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2019-2020年高中化學 第一章 認識化學科學 第1節(jié) 走進化學科學教學設計2 魯科版必修1 【教學目標】 1．了解化學研究的對象和內容。 2．了解化學發(fā)展的基本歷程以及20世紀化學發(fā)展的基本特征、21世紀的發(fā)展趨勢，認識現(xiàn)代化學作為中心學科在科學技術中的地位。 3．理解并掌握物質的物理性質、化學性質的概念，能辨別常見的物理變化與化學變化。 4．掌握常見的化學用語 【教學過程】 一、 初高中銜接輔導講義 二、典例精講 走進化學科學： 1.什么是化學？（定義與初中不同） 化學科學能夠在原子、分子層次上認識物質和制備新的物質。（發(fā)現(xiàn)+制造 新的物質） 對象：由原子、離子、分子等微觀粒子構成的物質 化學研究 內容：物質的組成、結構、性質、變化、制備和應用。 創(chuàng)造性：發(fā)現(xiàn)存在的、創(chuàng)造已知的、創(chuàng)造不存在的……（認識分子、制造分子） 化學科學的 實用性：農業(yè)、醫(yī)療、工業(yè)、日常生活…… 初高中銜接：化學變化中的最小微粒和保持化學性質的微粒分別是什么？ 2.化學的發(fā)展 (簡史) 遠古 如何取火、保存火種 古代 釀酒、冶煉金屬 近代 近代化學誕生 1661年 [英]波義耳 元素概念 革命性進展 1771年[法]拉瓦錫 氧化學說 奠定發(fā)展基礎 1803年[英]道爾頓 原子學說 元素 理論體系 1869年[俄]門捷列夫 元素周期律 現(xiàn)代 放射性元素的發(fā)現(xiàn) 現(xiàn)代量子化學理論建立 合成化學崛起 高分子化學創(chuàng)立 化學熱力學和動力學的開創(chuàng)性研究 化學工業(yè)的發(fā)展 各種分析技術：X射線、原子吸收光譜、紫外紅外光譜、色譜、質譜、核磁共振 帶動生命科學等學科的發(fā)展 3.我國化學成就 (1) 1965年——我國科學家合成牛胰島素，是首次人工合成的蛋白質。 (2) 1981年——我國科學家首次人工合成核糖核酸。 (3) 20世紀80年代，開展了對新一代抗瘧藥——青蒿素的全合成研究。 探究一　怎樣理解化學是具有創(chuàng)造性和實用性的科學 【探究活動】 1．觀察欣賞下列幾幅圖片，思考有關問題 (1)物質是怎樣形成的？物質又是如何變化的？ 提示　物質是在變化過程中逐漸形成的，物質的變化分為物理變化和化學變化。在物理變化中物質的形狀、狀態(tài)等發(fā)生了變化，在化學變化中有新物質生成，常伴有發(fā)光、放熱等。 (2)化學科學是一門什么樣的科學？它的任務是什么？ 提示　化學科學就是在原子、分子水平上研究物質的組成、結構、性質、變化、制備和應用的自然科學。 ①化學研究的對象是分子和原子等； ②化學研究的內容是物質的組成、結構、性質、變化、制備和應用； ③化學是自然科學。 2．仔細閱讀下面一段文字 利用化學方法，人們從礦物、巖石以及動植物體中發(fā)現(xiàn)了很多有用的物質，并設法把它們提取出來或從已有的物質出發(fā)制造出來，而且通過對有關物質性質和結構的認識，根據(jù)需要創(chuàng)造出自然界中不存在的新物質。現(xiàn)在，化學家們已發(fā)現(xiàn)和創(chuàng)造了幾千萬種物質，如利用合成氨技術制造出增產糧食需要的氮肥；成功研制出大量幫助人們戰(zhàn)勝疾病的新藥物；以硅及其化合物為原料制造出的芯片和光導纖維極大地豐富了人類的生活。 (1)從以上一段文字你能概括出化學的特征嗎？ 提示　化學的特征是認識分子和制造分子。 (2)你能否用簡短的幾句話或幾個詞語描述一下你心中的化學？ 提示　化學是一門具有創(chuàng)造性的科學，化學還是一門在人類生產和生活中有著重要作用的實用的科學。 (3)舉例說明哪些方面體現(xiàn)了化學的創(chuàng)造性？ 提示?、偃藗儚牡V物、巖石及動植物體中發(fā)現(xiàn)了許多物質并設法把它們提取出來或從已有的物質出發(fā)制造出來。 ②科學家根據(jù)需要設計并創(chuàng)造出新物質。 (4)舉例說明哪些方面體現(xiàn)了化學的實用性？ 提示?、俸铣砂奔夹g，制造出糧食增產需要的大量氮肥。②新藥物的成功研制保證了人類的身體健康。③合成高分子材料、芯片和光導纖維等新材料的研制和生產，使我們的生活更加豐富多彩。 探究二　化學科學的形成與發(fā)展 【探究活動】 1．古代化學實踐活動 火的使用是人類最早的化學實踐活動，隨后人們學會了燒制陶瓷、冶煉金屬、釀造酒類等。 2．近代化學發(fā)展的里程碑 年代 科學家 重大發(fā)現(xiàn)或成就 作用 1661 年 英國科學家波義耳 提出化學元素的概念 標志著近代化學科學的誕生 1771 年 法國科學家拉瓦錫 建立了燃燒現(xiàn)象的氧化學說 使近代化學取得了革命性的發(fā)展 1803 年 英國科學家道爾頓 提出原子學說 奠定了近代化學發(fā)展的堅實基礎 1869 年 俄國科學家門捷列夫 發(fā)現(xiàn)了元素周期律 把化學元素及其化合物納入一個統(tǒng)一的理論體系 3.現(xiàn)代化學的發(fā)展 (1)現(xiàn)代化學研究的重要手段有：X射線、原子吸收光譜、紫外和紅外光譜、色譜、質譜和核磁共振等。用于分析和測試物質結構，跟蹤化學反應過程。 (2)現(xiàn)代化學的發(fā)展帶動和促進了相關科學的進一步發(fā)展。如化學家對蛋白質化學結構的測定和合成，使人們對生命過程有了更深刻的認識；20世紀中葉，化學科學和生物科學共同揭示了生命的遺傳物質DNA的結構和遺傳規(guī)律，使生命科學進入研究基因組成、結構和功能的新階段。 4．我國在化學研究中的重要成果 1965年——中國科學家合成牛胰島素，是首次人工合成蛋白質。 1981年——我國科學家首次人工合成完整生物活性的酵母丙氨酸轉移核糖核酸。 90年代末——中國對樹脂糖苷的全合成和具有高抗癌活性的甾體皂甙的合成達到國際領先水平。 探究三　化學科學的探索空間 【探究活動】 1．你聽說過“分子齒輪”、“分子馬達”嗎？根據(jù)你所掌握的知識，歸納化學科學的探索空間，完成下列知識填空： (1)化學家可以在微觀層面上操縱分子和原子，組裝分子材料、分子器件和分子機器等。 (2)化學科學將在能源和資源的合理開發(fā)、安全應用方面大顯身手。 (3)化學科學將繼續(xù)推動材料科學的發(fā)展。 (4)化學科學將為環(huán)境問題的解決提供有力保障。 (5)化學科學可以讓我們在分子水平上了解疾病的病理，尋求有效的防治措施，促進人類的身心健康。 2．怎樣理解“化學——21世紀的中心科學”這句話的含義？ 提示　未來科學的中心是化學科學，人類的生活水平和生活質量要通過化學的發(fā)展來提高，化學的探索空間非常廣闊。能源與資源、環(huán)境保護及高科技產品豐富了人們的生活。 3．我們如何才能走進化學科學？ 提示　了解化學的研究對象、價值和研究意義、發(fā)展歷史，展望科學的探索空間、從事的職業(yè)等方面，走進化學學科。 檢測題 1. 請你運用所學的化學知識判斷，下列有關化學觀念的敘述錯誤的是(　　) A．幾千萬年前地球上一條恐龍體內的某個原子可能在你的身體里 B．用斧頭將木塊一劈為二，在這個過程中個別原子恰好分成更小微粒 C．一定條件下，金屬鈉可以成為絕緣體 D．一定條件下，水在20℃時能凝固成固體 2. 下列由事實得出的結論錯誤的是(　　) A．維勒用無機物合成了尿素，突破了無機物與有機物的界限 B．門捷列夫在前人工作的基礎上發(fā)現(xiàn)了元素周期律，表明科學研究既要繼承又要創(chuàng)新 C．C60是英國和美國化學家共同發(fā)現(xiàn)的，體現(xiàn)了國際科技合作的重要性 D．科恩和波普爾因理論化學方向的貢獻獲得諾貝爾化學獎，意味著化學已成為以理論研究為主的學科 3. 21世紀新材料是高新技術的突破口，只有更好地開發(fā)和應用具有特殊性能的新材料，才能擁有更強大的經(jīng)濟實力和技術潛力。