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1、化学化学1 （必修）（必修）普通高中课程标准试验教科书普通高中课程标准试验教科书第一章第一章 认识化学科学认识化学科学第第1节节 走进化学科学走进化学科学山东科学技术出版社山东科学技术出版社溶洞的形态为什么会发生溶洞的形态为什么会发生变化？变化？自然界中的自然界中的溶洞溶洞实验探究实验探究 在澄清石灰水中通入在澄清石灰水中通入适量适量的的CO2 再通入再通入过量过量的的CO2 ，观察现象。，观察现象。实验内容实验内容实验现象实验现象结结 论论通入适量通入适量的的CO2通入过量通入过量的的CO2出现白色沉淀出现白色沉淀白色沉淀消失白色沉淀消失出现白色沉淀出现白色沉淀由于溶洞中含有由于溶洞中含有较
2、高浓度的较高浓度的CO2 ，发生了发生了CaCO3Ca(HCO3)2 CaCO3的转化的转化加热得到的加热得到的澄清溶液澄清溶液 1. 1.澄清石灰水通入适量澄清石灰水通入适量的二氧化碳时生成难溶的的二氧化碳时生成难溶的碳酸钙沉淀：碳酸钙沉淀：C0C02 2+Ca(OH)+Ca(OH)2 2=CaCO=CaCO3 3 + H+ H2 2O O 2. .当通入过量的二氧化碳时，碳酸当通入过量的二氧化碳时，碳酸钙又溶解生成可溶的碳酸氢钙钙又溶解生成可溶的碳酸氢钙, ,加热碳加热碳酸氢钙又产生碳酸钙沉淀。酸氢钙又产生碳酸钙沉淀。 CaCOCaCO3 3 + C0 + C02 2 + H + H2 2
3、O O = = Ca(HCOCa(HCO3 3) )2 2 Ca(HCO Ca(HCO3 3) )2 2CaCOCaCO3 3 + H+ H2 2O + C0O + C02 2 3.3.溶洞形状的变化就是由于溶洞中含有浓度较高的溶洞形状的变化就是由于溶洞中含有浓度较高的二氧化碳气体与水以及碳酸钙发生上述反应的缘故。二氧化碳气体与水以及碳酸钙发生上述反应的缘故。 交流*研讨1.通过初中化学课程的学习以及上面的介绍，你对化学科学有了哪些认识？你能否用简短的几句话或几个词语描述一下你心中的化学? 化学就是在原子、分子水平上研究物质的组成、结构、性质、化学就是在原子、分子水平上研究物质的组成、结构、性
4、质、变化、制备和应用的自然科学，她对于我们认识和利用物质具变化、制备和应用的自然科学，她对于我们认识和利用物质具有重要的作用。有重要的作用。 化学科学就是研究各种各样的物质的组成、结构、性质、化学科学就是研究各种各样的物质的组成、结构、性质、变化、制备和应用的自然科学，她具有创造性和实用性，她变化、制备和应用的自然科学，她具有创造性和实用性，她对于我们认识和利用物质具有重要的作用。对于我们认识和利用物质具有重要的作用。交流交流*研讨研讨2.化学与人类生活水平的提高和人类社会的发展化学与人类生活水平的提高和人类社会的发展密切相关，研究领域十分广泛。你对化学科学研究的哪些问密切相关，研究领域十分广
5、泛。你对化学科学研究的哪些问题感兴趣题感兴趣? ? 化学世界神奇美妙，化学世界神奇美妙，化学天地广袤无垠，化学科化学天地广袤无垠，化学科学魅力无穷，在高中阶段你学魅力无穷，在高中阶段你将学习那些化学科学知识和将学习那些化学科学知识和方法呢？还是让这套教材带方法呢？还是让这套教材带你走进化学科学吧！你走进化学科学吧！化学化学1 1化学化学2 2有有机机化化学学基基础础物物质质结结构构与与性性质质实实验验化化学学化化学学反反应应原原理理化化学学与与技技术术化化 学学必修必修模块模块选修选修模块模块认识化学科学认识化学科学化学实验基础化学实验基础常见无机物及其应用常见无机物及其应用 物质结构基础物质
