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第1章认识化学科学第1节走进化学科学[学习目标]1.知道化学是在原子和分子的基础上认识物质和制备物质的一门科学。2.了解化学科学的形成和发展历程，了解化学发展的基本特征和化学发展的趋势。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。知识衔接化学变化中的最小微粒和保持化学性质的微粒分别是什么？答案：原子是化学变化中的最小微粒，分子是保持物质化学性质的一种微粒。自主学习一、化学科学的实用性和创造性1．化学科学。化学科学是在原子、分子水平上研究物质的组成、结构、性质、变化、制备和应用的自然科学。研究对象：物质的组成、结构、性质、变化、制备和应用。研究层次：原子、分子水平。2．学科特征。(1)创造性的体现：制造自然界中本来就存在的物质、创造自然界不存在的具有特殊性质或功能的新物质，基本能够按照人类社会需求进行设计和制备、改造和支配自然界，创造一个新的物质世界。化学的特征是认识分子和制造分子。(2)实用性的体现：合成氨技术、新药物的研制、材料的开发、环境保护、能源的开发和利用。二、化学科学的形成和发展1．古代化学实践活动：烧制陶瓷、冶炼金属、酿造酒类等。2．近代化学发展的里程碑。年份科学家重大发现或成就作用1661年英国科学家波义耳提出化学元素的概念标志着近代化学的诞生1771年法国科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1803年英国科学家道尔顿提出原子学说奠定了近代化学发展的基础1869年俄国科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3.辉煌的现代化学时代。(1)取得了一些重大成就，如放射性元素的发现、现代量子化学理论的建立、创造新分子的合成化学的崛起、高分子化学的创立、化学热力学与动力学的开创性研究以及化学工业的迅速发展。(2)出现了各种分析技术，如X射线、原子吸收光谱、紫外和红外光谱、色谱、质谱、核磁共振等。(3)带动了生命科学等相关科学的进一步发展。4．我国化学家在化学研究中的重要成果。1965年——我国科学家人工合成牛胰岛素，是世界上首次人工合成的蛋白质。1981年——我国科学家首次人工合成核糖核酸。三、化学科学的探索空间1．微观层面上操纵分子和原子，组装分子材料、器件和机器等。2．能源和资源的合理开发、安全应用，推动材料科学的发展。3．为环境问题的解决提供保障，在分子水平上了解疾病病理。易错提醒门捷列夫发现的是元素周期律，不是元素周期表。自我检测1．20世纪，化学科学经历了迅速发展的百年，取得了若干项重大成就。下列各项中，不属于这个时期的重大化学成就的是()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答案：D2．下列对化学科学的应用叙述不正确的是()A．化学科学将继续推动材料科学的发展B．化学科学将为环境问题的解决提供有力的保障C．化学科学在了解疾病的病理方面无能为力D．化学科学使人类能够更好地利用能源和资源答案：C3．判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)。(1)为使农作物高产，大量使用化肥和农药。()(2)推广垃圾分类回收，分类存放，分类处理。()(3)加大石油、煤炭的开采速度，增加化石燃料的供应。()(4)利用化学反应研制出新药物，使许多疑难病症得到有效治疗。()答案：(1)×(2)√(3)×(4)√要点一化学科学的创造性和实用性问题1：化学科学的基本特征是什么？化学科学能够在原子、分子层次上认识物质和制备新的物质，它不但能发现新的物质，而且还能制造新的物质。(1)化学研究的对象是由原子、离子或分子等微观粒子构成的物质；(2)化学研究的主要内容是物质的组成、结构、性质、变化、制备和应用等。问题2：化学科学有哪些创造性和实用性？(1)化学科学的创造性。①发现自然界中已经存在的物质。②制造自然界中已知的物质。③创造自然界中不存在的具有特殊性质或功能的新物质。(2)化学科学的实用性。①农业——合成氨。②医疗——药物研发。③工业——材料研发。④日常生活——衣、食、住、行。[例1]当前我国农业地区产生的大量农作物秸秆将作如何处理的问题备受关注。化学科学将在能源和资源的合理开发、安全应用方面大显身手。下列处理农作物秸秆的方法中不正确的是()A．出售给工厂作工业原料B．就地焚烧制成草木灰作植物的钾肥C．应用有关化学原理制取沼气和有机肥料D．应用有关化学原理制成优质牲畜饲料思路点拨：实际生产中要注意开源节流，减少环境污染。解析：在农田里焚烧农作物秸秆有很多危害，主要体现是污染空气、引发火灾、浪费资源等。其他处理方法均正确。答案：B1．化学在人类生活中扮演着重要角色，以下做法正确的是()A．利用地沟油生产生物柴油B．将秸秆焚烧既除了害虫的虫卵又补充了土壤中的钾元素C．为改善食物的色、香、味，可向其中加入大量食品添加剂D．用废旧皮革生产食用明胶解析：焚烧秸秆污染环境；食品添加剂在规定范围内添加无害，超量有毒；废旧皮革中含有有毒物质，不可用于加工食品。答案：A要点二化学科学的形成和发展问题1：化学科学的形成和发展经历了哪些历程？化学的发展经历了古代、近代和现代等不同的时期。问题2：我国化学家在化学研究中取得了哪些重要成果？(1)1965年，人工合成的牛胰岛素是世界上第一个人工合成的、具有生理活性的蛋白质，胰岛素人工合成的成功为我国蛋白质的基础研究和实际应用开辟了广阔的前景。(2)1981年，人工全合成的酵母丙氨酸转移核糖核酸是世界上首次人工合成的核糖核酸，这项研究带动了多种核酸类药物包括抗肿瘤药物、抗病毒药物的研制和应用。(3)20世纪50年代，对抗生素药物的研究与开发结束了我国不能自己生产青霉素、链霉素类抗生素药物的历史。(4)20世纪70年代初，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。(5)20世纪80年代，开展了对新一代抗疟药——青蒿素的全合成研究。(6)20世纪90年代末，树脂糖苷的全合成和具有高抗癌活性的甾体皂甙的合成达到国际领先水平。(7)关于配合物中多重键的反应性研究达到了世界领先水平，获得了2006年国家自然科学一等奖。[例2]在科学史上中国有许多重大的发明和发现，为世界现代物质文明奠定了基础。以下发明或发现属于化学史上中国对世界有重大贡献的是()①造纸②印刷技术③火药④指南针⑤炼铜、炼铁、炼钢⑥合成有机高分子材料⑦人工合成牛胰岛素⑧提出原子—分子论学说A．①②③④⑧B．①③⑤⑦C．②④⑥D．⑤⑥⑦⑧思路点拨：抓住两个关键点：①中国的成就；②要有化学变化，即有新物质生成。解析：①②③④是中国古代的四大发明，属于化学方面的为①③；我国在商代就能冶炼青铜器，在战国时期就能炼铁及制造铁制品；1965年，我国化学家人工合成了牛胰岛素，是世界上第一个人工全合成的、具有生理活性的蛋白质。答案：B2．下列物质中，不是我国在世界上最早制取的是()A．酵母丙氨酸转移核糖核酸的人工全合成B．青霉素、链霉素的发明与生产C．黑火药的制造与应用D．牛胰岛素的人工合成解析：青霉素是由英国人弗莱明发现的。答案：B