内容正文:
第01讲 认识化学科学
学习目标
提前掌握本节核心知识,为开学学习打好基础。
思维导图
用图表整理章节逻辑,帮助建立系统化认知。
新知预习
通过预习内容初步理解新知识,培养独立思考能力。
考点精析
结合例题解析高频考点,掌握解题思路,减少开学后学习压力。
分层作业
基础达标:确保核心知识掌握,建立信心。
过关检测:提升应用能力,衔接开学后学习。
1.认识化学学科的神奇魅力;
2.能以化学史为载体初步认识化学学科的形成和发展,以及我国古代杰出的化学成就;
3.感悟化学作为中心科学的意义,体会化学对促进社会可持续发展的重要价值。
一、有趣而神奇的化学
1. 化学是研究物质的组成、结构、性质、转化及应用的自然科学。
2.实验探究:会“跳舞”的红豆
现象:烧杯中有大量的气体产生
解释:白醋和小苏打混合后生成的新物质——二氧化碳气体。持续产生的二氧化碳能推动红豆在液体中上下翻滚。
3.交流讨论:棉花燃烧实验
现象:棉花能燃烧
解释:乙醚的性质和实验操作所引发的变化,乙醚先发生燃烧,再引发棉花燃烧。
4.观察思考:烧不坏的手帕
现象:手帕燃烧,火焰熄灭后,手帕并没有被烧坏
解释:酒精的沸点很低,当手帕被“点燃”后,相比于水,酒精很容易从手帕中挥发出来燃烧掉,而大部分水仍然留在手帕上,保护着手帕。(酒精的沸点是78℃,而水沸点的是100℃。)
5.观念建构:基于实验现象展开思维
神奇的化学实验现象,可以激发我们的思考力和想象力。通过分析实验操作、实验条件和实验中出现的各种现象,我们可以展开思维,证实以前的一些猜想,或者从中发现未知的知识。
6.实验探究:探究微观粒子运动的实验
实验1现象:烧杯A中溶液变红
解释:浓氨水能使酚酞溶液变红。
实验2现象:B烧杯中的溶液变红
解释:浓氨水中挥发出来的构成氨气的微观粒子不断运动,并进入滴有酚酞的蒸馏水中,使溶液变红。
当我们走近鲜花盛开的花园时,会闻到花的香味;当我们打开酒精瓶时,会嗅到酒精的气味。这些都说明构成物质的微观粒子是在不停地运动的。
7.化学与新材料和新技术:
①生活中随处可见的用途广泛的塑料等。
②“碳海绵”全碳气凝胶:利用碳纳米管和石墨烯制备出一种世界上最轻的材料。还具有很好的隔热效能,可广泛用于建筑、航空航天等领域。
③被称为“现代世界新七大奇迹”之一的我国港珠澳桥,新材料和新技术发挥了巨大作用。如为抗击高温高湿的海洋气候环境对金属的腐蚀,我国科技人员研制出新一代高性能的防腐涂层钢筋。吊起港珠澳大桥的高性能绳索由特殊的聚乙纤维制成。这些材料都是通过化学方法和技术制成的。
④化学作为一门重要的自然科学,在过去、现在和未来都能为人类创造出许许多多新物质,满足了人类不断增长的需求。
二、历史悠久的化学
古代化学:
1.我国古代劳动人民在新石器时代就能烧制陶瓷;殷商时期就能冶炼,铸造青铜器;春秋战国时期已能熟练的掌握铁的冶炼技术,并用于各种器皿,农具,兵器的制造。 化学就是这样在人们对物质的性质及其变化的认识、探索和应用中建立和发展起来的。
2.火药——我国的四大发明之一。早在春秋中期,我国劳动人民就已发现木炭、硫黄和硝石(主要成分为硝酸钾)三种物质按一定比例混合后点燃能剧烈燃烧,为火药的发明奠定了基础。到宋代时,曾公亮和丁度所著的《武经总要》中已明确记载了三种不同性能、不同用途的火药配方,被公认是世界上最早的成熟的火药配方。
近代化学:
①英国化学家波义耳提出,化学需要通过实验收集观察到的现象和事实,从而认识物质的本性。
②法国化学家拉瓦锡建立了关于燃烧的氧化学说,运用定量实验方法研究物质及其变化。
③英国科学家道尔顿提出了近代原子学说;
④意大利科学家阿伏加德罗提出了分子学说。奠定了近代原子分子论的基础。
⑤俄国化学家门捷列夫根据元素性质递变规律,提出了元素周期律。
现代化学:
20世纪初,随着研究手段和技术的进步,科学家逐步揭示了原子、分子的结构,对化学反应规律的探索、物质结构的研究得到了快速发展。从此,化学科学进入了现代化学的发展阶段。
我国科学家贡献:
在近代化学传播和现代化学发展的过程中,我国科学家也作出了许多贡献。例如,清代著名学者徐寿参与翻译《化学鉴原》,并编写了多部化学著作,对化学知识在我国的传播起到了重要作用。
化学科学的形成和发展经历了漫长而曲折的道路。它伴随着人类文明的进步,促进了不同时代生产力的发展,是推动人类社会可持续发展的要力量。
三、促进社会发展的化学
1.化学既是一门基础的自然科学,又是一科应所性极强的实用科学,已渗透到国民经济和社会可持续发展的各个角落,涉及增强综合园力和提高人民生活质量的方方面面。在人类的发展进程中,化学创造了大量的新物质,解决了人类面临的各种危机,推动了科学技术的发展,为社会的繁荣昌盛作出了巨大贡献。
2.人类曾面临严重的粮食危机,化学家通过模拟自然固氮,发现在一定条件下,可用氮气和氢气为原料通过化学反应制得氨气,并实现氨的工业化生产。氨气可用于生产氮肥,对植物的生长具有重要作用,从而为解决人类面临的粮食危机问题作出巨大贡献。全方位夯实粮食安全根基”、“确保中国人的饭碗牢牢端在自己手上”,粮食安全是国家安全的重要基础。农业生产需要化肥、农药,其加工、生产都离不开化学科学和化学工业技术的支持。
