第1章 第1节 走近化学科学 （Word教参）-【新课程学案】2025-2026学年高中化学必修第一册（鲁科版）

本讲义聚焦“认识化学科学”核心内容，系统梳理化学科学从远古取火到现代量子化学的发展历程，明确其在原子分子水平研究物质的特征，结合青蒿素发现等案例构建“历史-本质-应用”认知支架。 资料以化学史培养科学态度与责任，如我国合成结晶牛胰岛素等成就；通过青蒿素提取微思考等设计强化科学探究与实践，题点训练渗透科学思维。课中互动提升教学效率，课后检测助力学生查漏补缺，兼顾教学与自学需求。

第1章|认识化学科学 第1节　走进化学科学 学习目标 重点难点 1.认识化学是在原子、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学科,其特征是认识物质和创造物质。 2.了解化学科学的发展历程及其趋势。 重点 1.化学科学的特征。 2.化学变化与物理变化。 难点 化学科学的特征及探索空间。 新知探究(一)——化学科学的形成与发展 化学科学的发展 远古 如何取火、保存火种 古代 烧制陶瓷、冶炼金属、酿造酒类 近代 1661年,波义耳(英国)提出化学元素的概念,标志着近代化学的诞生 1777年,拉瓦锡(法国)提出氧化学说,使近代化学取得了革命性的进展 1803年,道尔顿(英国)提出原子论,为近代化学的发展奠定了坚实的基础 1811年,阿伏加德罗(意大利)提出分子学说,系统地解决了在物质组成和原子量(现称相对原子质量)测定方面存在的混乱问题 1869年,门捷列夫(俄国)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 现代 放射性元素的发现 现代量子化学理论的建立 化学热力学与动力学的开创性研究 创造新分子的合成化学的崛起 高分子化学的创立 化学工业的快速发展 [题点多维训练] 1.判断正误(正确的打“√”,错误的打“×”)。 (1)俄国科学家门捷列夫提出了氧化学说。 (×) (2)化学研究的主要目的就是认识物质。 (×) (3)1965年,我国科学家成功地合成了结晶牛胰岛素,在世界上首次实现了蛋白质的人工合成。 (√) (4)现代化学科学研究,经历了由宏观向微观、由定性向定量、由静态向动态的不断深入。 (√) 2.下列贡献与我国科学家无关的是 (　 ) A.创立侯氏制碱法　 B.发现青蒿素 C.合成结晶牛胰岛素 D.发明元素周期表 解析:选D　俄国科学家门捷列夫制出了第一张元素周期表。 3.化学科学史上每一次重大的发现都极大地推进了科学的发展,下列对化学史的描述不正确的是 (　 ) A.侯德榜联合制碱法中制得的碱是烧碱 B.道尔顿提出了原子论 C.阿伏加德罗提出了分子学说 D.拉瓦锡提出了氧化学说 解析:选A　侯德榜联合制碱法利用反应:NaCl+NH3+H2O+CO2==NaHCO3↓+NH4Cl,先过滤出NaHCO3,将其煅烧得到Na2CO3,因此制得的碱为Na2CO3,名为纯碱,A错误;1803年,英国科学家道尔顿提出了原子论,为近代化学的发展奠定了坚实的基础,B正确;阿伏加德罗在化学上的主要贡献是提出了分子的概念,并创立了分子学说,C正确;法国化学家拉瓦锡1777年提出氧化学说,使近代化学取得了革命性的进展,D正确。 4.进入20世纪以后,化学科学经历了迅速发展的时期,取得了若干项现代化学的重大成就。下列各项中,不属于这个时期重大化学成就的是 (　 ) A.放射性元素的发现 B.现代量子化学理论的建立 C.化学工业的迅速发展 D.制陶技术的成熟 解析:选D　20世纪后化学科学进入现代化学科学的发展阶段,研究手段向精细、综合方向发展,逐渐形成了现代物质结构理论,并带动了化学工业的迅速发展,而制陶工艺属于古代实用技术。 