6、结构基础化学反应与能量化学反应与能量化学与可持续发展化学与可持续发展 化化学学与与生生活活高中化学课程学分构成必修学分：6 （4+2）必修模块 2个，4学分选修模块6个，至少选修1个，2学分必修化学1的教材体系结构1、认识化学科学、认识化学科学 2、元素与物质世界、元素与物质世界走进化学科学走进化学科学研究物质性质的方法和程序研究物质性质的方法和程序化学中常用的物理量化学中常用的物理量-物质的量物质的量元素与物质的分类元素与物质的分类电解质电解质氧化剂和还原剂氧化剂和还原剂3、自然界中的元素、自然界中的元素 4、元素与材料世界元素与材料世界碳的多样性碳的多样性硅硅 无机非金属材料无机非金属材料
7、氮的循环氮的循环铝铝 金属材料金属材料硫的转化硫的转化海水中的化学元素海水中的化学元素复合材料复合材料n1.走走 进进 化化 学学 科科 学学n化化学学科科学学的的的的形形成成和和发发展展特点特点 化学在原子、分子水平化学在原子、分子水平 研究物质的自然科学研究物质的自然科学价值价值一一门门有有创创造造性性的的一一门门有有创创造造性性的的发展发展古古代代、近近代代、现现代代探索探索永永无无止止境境 的的 空空间间认认识识分分子子创创造造新新分分子子在在 微微 粒粒层层 次次 上上操操 纵纵 原原 子子 分分 子子 化学与职业化学与职业读工科大学读工科大学读理科大学读理科大学药物研究员、化工产设
8、计员、药物研究员、化工产设计员、产品检验师等产品检验师等化学科研员、化学教师、医化学科研员、化学教师、医生师、生师、环境保护工作人员环境保护工作人员等等2.研究物质的方法和程序研究物质的方法和程序 3.化学中常用的物理量化学中常用的物理量 一.化学是具有创造性的、实用的科学 化学学科的创造性是指：人们不但可以从自然界化学学科的创造性是指：人们不但可以从自然界中认识、提取很多物质，或从已有物质出发制造这中认识、提取很多物质，或从已有物质出发制造这些物质，而且能够设计出具有特殊性质或功能的新些物质，而且能够设计出具有特殊性质或功能的新分子，创造出自然界中不存在的物质。分子，创造出自然界中不存在的物
9、质。1.从自然物质中认识物质的性质和结构、把它们从矿从自然物质中认识物质的性质和结构、把它们从矿物、岩石、或生物体中提取出来。物、岩石、或生物体中提取出来。2.从现有的物质制造出自然界中不存在的物质，以满从现有的物质制造出自然界中不存在的物质，以满足人类科研、生产、生活的需求。足人类科研、生产、生活的需求。3.目前已发现和创造的化合物已经超过目前已发现和创造的化合物已经超过3500万种。万种。且每年以几百万种的速度增长。且每年以几百万种的速度增长。化学学科的实用性是指：它在人类的生产、生活中化学学科的实用性是指：它在人类的生产、生活中有着重要作用。有着重要作用。如果没有化学科学如果没有化学科学
10、：n n20世世纪纪初初的的合合成成氨氨技技术术人人类类将将面面临临饥饥饿饿的的威威胁；胁；n n抗抗生生素素、抗抗病病毒毒新新药药的的成成功功研研制制人人类类将将难难以以摆摆脱病魔；脱病魔；n n合合成成塑塑料料、纤纤维维、橡橡胶胶、硅硅芯芯片片和和光光导导纤纤维维人人类将不可能进入信息时代；类将不可能进入信息时代；n n玲琅满目的化妆品和功能各异的食品添加剂玲琅满目的化妆品和功能各异的食品添加剂人人类生活不会如此丰富多彩。类生活不会如此丰富多彩。 二.化学科学的形成和发展古代：古代： 最早的化学实践活动是地球先民们生火取食、之后人们学会最早的化学实践活动是地球先民们生火取食、之后人们学会了
