开学第一课-【化学优课PPT】2025-2026学年高中化学必修第一册同步PPT课件（人教版2019）

nullnull开学第一课 化学优课PPT 从长安荔枝到现代科技 探寻化学在中华文明中的传承与创新 当唐朝的荔枝遇见民国的银盐，化学成为连接古今文明的神奇纽带。今天，让我们一起走进化学的奇妙世界，探索分子背后的无穷奥秘 1 热映电影中的化学奥秘 🎬 《长安的荔枝》 导演：大鹏 主演：白客、庄达菲、雷佳音 改编自马伯庸同名小说，讲述唐朝快递员李善德为杨贵妃运送荔枝的故事 🎬 《南京照相馆》 导演：申奥 主演：刘昊然、王传君、高叶 展现1930年代南京照相馆见证历史变迁的故事 你们知道荔枝保鲜和照片成像背后隐藏着什么化学原理吗？ "同学们看过这些电影吗？你们知道荔枝保鲜和照片成像背后隐藏着什么化学原理吗？" 2 目 录 01 古韵今辉：从荔枝保鲜到现代科技 未来展望：化学改变世界 04 02 化学传承：中华文明中的化学智慧 03 时代使命：新时代化学人的责任 古韵今辉 开学第一课 古韵今辉 唐玄宗为杨贵妃"一骑红尘妃子笑，无人知是荔枝来" 古代如何保鲜荔枝？ 背后蕴含的化学原理是什么？ 从"长安的荔枝"说起 古韵今辉 开学第一课 荔枝保鲜的化学秘密 古代智慧 低温保存：降低酶活性，减缓腐败 密封储存：隔绝氧气，防止氧化 冰块保鲜：物态变化吸热原理 化学原理 酶催化反应速率与温度的关系 氧化还原反应机理 相变焓与能量转换 6 古韵今辉 开学第一课 现代保鲜技术 从古代到现代的技术跨越 气调保鲜：控制O₂、CO₂浓度 臭氧保鲜：O₃的强氧化性杀菌 涂膜保鲜：高分子材料应用 辐照保鲜：电离辐射技术 传承与创新，古人智慧与现代科技的完美结合 化学传承 中华文明中的化学瑰宝 炼丹术：化学实验的先驱 制陶瓷：硅酸盐化学的应用 造纸术：纤维素化学反应 火药：氧化还原反应的杰作 化学传承 开学第一课 炼丹术与现代化学 古代炼丹术中的化学反应： 汞的化合物制备 硫化反应 金属冶炼 现代应用： 材料科学 药物合成 催化剂研究 从神秘到科学的转变 9 化学传承 开学第一课 陶瓷工艺的化学奥秘 化学反应过程： 高岭土 → Al₂O₃·2SiO₂·2H₂O 高温煅烧：脱水、重结晶 釉料反应：硅酸盐形成 现代意义： 先进陶瓷材料、航空航天应用 千年瓷都的科学密码 化学传承 开学第一课 关键化学过程： 纤维素分离：C₆H₁₀O₅ 木质素去除：有机化学反应 纸张成型：氢键作用 现代发展： 绿色造纸、纳米纸张材料 造纸术的化学原理 文明传播的化学基础 化学传承 开学第一课 黑火药反应： 2KNO₃ + S + 3C → K₂S + N₂ + 3CO₂ 现代火箭推进剂： 液体推进剂：N₂O₄ + 肼类 固体推进剂：高氯酸铵体系 火药与现代推进剂 从黑火药到航天动力 化学传承 开学第一课 胶片成像原理： 卤化银感光：AgBr → Ag + Br 显影过程：还原反应 定影过程：络合反应 数字时代的传承： 化学记录历史，见证时代变迁 南京照相馆的化学魅力 光与化学的完美邂逅 化学传承 开学第一课 黑白摄影： AgBr + 光 → Ag + Br⁻ 显影剂：对苯二酚等 彩色摄影： 多层乳剂结构 偶合剂化学反应 色彩再现机理 照相技术的化学演进 从黑白到彩色的化学革命 时代使命 时代使命 开学第一课 国家战略需求 碳达峰、碳中和 新能源发展 生物医药创新 新材料研发 新时代学化学的责任担当 青年使命： 用化学智慧服务国家发展大局 时代使命 开学第一课 关键技术： CO₂捕获与转化 氢能制备与储存 新型电池材料 绿色催化剂 化学反应示例： CO₂ + 4H₂ → CH₄ + 2H₂O (催化转化) 碳中和与化学贡献 绿色化学助力美丽中国 时代使命 开学第一课 锂电池化学： 正极：LiFePO₄、NCM等 负极：石墨、硅材料 电解质：有机溶剂体系 