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1、第第2课时课时 化学是人类创造新物质的工具化学是人类创造新物质的工具化学科学发展史化学科学发展史人类逐步深入认识物质组人类逐步深入认识物质组成、结构、变化的历史成、结构、变化的历史人类合成、创造更多新物人类合成、创造更多新物质的历史质的历史 海水综合利用联合工业体系一例海水综合利用联合工业体系一例从天然产物中分离与人工合成的从天然产物中分离与人工合成的化合物种类统计数据化合物种类统计数据19001900年统计数年统计数19451945年统计数年统计数19701970年统计数年统计数19991999年统计数年统计数20032003所统计数所统计数5555万种万种110110万种万种236.723
2、6.7万种万种23402340万种万种4545年增年增加加1 1倍倍2525年增年增加加1 1倍倍2929年增年增加加1010倍倍45004500万种万种4 4年增年增加加1 1倍倍专题专题4 4化学科学与人类文明化学科学与人类文明第一单元第一单元 化学是认识和创造物质的科学化学是认识和创造物质的科学江苏徐州市第江苏徐州市第3737中学中学 高一化学备课组高一化学备课组2020世纪化学的回顾世纪化学的回顾 (1)(1)基础研究的重大突破基础研究的重大突破: 放射性和铀裂变的发明；放射性和铀裂变的发明；化学键和现代量子化学理论；创造新分子、新结构化学键和现代量子化学理论；创造新分子、新结构合成化
3、学；高分子科学和材料；化学动力学与分子反合成化学；高分子科学和材料；化学动力学与分子反应动态学。应动态学。 (2)(2)化学工业的大发展化学工业的大发展 石油化工石油化工 三大合成材料三大合成材料( (塑料、纤维、橡胶塑料、纤维、橡胶) ) 合成氨工业合成氨工业 医药工业医药工业 未来化学的作用和地位未来化学的作用和地位 (1)(1)化学仍是解决食物短缺问题的主要学科之一化学仍是解决食物短缺问题的主要学科之一 (2)(2)化学在能源和资源的合理开发和高效安全利用中起关键作用化学在能源和资源的合理开发和高效安全利用中起关键作用 (3)(3)化学继续推动材料科学发展化学继续推动材料科学发展 (4)
4、(4)化学是提高人类生存质量和生存安全的有效保障化学是提高人类生存质量和生存安全的有效保障化学与材料化学与材料材材料料化学组成化学组成使用功能使用功能非金属材料（如陶瓷）非金属材料（如陶瓷）金属材料（如合金）金属材料（如合金）有机高分子材料（如橡胶）有机高分子材料（如橡胶）复合材料复合材料 （如多功能）（如多功能）高功能材料高功能材料 （如超导）（如超导）结构材料结构材料 （如耐高温）（如耐高温）信息材料信息材料 （如液晶）（如液晶）材料是人类赖以生存和发展的物质基础，材料是人类赖以生存和发展的物质基础，一直是人类进步的重要里程碑。一直是人类进步的重要里程碑。石器时代、青铜器时代、铁器时代都是
5、以材料作标志。石器时代、青铜器时代、铁器时代都是以材料作标志。没有半导体材料就没有计算机技术；没有半导体材料就没有计算机技术；没有耐高温、高强度的特殊材料就没有航天技术；没有耐高温、高强度的特殊材料就没有航天技术；没有光导纤维就不会有现代通讯；没有光导纤维就不会有现代通讯；没有合成材料，今天的生活还会这么丰富多彩吗？没有合成材料，今天的生活还会这么丰富多彩吗？化学与材料化学与材料钛钛的的记记忆忆合合金金合成橡胶合成橡胶超导合金超导合金纳纳米米材材料料导电塑料导电塑料现代高科技现代高科技纳米技术纳米技术扫描隧道显微镜扫描隧道显微镜纳米碳管模型纳米碳管模型足球烯足球烯C60分子分子纳米铜具有超塑延