3.人类生产生活消耗大量的化石能源,排放出大量的二氧化碳,导致温室效应加剧,化学家利用太阳能通过人工模拟光合作用,捕获大气中的二氧化碳,转化为可作为燃料或粮食的有机化合物,为人类社会的可持续发展开辟新路径。
4.新型武器的研制和武器性能的提高同样离不开化学科学。航天航空领域所需的新型高效推进剂,高强度、耐高温、老化的新型材料的开发研制也都需要化学科学支撑。现代科学技术领域中,各种具备卓越和独特性能的材料都需要化学家运用化学方法研发和制造。例如,在信息技术领域广泛应用的半导体硅片和在工业、医疗与通信技术等领域有重要应用的光导纤维均要通过化学方法制取;制造具有广泛用途的纳米材料和各种合金也需要应用化学方法。
5. 中国现代化学家
汪猷;卢嘉锡;唐敖庆;徐光宪(中国稀土之父);闵恩泽等(中国催化剂之父)。
6.化学科学在提取生物药物、研制合成药物、防治传染病、治疗疾病、保持健康和延长寿命等方面都发挥着巨大的作用。
考点1 学习化学的方法
【例1】下列选项中,全都属于我国古代化学工艺成就的是( )
A.造纸术、陶瓷、活字印刷术 B.陶瓷、黑火药、指南针
C.酿酒、青铜器、造纸 D.活字印刷术、天然气、钢铁的冶炼
【答案】C
【解析】A、造纸术、陶瓷属于我国古代化学工艺成就,但活字印刷术不属于化学工艺,A错误;
B、陶瓷、黑火药属于我国古代化学工艺成就,但指南针不属于化学工艺,B错误;
C、酿酒、青铜器、造纸属于我国古代化学工艺成就,C正确;
D、然气、钢铁的冶炼属于我国古代化学工艺成就,但活字印刷术不属于我国古代的化学工艺,D错误。
故选C
【变式1-1】实验装置如图所示,在一个厚壁玻璃筒里放一块浸有少量乙醚(乙醚极易挥发)的棉花,用力把活塞迅速下压,棉花就会立即燃烧.根据该实验现象得出的下列结论正确的是( )
A.气体比液体更容易被压缩
B.浸有少量乙醚可以降低棉花的着火点
C.活塞迅速下压,乙醚蒸气液化放出热量,使棉花燃烧
D.外界对物体做功时,物体的内能会增加
【答案】D
【解析】A、气体比液体更容易被压缩 ,与该实验现象无关,此选项错误;
B、物质的着火点是固定不变的, 此选项错误;
C、当用力压活塞时,活塞压缩玻璃筒内的空气,对空气做功,空气的内能增加,温度升高,当达到乙醚的着火点时,筒内棉花就会燃烧起来,此选项错误;
D、当用力压活塞时,活塞压缩玻璃筒内的空气,对空气做功,空气的内能增加,温度升高,当达到乙醚的着火点时,筒内棉花就会燃烧起来,此选项正确。
故选D。
【变式1-2】人类的衣、食、住、行都离不开化学。下列属于化学研究领域的是( )
A.衣物布料合成 B.冰棍冒“白气”
C.木头搭建房子 D.汽车智能驾驶
【答案】A
【解析】A、衣物布料合成涉及化学纤维(如涤纶、尼龙等)的制造,需通过化学反应合成新物质,属于化学研究领域,故A符合题意;
B、冰棍冒“白气”是水蒸气遇冷液化的物理现象,无新物质生成,属于物理研究范畴,故B不符合题意;
C、木头搭建房子是材料的物理应用,未涉及物质化学性质的改变,故C不符合题意;
D、汽车智能驾驶依赖信息技术和工程控制,与化学无关,故D不符合题意。
故选A。
考点2 化学发展史
【例2】近日,中国科学院广州地球化学研究所团队在稀土电驱开采技术方面取得新的重大进展。被称为我国“稀土之父”带领团队研发稀土分离技术的科学家是( )
A.徐寿 B.张青莲
C.闵恩泽 D.徐光宪
【答案】D
【解析】A、徐寿是中国近代化学的启蒙者,在我国近代化学发展中,积极传播化学知识,翻译了大量化学著作,并非 “稀土之父”,该选项错误;
B、张青莲是著名化学家,他在相对原子质量的测定方面作出卓越贡献,精确测定了多种元素的相对原子质量,与稀土研究无关,该选项错误;
C、闵恩泽是石油化工催化剂专家,在石油炼制催化剂等领域取得突出成就,并非专注于稀土研究,该选项错误;
D、徐光宪致力于稀土分离方法的研究,带领团队研发了一系列稀土分离技术,极大推动了我国稀土产业的发展,被誉为 “稀土之父” ,该选项正确。
故选D。
【变式2-1】我国是最大的石油加工国家,以下为炼油催化作出重要贡献的科学家是
A.闵恩泽 B.屠呦呦
C.张青莲 D.侯德榜
【答案】A
【解析】A、闵恩泽在催化剂领域取得了一系列成果,填补了我国炼油催化剂的空白,奠定了我国炼油催化剂制造技术的基础,故A正确;
B、屠呦呦发现并提取了青蒿素,故B错误;
C、张青莲教授曾主持测定了某些元素相对原子质量的新值,故C错误;
D、侯德榜发明了侯氏制碱法,对制碱工业的发展作出了贡献,故D错误。
故选A。
【变式2-2】发现了元素周期律并编制出元素周期表的科学家是( )
A.门捷列夫 B.拉瓦锡
C.张青莲 D.卢瑟福
【答案】A
【解析】A、1869年,门捷列夫发现了元素周期律,并编制出元素周期表,符合题意;
B、拉瓦锡首先通过实验得出空气是由氮气和氧气组成的结论,不符合题意;
C、张青莲教授主持测定了铟、铱、锑、铕等几种元素的相对原子质量新值,不符合题意;
D、卢瑟福做了α粒子散射实验并提出了原子核式结构模型,不符合题意。
故选A。