太阳能电池： 硅基材料、钙钛矿材料 新能源材料化学 能源革命的化学动力 时代使命 开学第一课 药物化学发展： 分子设计与合成 天然产物化学 生物化学药物 抗疫贡献： 疫苗研发、药物合成中的化学原理 生物医药中的化学 守护人民健康的化学力量 时代使命 开学第一课 前沿材料： 石墨烯：碳的新形态 量子点：纳米化学 超导材料：电子结构化学 智能材料：分子响应机制 新材料化学前沿 材料强国的化学支撑 时代使命 开学第一课 化学工业贡献： 基础化工原料 精细化学品 新材料产业 绿色化工技术 大国重器： 化学工程装备、催化剂技术 中国制造与化学工业 从制造大国到制造强国 未来展望 未来展望 开学第一课 前沿方向： 人工智能 + 化学 合成生物学 分子机器 量子化学计算 化学改变世界的无限可能 未来展望 开学第一课 应用领域： 新药发现与设计 材料性能预测 反应条件优化 催化剂筛选 实例： AlphaFold预测蛋白质结构 AI助力化学研究 未来展望 开学第一课 核心技术： DNA合成与编辑 代谢工程 人工细胞设计 生物制造 应用前景： 绿色化工、个性化医疗 化学与生物的深度融合 未来展望 开学第一课 分子马达： 设计原理 合成方法 应用潜力 未来应用： 纳米医疗、分子计算机 诺贝尔奖的启示——分子机器化学 未来展望 开学第一课 计算化学发展： 密度泛函理论 分子动力学模拟 量子化学计算 实际意义： 减少实验成本，加速发现过程 量子化学计算——理论指导实践的新高度 未来展望 开学第一课 12条绿色化学原则： 预防废物产生 原子经济性 减少有毒化学品 设计更安全化学品 ... 实践案例： 生物基材料、循环化学 化学与可持续发展——绿色化学理念 未来展望 开学第一课 国际合作： 气候变化应对 环境污染治理 疾病防控合作 技术标准统一 中国贡献： "一带一路"化学技术输出 全球视野下的化学——构建人类命运共同体 致亲爱的同学们 希望你们： 怀着好奇心探索化学奥秘 用化学知识服务社会发展 在实践中培养创新精神 成为新时代的化学人才 与你们共同成长，见证化学之美 开学第一课 化学优课PPT 化学改变世界，世界因你精彩 新学期，新起点，新征程！ "化学给人以知识，化学史给人以智慧。" 让我们一起在化学的海洋中遨游， 用化学的力量点亮未来！ 33 Lavf60.16.100 Packed by Bilibili XCoder v2.0.2 Lavf60.16.100 Packed by Bilibili XCoder v2.0.2 $$2024年诺贝尔化学奖揭晓，美国科学家大卫贝克获得了一半奖金，以表彰他在蛋白质结构设计领域所做的开创性贡献。另一半则共同授予英国科学家德米斯哈萨比斯和美国科学家约翰江珀，以表彰他俩在蛋白质结构预测方面所做的贡献。大卫贝克开发的罗塞塔软件能够根据氨基酸序列预测蛋白质结构，而德米斯、哈萨米斯和约翰江珀领导的deep mind团队开发的alpha fold软件则利用人工智能技术在蛋白质结构预测上实现了突破，alpha fold 2能准确预测98.5%的人类蛋白质结构，而alpha FO3以前所未有的精确度预测了几乎所有的生命分子，包括蛋白质DNA和RNA的三维结构以及它们之间的相互作用模式。这些进步对药物研发等领域有巨大潜力，但人工智能目前仍不能完全替代科学家，特别是在处理蛋白质的复杂性质和功能上。今年的诺贝尔奖显示了科学研究正从简单的因果关系转向探索复杂系统。 nullnull在20世纪初，像鸟一样在天空中飞翔一直是孩子们的梦想。大自然的奇迹如此神奇，以至于人们曾认为莱特兄弟是疯了。如今，我们认为从一个地方飞到另一个地方是稀松平常的事。然而，我认为这只是我们开始探索大自然潜力的表面。随着过去的生物学家们更加仔细的观察，他们发现鸟是由细胞组成的，细胞由细胞器组成，细胞器由生物分子组成。