新知探究(二)——化学科学的主要特征及探索空间　　　　　 1.化学科学的含义 化学是在原子、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学科。 2.化学科学的主要特征 从宏观和微观两个角度认识物质、以符号形式表征物质、在不同层面上创造物质。 3.化学科学的发展趋势 (1)现代化学已经成为实验与理论并重的科学。 (2)各种分析和测试物质结构、跟踪化学反应过程的技术如波谱、色谱、X射线衍射、飞秒化学、原子示踪等,成为现代化学研究的重要手段。 (3)理论计算辅以计算机模拟来研究物质的结构、预测物质的反应活性、研究反应的微观过程等,成为现代化学研究的热点。 4.先进技术手段的应用成果——抗疟新药的发现 [微思考] 屠呦呦团队用类似于熬中药或者用乙醇萃取的方法都没有分离出青蒿素,可能的原因是什么? 提示:由于水和乙醇的沸点都较高,可能是在分离青蒿素的过程中青蒿素分解导致提取失败。 5.化学科学的探索空间 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等 能源和 资源方面 使人们更加科学、合理地开发与利用资源和能源,更好地处理与生态环境保护之间的关系 材料科学 方面 使各种新型材料的制造成为可能,进一步丰富与人类的生存和发展息息相关的物质世界 生命科学 方面 使研究人员在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 信息科学 方面 指导人们研制功能各异的信息材料,为传感技术、通信技术和计算机技术提供重要的物质基础 　　[典例]　我国科学家曾利用超真空扫描隧道显微镜技术,在一块晶体硅(由硅原子构成)的表面直接移动硅原子写下“中国”两字。下列说法正确的是 (　 ) A.在以上操作中没有发生任何变化 B.该操作中包含化学变化 C.此技术说明在化学变化中原子可以再分 D.这表明我国科学的发展已进入了操纵原子的阶段 [解析]　在化学科学领域,化学家们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等。 [答案]　D |思维建模|物理变化与化学变化的判断 从宏观 上判断 有新物质生成的是化学变化,反之为物理变化 从微观 上判断 有旧化学键断裂,同时有新化学键形成的是化学变化;只有化学键断裂的不一定是化学变化,如NaCl晶体的熔化 [题点多维训练] 1.中华民族有着灿烂的文化积淀,在下列古代发明和工艺中不涉及化学变化的是 (　 ) A.孔明灯 B.用树皮、 棉、麻造纸 C.烧制彩陶 D.淘黄金 解析:选D　金的化学性质稳定,在自然界中以游离态形式存在,打捞起河里或湖里的淤泥后,用淘盘将淤泥洗去,可以得到金,没有发生化学变化,D项符合题意。 2.下列描述中不正确的是 (　 ) A.化学的特征就是认识分子和制造分子,它是一门具有创造性和实用性的科学 B.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 C.制陶及酿酒过程中,肯定发生了化学变化 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等 解析:选B　化学科学的特征为认识分子和制造分子,是一门具有创造性和实用性的科学,A项正确;化学变化可以制造分子,但不能制造原子,B项错误;制陶及酿酒过程均生成了新物质,发生了化学变化,C项正确;科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等,D项正确。 3.青蒿素的分子式为C15H22O5。从化学角度分析,下列叙述错误的是 (　 ) A.青蒿素的相对分子质量为282 B.