考点3 化学与社会发展
【例3】化学已经渗透到社会发展的各个方面,在①环境保护、②新材料的研制、③新能源的开发与利用、④生命过程的探索……领域中,与化学学科的发展密切相关的是( )
A.只有①②③ B.只有②③④
C.只有①②④ D.①②③④
【答案】D
【解析】①环境保护:化学可研究污染物的成分、性质,开发治理污染的方法和技术,如研究废气、废水处理的化学原理和方法,所以与化学学科发展密切相关;
②新材料的研制:通过化学方法合成新物质,研究物质的结构、性质与用途关系,从而研制出性能优异的新材料,像新型高分子材料、纳米材料等,离不开化学学科;
③新能源的开发与利用:研究新能源的组成、性质、转化和利用原理等都涉及化学知识,如开发氢能要研究氢气的制取、储存和利用等化学过程,与化学紧密相连;
④生命过程的探索:研究生命体内的化学反应、物质代谢等,如生物体内的酶催化反应、营养物质的转化等,都属于化学研究范畴,和化学学科发展息息相关。
综上,①②③④都与化学学科的发展密切相关,答案选 D。
【变式3-1】下列对化学的认识中错误的是( )
A.合成药物的研发和使用,保障了人体健康
B.化学使世界变得更加绚丽多彩
C.杜绝化学物品可以根治环境污染
D.化肥的合理使用提高了农作物的产量,缓解了人类粮食危机
【答案】C
【解析】A、利用化学可合成药物,以抑制细菌和病毒,能保障人体健康,所以正确;
B、利用化学可开发新能源和新材料,能改善人类的生活品质,使世界变得更加绚丽多彩,所以正确;
C、化学的发展有利于人类对环境的保护,生态环境恶化是人为破坏造成的,所以错误;
D、利用化学可生产化肥和农药,以增加粮食产量,缓解了人类粮食危机,所以正确。
故选C。
【变式3-2】化学来源于生活,应用于生活,下列图片中所体现的内容不属于化学对人类贡献的是( )
A.生产化肥用于粮食增产 B.合成药物保障人体健康
C.研制火箭的燃料促进航空航天事业的发展 D.风力发电提供电能
【答案】D
【解析】A、生产化肥用于粮食增产,属于化学研究对人类的贡献,选项正确;
B、合成药物保障人体健康,属于化学研究对人类的贡献,选项正确;
C、研制火箭的燃料促进航空航天事业的发展,属于化学研究对人类的贡献,选项正确;
D、风力发电提供电能,属于物理研究对人类的贡献,选项错误。
故选D。
基础达标
1.下列说法不正确的是( )
A.世界是由物质组成的,物质总在不断地变化
B.化学是研究物质的组成、结构、性质、制备、用途以及变化规律的科学
C.食盐不但是一种调味品,而且是一种重要的化工原料
D.化学只能研究自然界中已经存在的物质,不能创造新物质
【答案】D
【解析】A、世界是由物质构成的,物质总是在不断地运动变化的,故正确;
B、根据化学的定义回答,化学是一门研究物质的组成、结构、性质及变化规律的自然科学,故正确;
C、食盐不但是一种调味品,而且是一种重要的化工原料可用于制取氢氧化钠等,故正确;
D、化学不仅要研究自然界已经存在的物质及其变化,还要根据需要研究和创造新物质,故错误;
故选:D。
2.我国在化学基础领域取得长足发展,下列不属于化学研究范畴的是( )
A.研究物质结构的理论 B.合成结晶牛胰岛素
C.开发耐高温、高强度的合金材料 D.开发AI进行的辅助医疗
【答案】D
【解析】A、研究物质结构的理论属于化学研究范畴,选项正确;
B、合成结晶牛胰岛素是通过化学的方法生成新物质,属于化学研究范畴,选项正确;
C、开发耐高温、高强度的合金材料,属于新材料研制,属于化学研究范畴,选项正确;
D、开发AI进行的辅助医疗不属于化学研究范畴,选项错误,故选D。
3.我国古代重大发明对世界文明进程影响深远,下列发明与化学相关的是( )
A.印刷术 B.指南针
C.制火药 D.地动仪
【答案】C
【解析】A、印刷的过程中没有新物质生成,属于物理变化,不属于化学工艺范畴,与化学关系较小,不符合题意;
B、指南针在地球的磁场中受磁场力的作用,所以会一端指南一端指北,不属于化学工艺,与化学关系较小,不符合题意;
C、火药的主要成分有硫磺、木炭、硝酸钾等物质,其中的木炭是由木材隔绝空气加热制成,属于化学变化,属于化学的应用,符合题意;
D、地动仪是一种用于监测和指示地震方向的仪器,属于物理学研究范畴,与化学关系不大,不符合题意。
故选C。
4.如图所示,在烧杯A中加入10mL浓氨水,烧杯B中加入20mL蒸馏水并滴入2滴酚酞试液,用一个大烧杯把A、B两个烧杯罩在一起。下列叙述正确的是( )
A.大烧杯内壁自下而上逐渐变红
B.烧杯A中液体自上而下逐渐变红
C.烧杯B中液体自上而下逐渐变红
D.烧杯A中液体微粒在运动,烧杯B中液体微粒不运动
【答案】C
【解析】A、酚酞试液不具有挥发性,所以实验中不会看到大烧杯内壁自下而上逐渐变红,选项错误;
B、实验中,变色的是酚酞试液,氨水不变色,选项错误;
C、氨分子挥发到烧杯B中由上向下逐渐扩散形成氨水,所以看到杯B中液体自上而下逐渐变红,选项正确;
D、烧杯A、B中的微粒都在运动,选项错误,故选C。