11、烧制陶瓷、冶金、酿酒，并希望制出长生不老药或把廉价金属炼了烧制陶瓷、冶金、酿酒，并希望制出长生不老药或把廉价金属炼制成金。制成金。近代：近代： 1661年，英国化学家、物理学家波义耳提出化学元素的概念，年，英国化学家、物理学家波义耳提出化学元素的概念，标志着近代化学的诞生。标志着近代化学的诞生。 1771年，法国化学家拉瓦锡建立燃烧现象的氧化学说，使近代化年，法国化学家拉瓦锡建立燃烧现象的氧化学说，使近代化学取得了革命性的进展。学取得了革命性的进展。 1803年，英国化学家、物理学家道尔顿提出原子学说，为近代化年，英国化学家、物理学家道尔顿提出原子学说，为近代化学的发展奠定了坚实的基础。学的发
12、展奠定了坚实的基础。 1869年，俄国化学家门捷列夫发现元素周期律，把化学元素及其年，俄国化学家门捷列夫发现元素周期律，把化学元素及其化合物纳入一个统一的理论体系。化合物纳入一个统一的理论体系。 近代化学发展过程中的四个里程碑，化学始终沿着原子学说这一近代化学发展过程中的四个里程碑，化学始终沿着原子学说这一主线发展，也展现了化学发展过程中从宏观（物质、元素）到微观主线发展，也展现了化学发展过程中从宏观（物质、元素）到微观（原子），从感性（物质性质）到理性（元素周期律）这一逐步深（原子），从感性（物质性质）到理性（元素周期律）这一逐步深入的认识过程。也体现了化学是在原子、分子层次上研究物质的自入
13、的认识过程。也体现了化学是在原子、分子层次上研究物质的自然科学。然科学。 燃烧是人类最早利用的化学反应之一，人类已燃烧是人类最早利用的化学反应之一，人类已有几十万年的利用燃烧反应的历史。燃烧与我有几十万年的利用燃烧反应的历史。燃烧与我们的生活以及社会的发展有着密切的联系。们的生活以及社会的发展有着密切的联系。我国古代炼铁时的情形我国古代炼铁时的情形春秋时期，铁器已经在农业和手工业中大量使用。春秋时期，铁器已经在农业和手工业中大量使用。上海宝山钢铁公司炼铁高炉上海宝山钢铁公司炼铁高炉我国我国2003年钢产量首次突破年钢产量首次突破2亿吨。创造了亿吨。创造了世界一个国家年产钢量新记录，成为世界世界
14、一个国家年产钢量新记录，成为世界上无可置疑的第一产钢大国。上无可置疑的第一产钢大国。二、化学的发展历程二、化学的发展历程冶炼冶炼化学探究的化学探究的一般方法：一般方法：化学科学发展的几个重要历史时期：化学科学发展的几个重要历史时期：1661年年，英英国国化化学学家家、物物理理学学家家波波义义耳耳提提出出化化学学元元素的概念，标志着近代化学的诞生。素的概念，标志着近代化学的诞生。1771年年，法法国国化化学学家家拉拉瓦瓦锡锡建建立立燃燃烧烧现现象象的的氧氧化化学学说，使近代化学取得了革命性的进展。说，使近代化学取得了革命性的进展。1803年年，英英国国化化学学家家、物物理理学学家家道道尔尔顿顿提