6、纳米铜具有超塑延展性铜纳米结晶体展性铜纳米结晶体机械特性惊人机械特性惊人 现代化学材料现代化学材料碳纤维（复合材料）及其制品碳纤维（复合材料）及其制品玻璃纤维增玻璃纤维增强塑料强塑料 高分子薄膜的高分子薄膜的透气鸟笼透气鸟笼隔热材料隔热材料直径直径6cm尼龙绳能吊起尼龙绳能吊起2t的汽车的汽车信息与化学信息与化学硅硅芯芯片片光光导导纤纤维维液液晶晶屏屏幕幕能源与化学能源与化学太阳能太阳能氢能汽车氢能汽车农业与化学农业与化学化学与生活化学与生活- -纺织品纺织品航天与化学航天与化学导导弹弹航航天天飞飞机机宇航员服装宇航员服装航天服由服装、头盔、手套和航航天服由服装、头盔、手套和航天靴等组成。其中
7、结构最复杂的天靴等组成。其中结构最复杂的服装由服装由14层组成：最里层是液冷层组成：最里层是液冷通风服的衬里；衬里外是液冷通通风服的衬里；衬里外是液冷通风服，这种服装是由尼龙弹性纤风服，这种服装是由尼龙弹性纤维和穿在上面的许多输送冷却液维和穿在上面的许多输送冷却液的塑料细管制成；的塑料细管制成； 这种航天服属这种航天服属舱内航天服，除了头盔和胶皮手舱内航天服，除了头盔和胶皮手套，整个航天服是用一种特殊的套，整个航天服是用一种特殊的高强度涤纶做成的高强度涤纶做成的.为了防止膨胀，为了防止膨胀，宇航服上特制了各种环、拉链、宇航服上特制了各种环、拉链、缝纫线以及衬料等。同时，缝纫线以及衬料等。同时，
8、保温、保温、吸汗散湿、防细菌、防幅射等功吸汗散湿、防细菌、防幅射等功能也体现在其中能也体现在其中。 航天与化学航天与化学交流与讨论交流与讨论应对粮食危机应对粮食危机? 既要既要增加食物产量增加食物产量，保证人类生存；，保证人类生存；又要又要保证质量保证质量以保证人类安全；还要以保证人类安全；还要保保护耕地、草原护耕地、草原，改善农牧业生态环境，改善农牧业生态环境，以保持农牧业的可持续发展。以保持农牧业的可持续发展。问题：问题：在粮食增产上科学家提出了哪在粮食增产上科学家提出了哪些不同的建议？些不同的建议？生产化肥，使粮食大量增产生产化肥，使粮食大量增产 本世纪初世界闻名的德本世纪初世界闻名的德
9、国物理化学家、合成氨的发国物理化学家、合成氨的发明者明者弗里茨弗里茨哈伯哈伯。赞扬哈。赞扬哈伯的人说：他是天使，为人伯的人说：他是天使，为人类带来丰收和喜悦，是用空类带来丰收和喜悦，是用空气制造面包的圣人。气制造面包的圣人。N2+3H2 2NH3 高温、高压高温、高压催化剂催化剂请从化学角度说明合成氨反应原理请从化学角度说明合成氨反应原理, ,了解工业合成氨的了解工业合成氨的条件条件600和25107Pa压力下进行反应，大约可以生成8%的氨改良品种改良品种 20012001年年2 2月月1919日，袁隆平被被授予日，袁隆平被被授予20002000年度中国国家最高科学技术奖。这位杂交水年度中国国
10、家最高科学技术奖。这位杂交水稻专家的研究成果，不仅使中国率先在世界上实稻专家的研究成果，不仅使中国率先在世界上实现现“超级稻超级稻”目标，还对解决中国乃至全世界的目标，还对解决中国乃至全世界的粮食问题具有重大意义粮食问题具有重大意义。 7070年代初，年代初，袁隆平袁隆平发表了水稻发表了水稻有杂交优势的观点，打破了世界有杂交优势的观点，打破了世界性的自花授粉作物育种的禁区。性的自花授粉作物育种的禁区。国际上的同行们称袁隆平为国际上的同行们称袁隆平为“世世界杂交水稻之父界杂交水稻之父”。 DDTDDT的故事的故事第二次大战开始后，作为杀虫剂的除虫菊酯由于东南第二次大战开始后，作为杀虫剂的除虫菊酯
11、由于东南亚被日本占领而断了供应来源。曾经也可以用来制备亚被日本占领而断了供应来源。曾经也可以用来制备杀虫剂的砷、铅和铜的化合物，也因为军备和其他军杀虫剂的砷、铅和铜的化合物，也因为军备和其他军事需要而短缺。但当时英美两国深感杀虫剂的需要。事需要而短缺。但当时英美两国深感杀虫剂的需要。瑞士化学家米勒首先发现具有杀虫性能，瑞士化学家米勒首先发现具有杀虫性能，19441944年后年后DDTDDT被广泛用作杀虫剂，有效的控制了虫害。米勒因此被广泛用作杀虫剂，有效的控制了虫害。米勒因此于于19481948年获得诺贝尔奖。年获得诺贝尔奖。杀虫剂、除草剂的使用杀虫剂、除草剂的使用农药的更新换代又说明什么问题