5.2024年成都世界园艺博览会紧密围绕“公园城市美好人居”的办会主题,打造“时代特征、国际水平、中国元素、成都特色”的世界花卉园艺盛会。成都世界园艺博览会的下列事项与化学直接相关的是
A.核心建筑的设计图 B.会花芙蓉花的寓意
C.开幕式的灯光布置 D.园区饮用水的净化
【答案】D
【解析】A、核心建筑的设计图,与工程学相关,与化学无直接相关,错误;
B、会花芙蓉花的寓意,属于文化范畴,与化学无直接相关,错误;
C、开幕式的灯光布置,涉及物理学和工程技术,与化学无直接相关,错误;
D、园区饮用水的净化,涉及到水的处理过程,比如过滤、消毒、去除杂质等,与化学直接相关,正确;
故选D。
6.“时政化学”指与国家战略、社会发展紧密关联的化学领域前沿技术。现需建立“时政化学”档案并进行分类整理,下列分类中主类与子项关联性最弱的是
A.新能源——氢能储运技术
B.新材料——气凝胶在航天隔热中的应用
C.新工艺——碳中和目标下的CO2催化转化技术
D.新医药——人工智能药物分子设计平台
【答案】D
【解析】A、氢能作为一种清洁能源,其储存和运输技术直接关系到新能源的发展和应用,因此与“新能源”这一主类有很强的关联性,该选项不符合题意;
B、气凝胶是一种具有特殊性能的新材料,它在航天隔热中的应用展示了新材料在高科技领域的具体用途,这与“新材料”这一主类也有较强的关联性,该选项不符合题意;
C、CO2催化转化技术是实现碳中和目标的重要手段之一,属于化学新工艺的范畴,因此与“新工艺”这一主类的关联性较强,该选项不符合题意;
D、虽然人工智能在药物分子设计中扮演着越来越重要的角色,但它更多地属于信息技术或人工智能技术的应用范畴,而不是传统意义上的化学新工艺或新材料,该选项符合题意。
故选D。
7.2025年中国航天事业稳步迈进,下列项目主要属于化学研究领域的是( )
A.研发火箭燃料及助燃剂 B.设计地月转移轨道
C.研究人机联合探测技术 D.设计飞船舱内结构
【答案】A
【解析】A. 研发火箭燃料及助燃剂,涉及燃料成分、燃烧反应、能量释放等化学过程,属于化学研究的核心领域。符合题意;
B. 设计地月转移轨道,属于轨道力学和航天工程范畴,主要涉及物理学和数学计算。不符合题意;
C. 研究人机联合探测技术,属于人工智能、自动化控制等领域,与化学关联较小。不符合题意;
D. 设计飞船舱内结构 属于机械工程和材料科学范畴,侧重物理性能而非化学性质。不符合题意;
故选A。
8.阿司匹林已应用百年,是医药史上三大经典药物之一,具有解热、镇痛和消炎的作用。以下关于阿司匹林药物的说法中,正确的是( )
A.属于一种中草药 B.可用于治疗感冒
C.无需阅读说明书 D.可加大剂量服用
【答案】B
【解析】A、阿司匹林是通过化学合成的药物,不属于中草药,故A错误;
B、阿司匹林具有解热、镇痛的作用,感冒时常伴有发热、头痛等症状,所以可用于治疗感冒相关症状,故B正确;
C、任何药物都有其适应证、禁忌证、用法用量等重要信息,使用前必须阅读说明书,以确保用药安全和有效,故C错误;
D、药物都有一定的治疗剂量范围,加大剂量服用可能会带来严重的不良反应,甚至危及生命,不能随意加大剂量,故D错误。
故选B。
9.科学家们为人类的发展进步做出了不懈的努力。下列说法错误的是( )
A.屠呦呦研制新型抗疟药青蒿素 B.徐光宪提出了稀土分离技术
C.拉瓦锡编制第一张元素周期表 D.闵恩泽研究石油化工催化剂
【答案】C
【解析】A、屠呦呦发现了青蒿素,为世界治疗疟疾作出了巨大贡献,故选项说法正确;
B、徐光宪提出了稀土分离的全新理论,被誉为“中国稀土之父”,故选项说法正确;
C、俄国化学家门捷列夫发现元素周期律并编制第一张元素周期表,故选项说法错误;
D、闵恩泽是中国炼油催化应用科学的奠基者,研发了多种用于石油化工生产的催化剂,故选项说法正确。
10.被誉为“中国催化剂之父”的化学家是( )
A.屠呦呦 B.张青莲
C.闵恩泽 D.徐光宪
【答案】C
【解析】A、屠呦呦发现并提取了青蒿素,故选项不符合题意;
B、张青莲教授曾主持测定了某些元素相对原子质量的新值,故选项不符合题意;
C、闵恩泽在催化剂领域取得了一系列成果,填补了我国炼油催化剂的空白,奠定了我国炼油催化剂制造技术的基础,被誉为“中国催化剂之父”,故选项符合题意;
D、徐光宪在稀土领域贡献突出,故选项不符合题意;
故选C。
11.化学使世界变得更加绚丽多彩,下列图示体现化学改善人类生活的是( )
A.①② B.①③④
C.①②③④ D.①②③
【答案】C
【解析】①钢筋和水泥的制造都涉及化学工艺,高层建筑的兴建体现了新型材料对人类生活的改善;
②汽车燃料改用天然气可有效减少污染物排放,体现了化学在清洁能源领域的应用;
③人工合成的新口味食物是化学在食品加工中拓展人类食物种类和风味的实例,可以体现化学改善人类生活;
④通过化学反应合成药品,大大提高了疾病的治疗效果,可以体现化学改善人类生活。
因此①②③④均体现了化学对人类生活的改善。
故选C。
过关检测
1.2024年4月24日是第九个“中国航天日”,主题是“极目楚天,共襄星汉”。下列有关航天的课题属于化学学科研究领域的是( )
A.“长征二号F”运载火箭所需新型材料的研制与生产