下列各學科，對于新材料的開發(fā)和研制最具有獨特優(yōu)勢的是(　　) A．物理 B．化學 C．地理 D．生物 4. 化學科學將在能源和資源的合理開發(fā)、安全應用方面大顯身手。當前我國農業(yè)地區(qū)大量的植物秸稈如何處理的問題備受關注。 下列提出的幾種植物秸稈處理方法中，不正確的是(　　) A．出售給工廠作工業(yè)原料 B．應用化學科學的有關原理和方法制成優(yōu)質的牧畜飼料 C．就地焚燒成草木灰，作植物的鉀肥 D． 應用化學科學的有關原理和方法制成甲烷作燃料 5. 下列著名科學家的名字、國籍及主要貢獻的對應關系中，錯誤的是(　　) A．波義耳——英國——提出化學元素的概念 B．道爾頓——英國——提出原子學說 C．拉瓦錫——意大利——提出帶核的原子結構模型 D．門捷列夫——俄國——發(fā)現(xiàn)元素周期律 6. 安全生產近年來已成為社會的熱點問題，三鹿奶粉事件、鞭炮爆炸、小煤窯問題等都轟動社會。重慶開縣天然氣井漏事故共奪去了兩百多人的生命。氣井噴出的氣體主要是甲烷，另外還含有大量的硫化氫。硫化氫(H2S)是一種有臭雞蛋氣味、劇毒的無色氣體，密度比空氣大，能溶于水，其水溶液叫氫硫酸。 (1)據(jù)報道，人員傷亡多是因缺乏自救防御常識造成的。下列自救措施合理的是________(填序號)。 A．逃生時應往地勢高處逆風跑 B．逃生時應往地勢低處順風跑 C．立即用浸過水或弱堿性溶液的毛巾捂住口鼻 (2)為降低危害程度，人們將噴出的硫化氫點燃，燃燒時生成了兩種氧化物，其中一種是最常見的空氣污染物，它是________。為減輕該氣體對環(huán)境的污染，事故處理人員不斷向空氣中噴灑一種溶液，你認為該溶液可能是一種________(填“酸”或“堿”)性溶液。 (3)違反操作規(guī)程或安全設施不完備是引發(fā)事故的常見原因。請結合某具體的化學實驗，說出避免實驗事故應注意的一個問題____________________________________________。 檢測題參考答案 1. 【解析】根據(jù)物質不滅定律以及在化學變化中原子不可再分，只能重新組合，可推出選項A正確；斧頭劈木頭是物理過程，不會破壞原子，選項B錯誤；金屬鈉變?yōu)殁c蒸氣時可以成為絕緣體，C正確；增大壓強，物質的熔點會升高，選項D正確。 【答案】B 2. 【解析】本題主要考查學生分析和判斷問題的能力，A、B、C項中敘述的內容比較常見，應該可以分析出其中的辯證關系；D項中理論化學的發(fā)展，并不意味著否定化學實驗的重要性，應明確“化學是以實驗為基礎的自然科學”，故正確答案為D。 【答案】D 3. 【解析】化學在向眾多學科廣泛滲透，化學技術與現(xiàn)代科技也廣泛綜合，已經(jīng)發(fā)展為人類繼續(xù)生存和發(fā)展的關鍵學科，被譽為“21世紀的中心科學”。 【答案】B 4. 【解析】選C　就地焚燒植物秸稈，不但可能引起火災，還會因為焚燒過程中產生許多有害氣體及濃煙而污染空氣，與其燃燒生成的鉀肥相比，是弊大于利。 【答案】C 5. 【解析】A項，波義耳，英國化學家、物理學家，于1861年提出化學元素的概念，標志著近代化學的誕生；B項，道爾頓，英國化學家、物理學家，于1803年提出原子學說， 為近代化學的發(fā)展奠定了堅實的基礎；C項，拉瓦錫，法國化學家，于1771年建立燃燒現(xiàn)象的氧化學說，推翻了“燃素說”，使近代化學取得了革命性的進展；D項，門捷列夫，俄國化學家，于1869年發(fā)現(xiàn)元素周期律。 【答案】C 6. 【解析】(1)氣井噴出的氣體會沿風勢流動，故逃生時應往地勢高處逆風跑。由題意知，硫化氫能溶于水，其水溶液是氫硫酸，顯酸性，自救時用浸過水和弱堿性溶液的毛巾捂住口鼻，盡可能減少吸入的氣體。(2)硫化氫氣體被點燃，燃燒時生成兩種氧化物，其中一種是最常見的空氣污染物，即SO2。向空氣中噴灑堿性溶液有利于吸收SO2、H2S等氣體。(3)可從可燃性氣體的性質來思考。 【答案】(1)AC (2)二氧化硫(或SO2)　堿 (3)一氧化碳還原氧化銅時，先通一會兒一氧化碳再加熱(其他合理答案均可)