12、？农药的更新换代又说明什么问题？思思考考说明生产农药要考虑高效、低残说明生产农药要考虑高效、低残留且能被降解，无毒副作用。留且能被降解，无毒副作用。昆虫激素昆虫激素保幼激素保幼激素是幼虫始终处于幼虫阶段。是幼虫始终处于幼虫阶段。不育激素不育激素可以使害虫断子绝孙。可以使害虫断子绝孙。性激素性激素引诱害虫聚集到一起，引诱害虫聚集到一起， 然后聚而歼之。然后聚而歼之。作物套种，便于光合作用作物套种，便于光合作用 6CO2 + 6H2O C6H12O6 + 6O2光照光照 叶绿素叶绿素植物光合作用是地球上规模最大的化学反应，能把植物光合作用是地球上规模最大的化学反应，能把光能转变成化学能的能量传递效
13、率为光能转变成化学能的能量传递效率为90909898。 增产粮食增产粮食生产化肥生产化肥利用基因工程育种利用基因工程育种研制杀虫剂、除草剂研制杀虫剂、除草剂研究光合作用的机制研究光合作用的机制 医学史上的三大经典药物医学史上的三大经典药物- 阿司匹林阿司匹林 、青霉素、安定、青霉素、安定资资 料料1 1、17631763年，牧师年，牧师Edward Stone Edward Stone 在伦敦皇家在伦敦皇家学会宣读学会宣读“关于柳树皮制寒战病的报告关于柳树皮制寒战病的报告”。几乎一个世纪以后，一位苏格兰医生发现这几乎一个世纪以后，一位苏格兰医生发现这种种柳树皮提取物柳树皮提取物是一种强效的是一
14、种强效的止痛、退热和止痛、退热和抗炎消肿药。抗炎消肿药。2 2、此后不久，有机化学家分离鉴定了其中、此后不久，有机化学家分离鉴定了其中的活性成分，称之为的活性成分，称之为水杨酸水杨酸。随后，此化合。随后，此化合物便用化学方法大规模生产。物便用化学方法大规模生产。COOHOH用途：解热镇痛、防止心脏病发作、用途：解热镇痛、防止心脏病发作、减缓老人视力衰退、提高免疫力减缓老人视力衰退、提高免疫力3 3、然而在使用过程中，人们发现其、然而在使用过程中，人们发现其酸性成为该药的缺陷酸性成为该药的缺陷: :它严重刺激口它严重刺激口腔、食道和胃黏膜。腔、食道和胃黏膜。（副反应（副反应:头痛、头痛、眩晕、恶
15、心、耳鸣）眩晕、恶心、耳鸣）4 4、化学家尝试改用酸性较小的、化学家尝试改用酸性较小的水杨水杨酸钠酸钠，但仅获得部分成功。而且，但仅获得部分成功。而且，水杨酸钠有一种极不愉快的味道，水杨酸钠有一种极不愉快的味道，大多数病人不愿服用。大多数病人不愿服用。COONaOH水杨酸钠水杨酸钠5 5、化学家后来发明了可行的乙酰水、化学家后来发明了可行的乙酰水杨酸合成路线，它与水杨酸钠有相杨酸合成路线，它与水杨酸钠有相同的医疗效果，又没有怪味，刺激同的医疗效果，又没有怪味，刺激性小，这就是性小，这就是阿司匹林阿司匹林。COOHOOCCH3阿司匹林阿司匹林COOHOH青霉素青霉素俗名：盘尼西林俗名：盘尼西林青
16、霉素的副作用：过敏性休克青霉素的副作用：过敏性休克预防：皮试预防：皮试属于抗生素属于抗生素 抵抗致病微生物的药物抵抗致病微生物的药物1929年，弗莱明年，弗莱明(Flemming)发现了一种蓝绿色霉菌发现了一种蓝绿色霉菌青青霉菌，霉菌， 1940年分离得到纯品，年分离得到纯品，测定了它的化学结构，并投入测定了它的化学结构，并投入工业化合成生产。工业化合成生产。 专家指出，安定片具有较好的抗焦虑和镇静专家指出，安定片具有较好的抗焦虑和镇静催眠作用，但连续服用也会有头昏、嗜睡、乏催眠作用，但连续服用也会有头昏、嗜睡、乏力、幻觉等不良反应，服久了会发生依赖性，力、幻觉等不良反应，服久了会发生依赖性，一旦停药，还会出现失眠、焦虑、激动、震颤一旦停药，还会出现失眠、焦虑、激动、震颤等症状，个别严重的会有惊厥、高热等，甚至等症状，个别严重的会有惊厥、高热等，甚至危及生命。危及生命。安定是世界上最有名的镇静剂安定是世界上最有名的镇静剂发明者发明者:克罗地亚裔的化学家斯特伯奇克罗地亚裔的化学家斯特伯奇 原料原料合成技术合成技术分离技术分离技术检测技术检测技术材料材料化肥化肥农药农药材料材料用途用途化学新物质化学新物质总总 结结
