原子，2H＋—2个氢离子，H2—1个氢分子。 【答案】 B

2．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( )

【导学号：81962019】

A.火药使用 B.粮食酿酒 C.转轮排字 D.铁的冶炼

【解析】 A．火药爆炸时的化学反应为2KNO3＋S＋3C===K2S＋N2↑＋3CO2↑；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＋nH2O――→酶nC6H12O6，C6H12O6――→酒化酶2C2H5OH＋2CO2↑；C.转轮排字不涉及化学反应；D.铁的冶炼是将铁由化合态转化为游离态，高炉炼铁过程中涉及的化学反应为Fe2O3＋3CO=====高温2Fe＋3CO2。

第 4 页 【答案】 C

3．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，与普通百姓的生活无多大关系

B．物质的熔点和沸点是化学性质 C．化学家可以制造出自然界中不存在的物质

D．化工生产会造成严重的环境污染，人类最终将毁灭在化学物质中

【解析】 物质的熔点和沸点是物理性质；现代化学的迅速发展已经达到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。

【答案】 C

【题后归纳】 1.化学变化是建立在原子种类不变的基础上有新物质生成的变化；有新原子生成的变化不属于化学变化。

2．在化学变化中，不仅原子种类不变，而且数目也不变，遵循质量守恒定律。

3．原子弹、氢弹爆炸过程中原子核发生了改变，反应属于核反应，而不属于化学反应，不是化学研究的对象。

化 学 科 学 的

形

成 和 发 展

[基础·初探]

教材整理1 近代化学发展的里程碑

第 5 页 年代 人物 成就 意义

化 学 科 学 的

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

1771年 法国科学家拉瓦锡 建立燃烧现象的氧化学说 近代化学的革命性进展

1803年 英国科学家道尔顿 提出原子学说 为近代化学的发展奠定了基础

1869年 俄国科学家门捷列夫 发现元素周期律 化学元素及其化合物被纳入统一的理论体系

教材整理2 我国化学研究重要成果

1．20世纪50年代——研究并开发出了抗生素药物(如青霉素)。

2．1965年——世界上第一个人工合成的、具有生理活性的蛋白质——牛胰岛素。 3．20世纪70年代——对花生四烯酸的氧化代谢物(前列腺素等)和昆虫信息素的合成研究取得创造性进展。

4．20世纪90年代——具有高抗癌活性的甾体皂甙的合成达到国际领先水平。

[题组·冲关]

1．化学真正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—分子论的问世

D．中国湿法冶金技术的推广

【解析】 原子—分子论的问世，标志着人们对化学的研究终于接近了化学反应的实质，从而使化学真正成为一门科学，并取得较快的发展。

【答案】 C

第 6 页 2．进入20世纪，化学科学经历了迅速发展创新的新时代，取得了若干项重大化学成就。下列各项中，不属于这个时期的重大化学成就的是( )

【导学号：81962019】

A．放射性元素的发现

B．现代量子化学理论的建立

C．蛋白质的人工合成

D．制陶技术的成熟应用

【解析】 制陶技术的成熟应用应追溯到远古时期。

【答案】 D 3．我国科技创新成果斐然，下列成果中获得诺贝尔奖的是( )

【导学号：81962019】

A．徐光宪建立稀土串级萃取理论

B．屠呦呦发现抗疟新药青蒿素

C．闵恩泽研发重油裂解催化剂

D．侯德榜联合制碱法

【解析】 徐光宪提出的稀土串级萃取理论，使我国稀土分离技术和产业化水平跃居世界首位。鉴于其在稀土化学研究方面取得的突出成就，2019年10月，“何梁何利科学技术成就奖”作为一种终身成就奖颁发给了徐光宪院士，A选项不正确；中国著名药学家屠呦呦发现抗疟新药青蒿素，获得2019年诺贝尔生理学或医学奖，B选项正确；闵恩泽研发重油裂解催化剂，获得国家最高科技奖，C选项不正确；侯德榜联合制碱法，在万国博览会上荣获了金质奖章，D选项不正确。

【答案】 B

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探 索 空 间

[基础·初探]

1．在化学科学领域：化学家可以在微观层面上操纵分子和原子，以及组装分子材料、分子器件和分子机器等。

2．在能源和资源方面：有了化学科学，人类能够合理开发、安全应用能源和资源。

3．在材料科学方面：化学将推动材料科学的发展，使各种新型功能材料的生产成为可能。

4．在环境方面：化学为解决环境问题提供了有力保障。

5．在人体健康方面：化学可以让我们在分子水平上了解疾病的病理，寻求有效的防治措施，促进身心健康。

[题组·冲关]

1．诺贝尔化学奖获得者艾哈迈德·泽维尔，开创了“飞秒(10－15 s)化学”的新领域，使运用激光光谱技术观测化学反应时分子中原子的运动成为可能。你认为该技术不能观察到的是 ( )

【导学号：81962019】

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

【解析】 由“使运用激光光谱技术观测化学反应时分子中原子的运动成为

第 8 页 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。

【答案】 D

2．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( )

【导学号：81962019】

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

【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。

【答案】 D

3．当前，我国所面临的挑战有健康、环境、能源、粮食等问题。化学家希望从化学的角度，通过化学的方法解决这些问题，为我国的发展和民族振兴作出更大的贡献。化学界研究的课题很多，其中有：①高效化肥的合成；②新型医药的开发；③在低耗能情况下分解水而得到氢气作为燃料；④寻找废旧塑料、橡胶等化工废弃物再利用的途径；⑤研制人造关节、人造血管；⑥在无毒、无害条件下进行化工生产；⑦研制开发超导材料；⑧研制高效无磷洗衣粉。把有助于解决上述问题的课题的序号填写在相应的横线上：

(1)健康问题_____________________________________________________；

(2)环境问题_____________________________________________________；

(3)能源问题_____________________________________________________；

(4)粮食问题_____________________________________________________。

【答案】 (1)②⑤ (2)④⑥⑧ (3)③⑦ (4)①

【题后归纳】 现代化学是21世纪当之无愧的“中心科学”，其探索空间主要集中在：材料、能源、环境、生命四个方面。