青蒿素能燃烧生成CO2和H2O C.青蒿素的发现体现了将化学科学与医药科学综合应用的必要性 D.青蒿素的发现标志着中医药化学的研究达到了终结性高峰 解析:选D　青蒿素的相对分子质量:12×15+1×22+16×5=282,A项正确。青蒿素由碳、氢、氧三种元素组成,能燃烧生成CO2和H2O,B项正确。青蒿素既是一种化学物质,又是一种中医药的成分,青蒿素的发现体现了将化学科学与医药科学综合应用的必要性,C项正确。科学的研究和发展无止境,中医药化学亦如此,D项不正确。 4.我国科学家屠呦呦因发现了用于治疗疟疾的青蒿素而获得了诺贝尔生理学或医学奖。下列关于青蒿素的研制过程经历的正确顺序为 (　 ) ①提取有效成分　②广泛应用　③测定结构　④确定组成　⑤获得晶体　⑥合成与修饰　 ⑦研究的缘起 A.⑦①③④⑥⑤② B.⑦①⑤④③⑥② C.⑦④③①⑥⑤② D.⑦①⑤③④⑥② 解析:选B　按照化学研究实验的流程,所以顺序为研究的缘起、提取有效成分、获得晶体、确定组成、测定结构、合成与修饰、广泛应用。 5.下列属于化学科学研究范畴的是 (　 ) A.研究氢原子聚变释放巨大能量的技术 B.研究可降解高分子材料的结构与性质 C.研究更安全、更快速地量子通信技术 D.用大口径射电望远镜探寻类似地球的太阳系外行星 解析:选B　氢原子聚变属于物理科学研究的范畴,A选项不符合题意;物质的结构与性质属于化学研究的范畴,B选项符合题意;量子通信技术属于物理科学研究的范畴,C选项不符合题意;探寻类似地球的太阳系外行星属于天文学研究的范畴,D选项不符合题意。 [课时跟踪检测] 一、选择题 1.19世纪初,某科学家提出了原子论,化学物质由原子构成,原子不能被创造,也不能被毁灭,在化学变化中不能再分,这位科学家是 (　 ) A.汤姆生 B.道尔顿 C.卢瑟福 D.玻尔 解析:选B　1803年,英国科学家道尔顿提出原子论,为近代化学的发展奠定了坚实的基础。 2.景泰蓝是一种传统的手工艺品。下列制作景泰蓝的步骤中,不涉及化学变化的是 (　 ) 解析:选A　将铜丝压扁并掰成图案,并没有新的物质生成,属于物理变化,不涉及化学变化,故A选;铅丹、硼酸盐等原料化合再经过烧熔而制成不透明的或是半透明的有独特光泽的物质,该过程有新物质生成,属于化学变化,故B不选;烧制陶瓷过程有新物质生成,属于化学变化,故C不选;酸洗去污为酸与金属氧化物反应生成易溶性物质的过程,属于化学变化,故D不选。 3.下列不符合当今化学研究方向的是 (　 ) A.发现新物质 B.合成新材料 C.研究化学反应的微观过程 D.研究化学反应中的原子守恒关系 解析:选D　研究化学反应中的原子守恒关系是近代化学的研究范畴。 4.下列一定属于化学变化的是 (　 ) ①金属导电　②爆炸　③物质的燃烧 ④工业制O2　⑤铁生锈 A.②③ B.③⑤ C.②③④⑤ D.①②③④⑤ 解析:选B　金属导电过程为物理变化,①不符合题意;爆炸的过程也有可能是物理变化,②不符合题意;物质燃烧是物质发生反应的过程,一定是化学变化,③符合题意;工业制O2是物质分离的过程,不涉及化学变化,④不符合题意;铁生锈是铁与空气中的O2、H2O等反应的过程,一定是化学变化,⑤符合题意。 5.化学在生产和生活中有着重要作用。下列叙述中,与化学科学的实用性无关的是 (　 ) A.高效化肥的研制使粮食大面积增产 B.新型药品的成功研制使人类的寿命得到延长 C.台风登陆,给陆地带来了大量的降水,有利于植物的生长 D.消毒剂的使用对杀灭病毒起到了很大作用 解析:选C　A、B、D三项中分别体现了化学科学在高效化肥研制、医药研制、消毒剂制备中的实际应用,C项内容与化学无关。 6.艾哈迈德·泽维尔开创了“飞秒(10-15 s)化学”的新领域,使运用激光光谱技术观测化学反应时分子中原子的运动成为可能,你认为该技术不能观察到的是 (　 ) A.