B.“神舟十八号”载人飞船与天和核心舱对接
C.“嫦娥六号”探月卫星轨道的计算
D.“祝融号”火星车与“天问一号”火星探测器之间的信息传递
【答案】A
【解析】A、新型材料的研制与生产属于研究物质的结构和性质范畴,A符合题意;
B、载人飞船与天和核心舱对接不属于化学研究的范畴,B不符合题意;
C、探月卫星轨道的计算不属于化学研究的范畴,C不符合题意;
D、“祝融号”火星车与“天问一号”火星探测器之间的信息传递属于信息传递领域,不属于化学研究范畴,D不符合题意。
故选A。
2.我国的下列科技新成果,不属于化学研究范畴的是( )
A.研制高温超导材料
B.射电望远镜捕获世界最大快速射电暴
C.开发新能源
D.实现从二氧化碳到淀粉的人工合成
【答案】B
【解析】A.高温超导材料的研制属于材料化学,涉及物质结构与性能的研究,故不符合题意;
B.射电望远镜捕获射电暴属于天文学领域,研究天体现象,与化学无关,故符合题意;
C.开发新能源(如氢能、电池技术)涉及能源物质转化,属于化学范畴,故不符合题意;
D.二氧化碳合成淀粉是人工催化反应,属于合成化学研究,故不符合题意;
故选B。
3.近年来,我国科技发展日新月异,科技成果层出不穷。下列科技成果中,主要属于化学研究范畴的是( )
A.神舟十七号飞船发射轨道的设定 B.利用二氧化碳人工合成淀粉
C.DeepSeek人工智能技术研发 D.春晚跳舞机器人的研发
【答案】B
【解析】A、神舟十七号飞船发射轨道的设定,属于物理学研究的内容,不属于化学研究范畴,不符合题意;
B、利用二氧化碳人工合成淀粉,涉及物质的制备,属于化学研究范畴,符合题意;
C、DeepSeek人工智能技术研发,属于信息技术研究的内容,不属于化学研究范畴,不符合题意;
D、春晚跳舞机器人的研发,属于机械工程领域,不属于化学研究范畴,不符合题意;
故选B。
4.下列观点你认为不正确的是( )
A.化学研制新材料使人类生活更美好
B.化学的发展必然导致生态环境的恶化
C.化学学科的发展能促进人类文明的进步
D.化学在环境保护中发挥着重要的作用
【答案】B
【解析】A、化学研制新材料,改善了人们的生活质量,使人类生活更美好,不符合题意;
B、虽然化学工业可能带来污染,但并不是必然的,现在很多环保技术也是化学的成果,比如污水处理、清洁能源等,符合题意;
C、化学学科的发展,推动了医药、农业、工业等多方面的进步,能促进人类文明的进步,不符合题意;
D、化学在环境保护中发挥着重要的作用,如研发可降解材料、减少污染物排放的技术等,都是化学在环保中的应用,不符合题意。
故选B。
5.稀土是重要战略资源,有“工业的维生素”的美誉。研发稀土分离技术,打破发达国家垄断地位的中国科学家是( )
A.徐光宪 B.张青莲
C.闵恩泽 D.侯德榜
【答案】A
【解析】A、徐光宪在稀土分离领域取得卓越成就,提出了稀土分离技术,打破了发达国家在国际稀土方面的垄断,该选项符合题意;
B、张青莲测定了铟、铱、铕等原子的相对原子质量的新值,为相对原子质量的测定做出了卓越贡献,该选项不符合题意;
C、闵恩泽研发了多种用于石油化工生产的催化剂,为我国炼油催化剂制造技术奠定了基础,该选项不符合题意;
D、侯德榜发明了侯氏制碱法,该选项不符合题意。
故选A。
6.科学无止境,精神永流传。20世纪以来,我国化学基础研究取得了长足发展,我国科学家徐光宪作出的卓越贡献是( )
A.研究了空气的成分
B.研发了石油化工生产的催化剂
C.研发了稀土分离技术
D.主持测定了一些元素的相对原子质量
【答案】C
【解析】A、拉瓦锡研究了空气的成分,故A错误;
B、闵恩泽研发了石油化工生产的催化剂,是中国炼油催化应用科学的奠基者,故B错误;
C、我国科学家徐光宪作出的卓越贡献是研发了稀土分离技术,故C正确;
D、张青莲主持测定了一些元素的相对原子质量,故D错误。
故选C。
7.化学已经渗透到社会生产生活的各个领域。下列不是化学研究领域的是( )
A.软件开发 B.能源利用
C.粮食防霉 D.材料研制
【答案】A
【解析】A、软件开发主要涉及到计算机科学中的算法、编程语言等知识,侧重于逻辑和程序设计,不涉及物质的化学性质、组成、结构与变化规律,不属于化学研究领域,故A符合题意;
B、能源利用,涉及化学反应(如燃料燃烧、电池反应)和新能源开发,属于化学研究的范畴,故B不符合题意;
C、粮食防霉需要研究粮食中的成分发生的化学变化,以及使用化学药剂等防止霉变,属于化学研究的范畴,故C不符合题意;
D、材料研制,属于材料的开发和利用,属于化学研究的范畴,故D不符合题意。
故选:A。
8.下列关于“化学”的认识不正确的是( )
A.化学的发展必然带来人类生存环境的恶化
B.化学能够创造自然界不存在的新物质
C.化学能够为人类提供新能源
D.化学是研究物质的组成、结构、性质、转化及应用
【答案】A
【解析】A.通过化学的发展,人们制造高效的化肥、农药,为解决粮食危机问题作出了巨大贡献,塑料等的发明,极大的丰富了人类的物质生活,而绿色化学的兴起也使得人们对环境的保护更加重视,故A错误;