15、提出出原原子子学学说，为近代化学的发展奠定了坚实的基础。说，为近代化学的发展奠定了坚实的基础。1869年年，俄俄国国化化学学家家门门捷捷列列夫夫发发现现元元素素周周期期律律，把把化学元素及其化合物纳入一个统一的理论体系。化学元素及其化合物纳入一个统一的理论体系。门捷列夫门捷列夫n现代：现代： 现现代代化化学学的的重重要要成成就就：从从宏宏观观向向微微观观的的深深入入研研究究中中，发发现现了了放放射射性性同同位位素素，建建立立了了现现代代量量子子化化学学理理论论、崛崛起起了了合合成成化化学学；创创立立了了高高分分子子化化学学；化化学学动动力力学学与与热热力力学学得得到到了了开开创创性性研研究究；
16、化化学学工业迅速发展；并在原子、分子水平上深入对物质进行研究；工业迅速发展；并在原子、分子水平上深入对物质进行研究； 现现代代化化学学的的研研究究手手段段不不断断提提高高，有有：X X射射线线、原原子子吸吸收收光光谱谱、红红外外光光谱谱、质质谱谱、核核磁磁共共振振和和交交叉叉分分子子束束技技术术等等。用用于于分分析析和和测测试物质结构，跟踪化学反应历程。试物质结构，跟踪化学反应历程。 现现代代化化学学的的发发展展带带动动和和促促进进了了相相关关科科学学的的进进一一步步发发展展。如如化化学学家家对对蛋蛋白白质质化化学学结结构构的的测测试试和和合合成成，使使人人们们对对生生命命过过程程有有了了更更
17、深深刻刻的的认认识识，如如近近年年来来化化学学与与生生物物科科学学共共同同揭揭示示了了生生命命的的遗遗传传物物质质DNADNA的的结结构构和和遗遗传传规规律律，使使生生命命科科学学进进入入研研究究基基因因组组成成、结结构构和和功能的新阶段。功能的新阶段。阅读教材资料在线阅读教材资料在线2020世纪诺贝尔化学奖获奖成果举例世纪诺贝尔化学奖获奖成果举例 交流与研讨交流与研讨 20 20世纪化学研究的内容和基本特征世纪化学研究的内容和基本特征在在原原子子分分子子水水平平上上继继续续深深入入对对物物质质进进行行研研究究；化化学学研研究究正正在在与其他科学领域研究相结合。与其他科学领域研究相结合。我国化
18、学对世界的贡献约约50万年前万年前 “北京猿人北京猿人”已会用火已会用火公元前公元前86千年千年 中国中国(新石器时代新石器时代)开始制陶器开始制陶器约公元前约公元前2千年千年 中国已会铸铜中国已会铸铜公元前公元前14087年年 中国发明了造纸术中国发明了造纸术公元前一世纪至公元一世纪公元前一世纪至公元一世纪 中国中国本草经本草经成书成书,书中记书中记载动物、植物、矿物、药物达载动物、植物、矿物、药物达365种种十世纪十世纪 中国中国(宋代宋代)把火药用于制造火药箭、火球等武器把火药用于制造火药箭、火球等武器1942年年 中国的侯德榜发明了联合制碱法中国的侯德榜发明了联合制碱法1965年年 中
19、国科学家合成出牛胰岛素中国科学家合成出牛胰岛素,是首次人工合成蛋白是首次人工合成蛋白质质由硅原子排列的两个汉字由硅原子排列的两个汉字-中国，由分子构成的分子齿轮中国，由分子构成的分子齿轮和分子马达，神州五号、六号飞船的发射回收。和分子马达，神州五号、六号飞船的发射回收。我国古代在化学发展方面的贡献我国古代在化学发展方面的贡献用硅原子组成的两个汉字用硅原子组成的两个汉字中国。此照片由中国科学院中国。此照片由中国科学院北京真空物理实验室提供，北京真空物理实验室提供，照片中的每一个亮点代表一照片中的每一个亮点代表一个硅原子（放大个硅原子（放大180万倍）。万倍）。神舟五号返回舱神舟五号返回舱三.化学