化学变化中反应物分子的分解 B.化学反应中原子的运动 C.化学变化中生成物分子的形成 D.原子核的内部结构 解析:选D　由“使运用激光光谱技术观测化学反应时分子中原子的运动成为可能”知,该技术可以观察到原子的运动,但不能观察到原子核的内部结构。 7.在科学史上,我国有许多重大的发明和发现,为现代物质文明奠定了基础。以下发明或发现属于化学史上我国对世界做出重大贡献的是 (　 ) 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—分子学说 A.①②③④⑧ B.①③⑤⑦ C.②④⑥ D.⑤⑥⑦⑧ 解析:选B　造纸、印刷技术、火药、指南针、炼铜、炼铁、炼钢、人工合成牛胰岛素等都属于我国重大的发明或发现,对世界科学的发展做出了贡献。但印刷技术、指南针与化学关联不大。 8.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.宇航员穿着我国自行设计的航天服漫步太空 C.核试验引发核危机 D.科学家研制新型药物抗击H1N1流感病毒 解析:选C　化学科学的创造性体现在发现新物质和创造自然界没有的新物质方面,EFET膜、航天服所用材料以及新型药物均属于创造性发明,核试验与化学科学的创造性无关。 9.下列各项中,主要属于化学科学研究范畴的是 (　 ) A.许多金属和合金具有低温下失去电阻的特性,即具有超导性 B.两个较轻的原子核聚合为一个较重的原子核时要释放出较大的能量,所释放的能量可用于发电 C.天然的和人为的各种电磁波干扰和有害的电磁辐射会造成电磁污染 D.某科学家利用分子组装技术研制出世界上最小的“纳米算盘”,该算盘的算珠由球形的C60分子构成 解析:选D　A、B、C中叙述的主要是物理学的研究范畴。 10.“玉兔”号月球车用Pu(质子数为94、中子数为144的原子)作为热源材料。下列说法不正确的是 (　 ) APu的应用体现了化学科学的实用性 BPu的应用体现了古代化学的重要作用 C.化学科学具有十分广阔的探索空间 D.月球车以后可能会采用更好的热源材料 解析:选B　古代化学包括人们的取火和保存火种、烧制陶瓷、冶炼金属、酿造酒类等基本实践活动,故Pu的应用体现了古代化学的重要作用的说法是错误的。 11.随着社会的发展,人类日益重视环境问题。下列做法正确的是 (　 ) A.采用“绿色化学”工艺,使原料尽可能完全转化为所需要的物质 B.大量使用农药和化肥,以提高农作物的产量 C.大量使用氟利昂作冰箱、空调的制冷剂 D.地沟油蒸馏后可以当食用油食用 解析:选A　解决环境污染的根本办法是从源头上抓起,在物质制备过程中应尽量使原料完全转化为所需物质,A项正确;大量使用农药与化肥会造成环境污染,B项错误;氟利昂的大量使用会导致地球臭氧层被破坏,C项错误;地沟油不能食用,D项错误。 12.古诗词是古人为我们留下的宝贵精神财富。下列诗句中只涉及物理变化的是 (　 ) A.野火烧不尽,春风吹又生 B.春蚕到死丝方尽,蜡炬成灰泪始干 C.粉骨碎身全不怕,要留清白在人间 D.日照香炉生紫烟 解析:选D　化学变化与物理变化的本质区别是变化后是否有新物质生成。A中的“野火烧不尽”、B中的“蜡炬成灰泪始干”都涉及物质的燃烧,都有“CO2”这种新物质生成;D中的“日照香炉生紫烟”,香炉是指香炉峰,这属于光的散射现象;C中是CaO与水、CO2反应生成新的物质。 13.化学与能源开发、环境保护、资源利用等密切相关。下列说法正确的是 (　 ) ①为提高农作物的产量和质量,应大量使用化肥和农药　②绿色化学的核心是应用化学原理从源头上减少和消除工业生产对环境的污染　③实现化石燃料清洁利用,就无需开发新能源　④垃圾是放错地方的资源,应分类回收利用 A.