高中化学鲁科版 (2019)必修 第一册第1节 走进化学科学精品导学案

这是一份高中化学鲁科版 (2019)必修 第一册第1节 走进化学科学精品导学案，共8页。学案主要包含了化学科学的形成与发展，化学科学的主要特征，化学科学的探索空间等内容，欢迎下载使用。

第1节 走进化学科学








自主学习


化学科学的形成与发展


化学科学经历了三个过程：


1．古代人类的化学实践活动


火种的获取和eq \(□,\s\up2(01))保存、eq \(□,\s\up2(02))烧制陶瓷、eq \(□,\s\up2(03))冶炼金属、酿造eq \(□,\s\up2(04))酒类和炼丹等。


2．近代化学发展的里程碑


3．现代化学的发展成就


(1)现代化学的重大成就


发现eq \(□,\s\up2(15))放射性元素，建立现代量子化学理论、创造新分子的eq \(□,\s\up2(16))合成化学，创立高分子化学、化学热力学与动力学的开创性研究等。


(2)1965年——中国科学家人工全合成的eq \(□,\s\up2(17))牛胰岛素，是首次人工合成的、具有生理活性的蛋白质，标志着人类在认识生命、探索生命奥秘的征途中迈出了关键的一步。


化学科学的主要特征


1．化学科学的概念


化学是在eq \(□,\s\up2(01))原子、eq \(□,\s\up2(02))分子水平上研究物质的组成、结构、性质、转化及其eq \(□,\s\up2(03))应用的一门基础学科。


2．化学科学的特征


化学的特征就是eq \(□,\s\up2(04))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。


化学科学的探索空间


展望未来，化学科学具有十分广阔的探索空间：


1．化学家们已能在微观层面上操纵eq \(□,\s\up2(01))分子和eq \(□,\s\up2(02))原子，组装分子材料、分子器件和分子eq \(□,\s\up2(03))机器等。


2．化学科学将在eq \(□,\s\up2(04))资源和能源的开发、利用方面大显身手。


3．化学科学将继续推动材料科学的发展，使各种eq \(□,\s\up2(05))新型材料的生产成为可能。


4．化学科学将为解决环境问题提供有力保障。


5．化学科学能帮助研究人员在eq \(□,\s\up2(06))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。





课堂探究


一、化学科学的形成与发展





拉瓦锡的氧化学说对近代化学发展有什么贡献？


提示：拉瓦锡通过实验否定了燃素学说，提出了燃烧的氧化学说，并通过大量的实验让俄国化学家洛蒙诺索夫提出的质量守恒定律获得公认，使化学由定性研究到定量研究，逐步成为一门独立的自然科学。





1．化学科学的形成和发展





2．化学科学的实用性


续表





1．我国科技创新成果斐然，下列成果中获得诺贝尔奖的是( )


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


答案 B


解析 2015年屠呦呦获得诺贝尔生理学或医学奖，以表彰她发现青蒿素——一种用于治疗疟疾的药物。


2．近代化学取得了革命性进展的标志是( )


A．1869年俄国科学家门捷列夫元素周期律的发现


B．1803年英国科学家道尔顿原子论的建立


C．1777年法国科学家拉瓦锡氧化学说的建立


D．1661年英国科学家波义耳提出了化学元素的概念


答案 C


解析 1777年法国科学家拉瓦锡建立氧化学说，使近代化学取得了革命性的进展。





二、化学科学的主要特征





2015年10月，我国药学家屠呦呦获得诺贝尔生理学或医学奖。颁奖词中写道，“屠呦呦发现了青蒿素，这种药品有效降低了疟疾患者的死亡率，……对全球的影响及其对人类福祉的改善是无可估量的”。


1．对屠呦呦启发很大的古代药方中使用了怎样的方法？这种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？


提示：①古代药方中使用了水萃取的方法(但不加热)。


②古代药方中的方法与屠呦呦创造性使用的方法的相同点是都是在不太高的温度下用溶剂把青蒿素从植物体中溶解提取出来。不同点是所用的溶剂不同，古人用水，而屠呦呦用的是乙醚。


③青蒿素在乙醚中的溶解性比在水中的大。


④屠呦呦的主要创新点是用了沸点较低、青蒿素在其中的溶解性比水大的乙醚。


2．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有哪些启示？这些研究内容之间有什么关系，用到了哪些基本的研究方法？


提示：①青蒿素的研究经历了提纯、应用——临床实验、分子结构的测定和人工合成等过程。


②化学是从原子、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科学。


③研究的方法是：通过化学实践活动发现某物质中的某些成分用途大，所以使用化学方法对该成分进行分离、提纯，提纯后再用化学方法进行组成、结构的测定，最后分析结构进行该物质的合成和转化。