20、科学的探索空间1.化学家可以在微观层面上操纵分子和原子，进行分子扩展化学家可以在微观层面上操纵分子和原子，进行分子扩展以及组装分子材料、分子器件和分子机器（如碳纳米管分以及组装分子材料、分子器件和分子机器（如碳纳米管分子导线、分子开关、分子磁体、分子电路和分子计算机）子导线、分子开关、分子磁体、分子电路和分子计算机）等。等。2.利利用用现现代代化化学学技技术术，解解决决能能源源和和资资源源的的合合理理开开发发，环环境境污污染染的的治治理理等等问问题题，制制造造出出对对环环境境无无害害的的化化学学品品和和生生活活用用品品，减少对环境的污染，保护生态环境。减少对环境的污染，保护生态环境。3.化化学
21、学科科学学将将继继续续推推动动材材料料科科学学的的发发展展，创创造造各各种种新新型型功功能能材料不断丰富与人类的生存和发展息息相关的物质世界。材料不断丰富与人类的生存和发展息息相关的物质世界。4.进进一一步步在在分分子子水水平平上上了了解解疾疾病病的的病病理理，寻寻求求有有效效的的防防治治措措施，促进人类的身心健康。施，促进人类的身心健康。 化学化学是在原子、分子层次上认识是在原子、分子层次上认识物质的结构、性质，变化规律的自然科学。物质的结构、性质，变化规律的自然科学。它具有实用性和创造性，并有巨大的探索它具有实用性和创造性，并有巨大的探索空间。已成为现代科学中的空间。已成为现代科学中的 “
22、中心学科中心学科”。小小 结结 交流与研讨交流与研讨 化学科学与人类生活水平化学科学与人类生活水平的提高和人类社会的发展密切的提高和人类社会的发展密切相关，研究领域十分广泛。你相关，研究领域十分广泛。你对化学科学研究的哪些问题感对化学科学研究的哪些问题感兴趣兴趣? ?n1.走走 进进 化化 学学 科科 学学n化化 学学 科科 学学 的的形形成成和和发发展展特点特点 化学在原子、分子水平化学在原子、分子水平 研究物质的自然科学研究物质的自然科学价值价值一一门门有有创创造造性性的的一一门门有有实实用用性性的的发展发展古古代代、近近代代、现现代代探索探索永永无无止止境境 的的 空空间间认认识识分分子
23、子创创造造新新分分子子在在 微微 粒粒层层 次次 上上操操 纵纵 原原 子子 分分 子子 化学与职业化学与职业读工科大学读工科大学读理科大学读理科大学药物研究员、化工产设计员、药物研究员、化工产设计员、产品检验师等产品检验师等化学科研员、化学教师、医化学科研员、化学教师、医生师、生师、环境保护工作人员环境保护工作人员等等2.研究物质的方法和程序研究物质的方法和程序 3.化学中常用的物理量化学中常用的物理量 知识拓展知识拓展璀璨的分子明星：璀璨的分子明星：1.NH3（1909年、德国哈伯）年、德国哈伯）2.硝化甘油（硝化甘油（19世纪六十年代、瑞典诺贝尔）。世纪六十年代、瑞典诺贝尔）。3.NO（
24、1992评为明星分子。评为明星分子。 1998年三位科学家因此获诺贝尔生理学和医学奖）。年三位科学家因此获诺贝尔生理学和医学奖）。4.富勒烯富勒烯C60(1996年三位美、英科学家因此获诺贝尔奖年三位美、英科学家因此获诺贝尔奖)，此后还有碳，此后还有碳纳米管等。纳米管等。化学学科的分支和发展：化学学科的分支和发展：传统的无机化学、有机化学、传统的无机化学、有机化学、分析化学、物理化学。分析化学、物理化学。20世纪世纪50年代后发展了年代后发展了高分子化学、化学工程学、高分子化学、化学工程学、环境化学、生物化学、环境化学、生物化学、地球化学、量子化学、结构化地球化学、量子化学、结构化学等。学等。