B.涤纶、聚乙烯塑料、合成橡胶等都是人类通过化学手段创造的新物质,故B正确;
C.从化石能源到新能源如太阳能、氢能、生物质能都离不开化学,故C正确;
D.化学是一门研究物质的组成、结构、性质、转化及应用的基础自然科学,故D正确。
故选:A。
9.化学科学的发展促进了人类社会的进步,化学已日益渗透到社会生活的各个方面。下列对化学学科的认识错误的是( )
A.化学的发展必然导致生态环境的恶化
B.合成药物的研发和使用,保障了人们的身体健康
C.新材料的研制和应用,提高了人们的生活品质
D.化肥的合理使用提高了农作物产量,缓解了人类粮食危机
【答案】A
【解析】A、化学的发展有利于人类对环境的保护,生态环境恶化是人为破坏造成的,所以错误;
B、利用化学可合成药物,以抑制细菌和病毒,能保障人体健康,所以正确;
C、利用化学可开发新能源和新材料,能改善人类的生活品质,所以正确;
D、利用化学可生产化肥和农药,以增加粮食产量,缓解了人类粮食危机,所以正确。
故选A。
10.化学界所研究的课题很多,其中有:①研制快速降解塑料,减少白色污染;②新型高效药品的开发;③合成高效化肥;④合成人造皮肤;⑤研制植物营养液进行无土栽培,达到高产;⑥消除汽车有害尾气;请将以上问题归类,并把其序号填在相应的横线上。
(1)健康问题 ;
(2)粮食问题 ;
(3)环境问题 。
【答案】(1)②④
(2)③⑤
(3)①⑥
【解析】(1)健康问题涉及的内容包括六大营养素、化学元素与健康的关系、食品安全、服药治病等,②开发新型高效药品的开发有利于治疗疾病,保障人体健康;④合成人造皮肤,利用治疗疾病;
(2)粮食问题主要涉及农药化肥的施用和生产,③合成高效化肥,有利于增加粮食产量;⑤研制植物营养液进行无土栽培,能增加粮食、蔬菜产量;
(3)环境问题主要指空气污染、水污染、土壤污染等方面,①研制快速可降解塑料等化工产品再利用的途径,可减少白色污染,⑥消除汽车有害尾气,可减少空气污染。
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第01讲 认识化学科学
学习目标
提前掌握本节核心知识,为开学学习打好基础。
思维导图
用图表整理章节逻辑,帮助建立系统化认知。
新知预习
通过预习内容初步理解新知识,培养独立思考能力。
考点精析
结合例题解析高频考点,掌握解题思路,减少开学后学习压力。
分层作业
基础达标:确保核心知识掌握,建立信心。
过关检测:提升应用能力,衔接开学后学习。
1.认识化学学科的神奇魅力;
2.能以化学史为载体初步认识化学学科的形成和发展,以及我国古代杰出的化学成就;
3.感悟化学作为中心科学的意义,体会化学对促进社会可持续发展的重要价值。
一、有趣而神奇的化学
1. 化学是研究物质的 、 、 、 及 的自然科学。
2.实验探究:会“跳舞”的红豆
现象:烧杯中有大量的 产生
解释:白醋和小苏打混合后生成的 ——二氧化碳气体。持续产生的二氧化碳能推动红豆在液体中上下翻滚。
3.交流讨论:棉花燃烧实验
现象:棉花能燃烧
解释:乙醚的 和 所引发的变化, 先发生燃烧,再引发棉花燃烧。
4.观察思考:烧不坏的手帕
现象:手帕燃烧,火焰熄灭后,手帕并没有被烧坏
解释:酒精的 很低,当手帕被“点燃”后,相比于水,酒精很容易从手帕中挥发出来燃烧掉,而大部分水仍然留在手帕上,保护着手帕。(酒精的沸点是78℃,而水沸点的是100℃。)
5.观念建构:基于实验现象展开思维
神奇的化学实验现象,可以激发我们的思考力和想象力。通过分析 、 和实验中出现的 ,我们可以展开思维,证实以前的一些猜想,或者从中发现未知的知识。
6.实验探究:探究微观粒子运动的实验
实验1现象:烧杯A中溶液变红
解释: 。
实验2现象:B烧杯中的溶液变红
解释: 。
当我们走近鲜花盛开的花园时,会闻到花的香味;当我们打开酒精瓶时,会嗅到酒精的气味。这些都说明构成物质的微观粒子是 。
7.化学与新材料和新技术:
①生活中随处可见的用途广泛的 等。
②“碳海绵”全碳气凝胶:利用碳纳米管和石墨烯制备出一种世界上最 的材料。还具有很好的 效能,可广泛用于 、 等领域。
③被称为“现代世界新七大奇迹”之一的我国港珠澳桥,新材料和新技术发挥了巨大作用。如为抗击高温高湿的海洋气候环境对金属的 ,我国科技人员研制出新一代高性能的防腐涂层钢筋。吊起港珠澳大桥的高性能绳索由特殊的 制成。这些材料都是通过化学方法和技术制成的。
④化学作为一门重要的自然科学,在过去、现在和未来都能为人类创造出许许多多 ,满足了人类不断增长的需求。
二、历史悠久的化学
古代化学:
1.我国古代劳动人民在新石器时代就能 ;殷商时期就能冶炼,铸造 ;春秋战国时期已能熟练的掌握 ,并用于各种器皿,农具,兵器的制造。 化学就是这样在人们对物质的性质及其变化的认识、探索和应用中建立和发展起来的。
2.火药——我国的四大发明之一。早在春秋中期,我国劳动人民就已发现 、 和 (主要成分为硝酸钾)三种物质按一定比例混合后点燃能剧烈燃烧,为火药的发明奠定了基础。到宋代时,曾公亮和丁度所著的《武经总要》中已明确记载了三种不同性能、不同用途的火药配方,被公认是世界上最早的成熟的火药配方。