这些分子并不像许多人所误认为的那样处于静止状态，他们以复杂且迷人的方式运动，他们分解、重组，甚至可以在没有任何外部干预的情况下自我复制。归根到底，正是这些生物分子的活动使生命成为可能。作为疯狂的科学家，我们问自己，如果我们能为自己利用这种力量呢？有许多科学领域正在试图做到这一点，有些人研究单个分子，而其他人则试图让现有的系统按照我们的意愿**纵。但我想强调的是你试图构建自己版本的这些分子机器的领域。具体来说，设想你是20世纪末的一名科学家，试图模仿分子存储信息的方式。在我们的眼睛中有视网膜，这是一种在光照下激活并向大脑传递信号的分子。当光罩消失后，它会在一段时间后关闭。这种开启和关闭的行为实际上可以被看作是一种短期记忆的形式。你希望能在你的眼睛之外获取并利用这种能力。这一切都与光的性质和分子中的双键有关，这是我们在本课程中肯定会探讨的内容。你可能会遇到的一个问题是，如果你将分子从其自然环境中取出，它就不再起作用了。因此在你探究这个问题时，尝试了不同的变体。通过向双键添加或移除化学基团，每次实验都带来了不同的有趣的结果，其中一些是成功的，有些则不尽人意。直到可能在某个偶然的时刻，你合成出了这种特别的分子。它不仅能在开和关之间切换，还有一个特殊的性质，那就是它能围绕自身进行旋转。这实在太神奇了，在当时从未有人制造过这样的东西。但这种分子有一个问题，尽管它能旋转，但完成一次旋转需要长达1个小时。为了解决这个问题，你开始更深入地研究这种分子的工作原理。你采取的一种方法是从能量的视角来抽象化的描述分子旋转的过程。这种分子无法自行旋转，它需要先打破双键才能旋转到下一个阶段。打破这个键就像越过山丘一样，就需要消耗能量。如果不投入能量，就无法跨越这座山，自然就无法打破这个剑，这就是热力学在这里的作用。他告诉你这个反应不能无成本的发生，你必须为它提供能量。在这种情况下，所需的能量来自于光。但要从第二阶段进入到第三阶段，你会发现这种分子有些阻碍自身的倾向，因此它确实需要一点推动才能继续向前，这可以通过将分子加热到20摄氏度来实现，然后反向步骤与激发和加热过程大致相似，但是热的这一步骤是马达运行缓慢的主要原因。这就是动力学的角色，你正在试图改变这个反应的速度，所以你在思考，既然他需要越过这座山才能进入下一个阶段，有没有可能让这座山变得更小一些呢？这座能量山受到许多因素的影响，其中之一与分子内部两部分之间的相互挤压有关。那么我们为什么不设计一个既保持其功能又不那么推挤的马达呢？经过无数次迭代和修改，你最终成功的将这个马达的旋转速度从每小时一次提升到了每纳秒一次。这就是动力学的精髓。修改反应设置或分子本身，以便按照你的意愿控制反应速率，这不是很令人兴奋吗？当然，更令人振奋的是，我在这里讲述的故事是基于荷兰化学家本法瑞纳的真实经历，他因为与他的实验室团队共同取得的重大发现而在2016年荣获了诺贝尔化学奖。这是一个非常激动人心的故事，不是吗？但它也让我们需要退后一步，问问自己，我们为什么要发明这些马达？我的回答是，这就像整个莱特兄弟的故事，没人知道飞机的发明会带来我们现在习以为常的乘坐波音747的经历。这就是科学的魅力所在，它并不总是针对某个特定的实际应用，科学家们只是观察到了生物，然后想，但那看起来很有趣。对他们来说，尝试复制这些生物肯定是一个有趣的挑战。即便这一切都只是为了好玩和实验，但你会发现分子马达在医学数字显示屏乃至更多疯狂的领域都有广泛的应用，甚至有基于这种马达设计的纳米钻头，它可以像穿刺癌细胞一样穿透细胞。这就是我希望你们从这门课程中学到的，我希望你们对所有的应用感到兴奋，无论是前沿的纳米马达技术，还是像阿司匹林这样日常生活中常见的科学。但在此之后，我更希望你们能留下来，深入了解全球科学家们正在进行的创新和发现。可能正是你通过游戏发现新事物和学习新知识将改变世界。好了，今天的节目就先到这里了，我们下期见。