3．通过了解青蒿素的发现与应用过程，你对科学家的科学态度和社会责任产生了哪些新的认识？


提示：能根据文献和实际需要提出合理、科学的创新性方案，不迷信，具有严谨求实的科学态度，具有将化学成果应用于生产、生活的意识。





1．正确认识化学科学的特征


(1)化学反应的本质是原子的重新组合。


(2)化学反应前后元素的种类不变，原子的种类和数目不变，而分子种类发生变化。


(3)创造新物质是指创造新分子，而不是指创造新原子或新元素。


2．利用化学反应不仅可以制造出自然界中存在的物质，还能制造出自然界中不存在的物质；因此化学是一门具有实用性和创造性的科学。





知识拓展


原子的裂变、聚变不是化学变化；结晶水合物的形成和失水是化学变化。








3．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，将其加热变为黑色


C．日本广岛原子弹的爆炸


D．钢铁生锈


答案 C


解析 A项中发生了化学反应，生成了新物质H2O、SO2，属于化学变化；B项中发生了分解反应，Cu2(OH)2CO3eq \(=====,\s\up10(△))2CuO＋H2O＋CO2↑，过程中有新物质生成，属于化学变化；C项中原子弹的爆炸，属于核反应，不属于化学变化的范畴；D项发生了化学反应，有新物质(铁锈)生成，属于化学变化。


4．以下事实与化学科学的创造性无关的是( )


A．国家游泳馆水立方采用的覆盖膜为先进的EFET膜，具有防火、抗老化等功能


B．航天英雄翟志刚穿着我国自行设计的航天服漫步太空


C．北斗导航系统可为用户提供定位、导航和授时服务


D．科学家研制新型药物抗击H1N1流感病毒


答案 C


解析 化学科学的创造性体现在发现新物质和创造新物质方面，EFET膜、航天服所用材料以及新型药物均属于化学科学的创造性发明。





三、化学科学的探索空间





请谈谈化学与社会、生活、环境等的联系。


提示：人们的生活离不开化学——生活处处是化学。如在吃的食品方面，化学显得格外重要。例如：用纯碱发面制的馒头松软可口；饮用酒、食醋是用富含淀粉的粮食酿造而成的；酱油是用富含蛋白质的大豆等酿造而成的；菠菜、洋葱、竹笋等不要和豆腐混合食用——会产生草酸钙形成结石；炒菜用含碘盐时，加入盐后不要再用高温长时间炒等。





现代化学作为一门“中心科学”，正以崭新的姿态与国计民生的各个领域——资源、能源的合理开发、科学应用；新型功能材料的研制；环境问题的科学防治；人类疾病病理的了解，新药物的研制等保持密切的联系，使人类生活更加幸福。





5．下列有关化学科学的探索空间的说法中，不正确的是( )


A．开发新能源、合成新物质


B．在分子水平上了解疾病的病理


C．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


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


答案 C


解析 化学科学将在能源与资源的合理开发、安全应用方面大显身手，化学科学将继续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，A正确；化学科学可以让研究人员在分子水平上了解疾病的病理，寻求有效的防治措施，促进人类的身心健康，B正确；原子是化学变化中的最小微粒，在化学变化中原子不能再分，只能重新组合形成新的分子，所以通过化学变化不能制造出新的原子，C错误；化学家们已组装出了分子齿轮和分子马达，说明可以在微观层面上操纵分子和原子，D正确。


6．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。请你分析下列四个选项，现代化学不涉及的研究领域是( )


A．开发新的能源 B．合成新的物质


C．空间形式和数量关系 D．防治环境污染


答案 C


解析 现代化学和人们的生活息息相关，涉及资源开发、材料研制、环境保护、生命科学等诸多方面。而空间形式和数量关系不属于化学研究的范畴。





本课小结








核心素养发展重点
学业要求
1.能列举事实说明化学对人类文明的伟大贡献，能自觉抵制伪科学。


2.能从原子、分子水平分析化学变化的内因，能运用化学符号说明物质的组成及其变化。
能列举化学科学发展的重要事件，说明其对推动社会发展的贡献，能说出其中的创新点。
年代
科学家
重大发现或成就
作用
1661年
英国科学家波义耳
提出了eq \(□,\s\up2(05))化学元素的概念
标志着eq \(□,\s\up2(06))近代化学的诞生
1777年
法国科学家拉瓦锡
提出了eq \(□,\s\up2(07))氧化学说
使eq \(□,\s\up2(08))近代化学取得了革命性的进展
1803年
英国科学家道尔顿
提出了eq \(□,\s\up2(09))原子论
为近代化学的发展奠定了eq \(□,\s\up2(10))坚实的基础
1811年
意大利科学家阿伏加德罗
提出了eq \(□,\s\up2(11))分子学说
系统地解决了在eq \(□,\s\up2(12))物质组成和原子量(现称相对原子质量)测定方面存在的混乱问题
1869年
俄国科学家门捷列夫
发现了eq \(□,\s\up2(13))元素周期律
把eq \(□,\s\up2(14))化学元素及其化合物纳入了一个统一的理论体系
内容
作用
合成氨的化工技术
制造氮肥以增产粮食，解决了饥饿对人类的威胁
内容
作用
新药物的成功研制
解决了许多疾病对人类的威胁
研制和生产功能各异的合成高分子材料，如塑料、合成纤维、合成橡胶等
使人类的生活更加丰富多彩
制造出以硅及其化合物为原料的芯片和光导纤维
使人类进入了信息时代，进一步提高了生活质量