近代化学:
①英国化学家 提出,化学需要通过实验收集观察到的现象和事实,从而认识物质的本性。
②法国化学家 建立了关于燃烧的氧化学说,运用定量实验方法研究物质及其变化。
③英国科学家 提出了近代原子学说;
④意大利科学家 提出了分子学说。奠定了近代原子分子论的基础。
⑤俄国化学家 根据元素性质递变规律,提出了 。
现代化学:
20世纪初,随着研究手段和技术的进步,科学家逐步揭示了 、 的结构,对化学反应规律的探索、物质结构的研究得到了快速发展。从此,化学科学进入了现代化学的发展阶段。
我国科学家贡献:
在近代化学传播和现代化学发展的过程中,我国科学家也作出了许多贡献。例如,清代著名学者 参与翻译《化学鉴原》,并编写了多部化学著作,对化学知识在我国的传播起到了重要作用。
化学科学的形成和发展经历了漫长而曲折的道路。它伴随着人类文明的进步,促进了不同时代 的发展,是推动人类社会可持续发展的要力量。
三、促进社会发展的化学
1.化学既是一门基础的自然科学,又是一科应所性极强的实用科学,已渗透到国民经济和社会可持续发展的各个角落,涉及增强综合园力和提高人民生活质量的方方面面。在人类的发展进程中,化学创造了大量的 ,解决了人类面临的各种危机,推动了科学技术的发展,为社会的繁荣昌盛作出了巨大贡献。
2.人类曾面临严重的粮食危机,化学家通过模拟 ,发现在一定条件下,可用 和 为原料通过化学反应制得氨气,并实现氨的工业化生产。氨气可用于生产 ,对植物的生长具有重要作用,从而为解决人类面临的粮食危机问题作出巨大贡献。全方位夯实粮食安全根基”、“确保中国人的饭碗牢牢端在自己手上”,粮食安全是国家安全的重要基础。农业生产需要 、 ,其加工、生产都离不开化学科学和化学工业技术的支持。
3.人类生产生活消耗大量的 ,排放出大量的 ,导致 加剧,化学家利用太阳能通过人工模拟 ,捕获大气中的二氧化碳,转化为可作为燃料或粮食的有机化合物,为人类社会的可持续发展开辟新路径。
4.新型武器的研制和武器性能的提高同样离不开 。航天航空领域所需的新型高效推进剂,高强度、耐高温、老化的新型材料的开发研制也都需要化学科学支撑。现代科学技术领域中,各种具备卓越和独特性能的材料都需要化学家运用化学方法研发和制造。例如,在信息技术领域广泛应用的 和在工业、医疗与通信技术等领域有重要应用的 均要通过化学方法制取;制造具有广泛用途的纳米材料和各种合金也需要应用化学方法。
5. 中国现代化学家
汪猷;卢嘉锡;唐敖庆;徐光宪(中国 之父);闵恩泽等(中国 之父)。
6.化学科学在提取生物药物、研制合成药物、防治传染病、治疗疾病、保持健康和延长寿命等方面都发挥着巨大的作用。
考点1 学习化学的方法
【例1】下列选项中,全都属于我国古代化学工艺成就的是( )
A.造纸术、陶瓷、活字印刷术 B.陶瓷、黑火药、指南针
C.酿酒、青铜器、造纸 D.活字印刷术、天然气、钢铁的冶炼
【变式1-1】实验装置如图所示,在一个厚壁玻璃筒里放一块浸有少量乙醚(乙醚极易挥发)的棉花,用力把活塞迅速下压,棉花就会立即燃烧.根据该实验现象得出的下列结论正确的是( )
A.气体比液体更容易被压缩
B.浸有少量乙醚可以降低棉花的着火点
C.活塞迅速下压,乙醚蒸气液化放出热量,使棉花燃烧
D.外界对物体做功时,物体的内能会增加
【变式1-2】人类的衣、食、住、行都离不开化学。下列属于化学研究领域的是( )
A.衣物布料合成 B.冰棍冒“白气”
C.木头搭建房子 D.汽车智能驾驶
考点2 化学发展史
【例2】近日,中国科学院广州地球化学研究所团队在稀土电驱开采技术方面取得新的重大进展。被称为我国“稀土之父”带领团队研发稀土分离技术的科学家是( )
A.徐寿 B.张青莲
C.闵恩泽 D.徐光宪
【变式2-1】我国是最大的石油加工国家,以下为炼油催化作出重要贡献的科学家是
A.闵恩泽 B.屠呦呦
C.张青莲 D.侯德榜
【变式2-2】发现了元素周期律并编制出元素周期表的科学家是( )
A.门捷列夫 B.拉瓦锡
C.张青莲 D.卢瑟福
考点3 化学与社会发展
【例3】化学已经渗透到社会发展的各个方面,在①环境保护、②新材料的研制、③新能源的开发与利用、④生命过程的探索……领域中,与化学学科的发展密切相关的是( )
A.只有①②③ B.只有②③④
C.只有①②④ D.①②③④
【变式3-1】下列对化学的认识中错误的是( )
A.合成药物的研发和使用,保障了人体健康
B.化学使世界变得更加绚丽多彩
C.杜绝化学物品可以根治环境污染
D.化肥的合理使用提高了农作物的产量,缓解了人类粮食危机
【变式3-2】化学来源于生活,应用于生活,下列图片中所体现的内容不属于化学对人类贡献的是( )
A.生产化肥用于粮食增产 B.合成药物保障人体健康
C.研制火箭的燃料促进航空航天事业的发展 D.风力发电提供电能
基础达标
1.下列说法不正确的是( )
A.世界是由物质组成的,物质总在不断地变化
B.化学是研究物质的组成、结构、性质、制备、用途以及变化规律的科学
C.食盐不但是一种调味品,而且是一种重要的化工原料
D.化学只能研究自然界中已经存在的物质,不能创造新物质