①② B.①③ C.①④ D.②④ 解析:选D　化肥和农药的使用可以提高农作物的产量和质量,但大量使用时会污染环境;绿色化学的核心是实现零排放;化石燃料在自然界是有限的,在利用化石燃料的同时,还应开发其他清洁新能源。 14.关于化学科学探索的意义,下列有关说法错误的是 (　 ) A.通过化学探索可提高粮食产量、缓解能源危机、合理利用资源,以保障人类的生存 B.通过化学探索可合成新物质,以提高人类的生活质量 C.通过化学探索可探明生命过程中的奥秘、合成新药物,以促进人类的身心健康 D.通过化学探索可制造出对环境无害的化学品及生活用品,完全杜绝对环境的影响 解析:选D　人类的活动不可避免会对环境造成一定的影响,不可能完全杜绝,D项错误。 15.化学工业以及那些生产医药、燃料、金属、食品、肥料乃至几乎所有其他制成品的公司实际上都依赖于化学。下列说法不正确的是 (　 ) A.化学的主要特点是在原子、分子水平上认识物质,能够生成新的分子 B.同样的反应,用的步骤少、副产品少,消耗的能量就少 C.化学家们已能够在微观层面上操纵分子和原子,组装分子材料、分子器件等 D.化学变化不但生成其他物质,而且还伴随能量的变化,如吸热、放热、发光等 解析:选B　同样的反应,用的步骤少、副产品少,消耗的能量不一定少。 二、非选择题 16.(15分)实验是研究化学的重要手段,学习和运用化学实验技能和科学探究方法,离不开实验活动,如图是有关质量守恒定律的实验,试回答下列问题: (1)在A实验中白磷　　　　　　　(填“需要”或“不需要”)足量。  (2)在实验设计上,玻璃管上方系一瘪气球的目的是_____________________________________________。  (3)甲同学用B装置探究质量守恒定律,实验步骤如下:如图将烧杯放在天平上用砝码平衡,然后倾斜烧杯使硫酸铜溶液与铁钉接触,一段时间后,再把烧杯放在天平上。 ①烧杯内反应的实验现象为__________________________________________________________________;  ②最后天平的指针　　　　(填字母)。  a.偏左　　b.偏右　　c.不偏转　　d.无法预测 (4)①乙同学用C装置研究质量守恒定律,实验步骤如下:将烧杯放在天平上用砝码平衡,然后倾斜烧杯使盐酸与碳酸钠粉末接触,一段时间后再把烧杯放在天平上,发现天平的指针　　　　,该反应　　　　(填“符合”或“不符合”)质量守恒定律。  ②若在验证质量守恒定律时,若利用有气体参加或有气体生成的化学反应来设计实验,在装置设计方面应做到　　　　　　　　　　　　。  ③从微观角度解释化学反应都符合质量守恒定律的原因_______________________________________。 解析:(1)在A实验中白磷不需要足量,因为所有的化学反应都符合质量守恒定律,实验守恒定律只需要化学反应发生即可验证;(2)在实验设计上,白磷燃烧时放热,会导致锥形瓶内气压增大,故玻璃管上方系一瘪气球的目的是缓冲气压,防止锥形瓶内气压过大导致橡皮塞弹出;(3)①烧杯内反应是铁和硫酸铜反应生成铜和硫酸亚铁,故实验现象为铁钉表面出现红色固体,溶液逐渐由蓝色变成浅绿色;②最后天平的指针不偏转,因为参加反应的各物质的质量总和等于反应生成的各物质的质量总和,该反应没有气体生成逸出,故烧杯内反应前物质的总质量等于反应后物质的总质量。 答案:(1)不需要　(2)缓冲气压,防止锥形瓶内气压过大导致橡皮塞弹出　(3)①铁钉表面出现红色固体,溶液逐渐由蓝色变成浅绿色　②c　(4)①偏右　符合　②在密闭装置内进行 ③化学反应前后原子的种类没有改变,原子的数目没有增减,原子的质量没有变化 学科网（北京）股份有限公司 $$