2.我国在化学基础领域取得长足发展,下列不属于化学研究范畴的是( )
A.研究物质结构的理论 B.合成结晶牛胰岛素
C.开发耐高温、高强度的合金材料 D.开发AI进行的辅助医疗
3.我国古代重大发明对世界文明进程影响深远,下列发明与化学相关的是( )
A.印刷术 B.指南针
C.制火药 D.地动仪
4.如图所示,在烧杯A中加入10mL浓氨水,烧杯B中加入20mL蒸馏水并滴入2滴酚酞试液,用一个大烧杯把A、B两个烧杯罩在一起。下列叙述正确的是( )
A.大烧杯内壁自下而上逐渐变红
B.烧杯A中液体自上而下逐渐变红
C.烧杯B中液体自上而下逐渐变红
D.烧杯A中液体微粒在运动,烧杯B中液体微粒不运动
5.2024年成都世界园艺博览会紧密围绕“公园城市美好人居”的办会主题,打造“时代特征、国际水平、中国元素、成都特色”的世界花卉园艺盛会。成都世界园艺博览会的下列事项与化学直接相关的是
A.核心建筑的设计图 B.会花芙蓉花的寓意
C.开幕式的灯光布置 D.园区饮用水的净化
6.“时政化学”指与国家战略、社会发展紧密关联的化学领域前沿技术。现需建立“时政化学”档案并进行分类整理,下列分类中主类与子项关联性最弱的是
A.新能源——氢能储运技术
B.新材料——气凝胶在航天隔热中的应用
C.新工艺——碳中和目标下的CO2催化转化技术
D.新医药——人工智能药物分子设计平台
7.2025年中国航天事业稳步迈进,下列项目主要属于化学研究领域的是( )
A.研发火箭燃料及助燃剂 B.设计地月转移轨道
C.研究人机联合探测技术 D.设计飞船舱内结构
8.阿司匹林已应用百年,是医药史上三大经典药物之一,具有解热、镇痛和消炎的作用。以下关于阿司匹林药物的说法中,正确的是( )
A.属于一种中草药 B.可用于治疗感冒
C.无需阅读说明书 D.可加大剂量服用
9.科学家们为人类的发展进步做出了不懈的努力。下列说法错误的是( )
A.屠呦呦研制新型抗疟药青蒿素 B.徐光宪提出了稀土分离技术
C.拉瓦锡编制第一张元素周期表 D.闵恩泽研究石油化工催化剂
10.被誉为“中国催化剂之父”的化学家是( )
A.屠呦呦 B.张青莲
C.闵恩泽 D.徐光宪
11.化学使世界变得更加绚丽多彩,下列图示体现化学改善人类生活的是( )
A.①② B.①③④
C.①②③④ D.①②③
过关检测
1.2024年4月24日是第九个“中国航天日”,主题是“极目楚天,共襄星汉”。下列有关航天的课题属于化学学科研究领域的是( )
A.“长征二号F”运载火箭所需新型材料的研制与生产
B.“神舟十八号”载人飞船与天和核心舱对接
C.“嫦娥六号”探月卫星轨道的计算
D.“祝融号”火星车与“天问一号”火星探测器之间的信息传递
2.我国的下列科技新成果,不属于化学研究范畴的是( )
A.研制高温超导材料
B.射电望远镜捕获世界最大快速射电暴
C.开发新能源
D.实现从二氧化碳到淀粉的人工合成
3.近年来,我国科技发展日新月异,科技成果层出不穷。下列科技成果中,主要属于化学研究范畴的是( )
A.神舟十七号飞船发射轨道的设定 B.利用二氧化碳人工合成淀粉
C.DeepSeek人工智能技术研发 D.春晚跳舞机器人的研发
4.下列观点你认为不正确的是( )
A.化学研制新材料使人类生活更美好
B.化学的发展必然导致生态环境的恶化
C.化学学科的发展能促进人类文明的进步
D.化学在环境保护中发挥着重要的作用
5.稀土是重要战略资源,有“工业的维生素”的美誉。研发稀土分离技术,打破发达国家垄断地位的中国科学家是( )
A.徐光宪 B.张青莲
C.闵恩泽 D.侯德榜
6.科学无止境,精神永流传。20世纪以来,我国化学基础研究取得了长足发展,我国科学家徐光宪作出的卓越贡献是( )
A.研究了空气的成分
B.研发了石油化工生产的催化剂
C.研发了稀土分离技术
D.主持测定了一些元素的相对原子质量
7.化学已经渗透到社会生产生活的各个领域。下列不是化学研究领域的是( )
A.软件开发 B.能源利用
C.粮食防霉 D.材料研制
8.下列关于“化学”的认识不正确的是( )
A.化学的发展必然带来人类生存环境的恶化
B.化学能够创造自然界不存在的新物质
C.化学能够为人类提供新能源
D.化学是研究物质的组成、结构、性质、转化及应用
9.化学科学的发展促进了人类社会的进步,化学已日益渗透到社会生活的各个方面。下列对化学学科的认识错误的是( )
A.化学的发展必然导致生态环境的恶化
B.合成药物的研发和使用,保障了人们的身体健康
C.新材料的研制和应用,提高了人们的生活品质
D.化肥的合理使用提高了农作物产量,缓解了人类粮食危机
10.化学界所研究的课题很多,其中有:①研制快速降解塑料,减少白色污染;②新型高效药品的开发;③合成高效化肥;④合成人造皮肤;⑤研制植物营养液进行无土栽培,达到高产;⑥消除汽车有害尾气;请将以上问题归类,并把其序号填在相应的横线上。
(1)健康问题 ;
(2)粮食问题 ;
(3)环境问题 。
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