魯科版必修1、2精編教學(xué)案及強(qiáng)化練習(xí)

——走進(jìn)化學(xué)科學(xué)

第1課  走進(jìn)化學(xué)科學(xué)

（建議1課時(shí)完成）

[課程目標(biāo)]

1．了解化學(xué)研究的對(duì)象和內(nèi)容。

2．了解化學(xué)發(fā)展的基本歷程以及20世紀(jì)化學(xué)發(fā)展的基本特征、21世紀(jì)的發(fā)展趨勢(shì)，認(rèn)識(shí)現(xiàn)代化學(xué)作為中心學(xué)科在科學(xué)技術(shù)中的地位。

3．理解并掌握物質(zhì)的物理性質(zhì)、化學(xué)性質(zhì)的概念，能辨別常見(jiàn)的物理變化與化學(xué)變化。

4．掌握常見(jiàn)的化學(xué)用語(yǔ)

[要點(diǎn)精析]

一、化學(xué)的研究對(duì)象和內(nèi)容、特征

1. 研究的對(duì)象和內(nèi)容：

在原子、分子水平上研究物質(zhì)的組成、結(jié)構(gòu)、性質(zhì)、變化、制備和應(yīng)用等。

2. 特征：

（1）以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)認(rèn)識(shí)分子、制造分子。

（2）具有創(chuàng)造性、實(shí)用性：

①為人類(lèi)的生產(chǎn)、生活提供功能各異的大量的物質(zhì)基礎(chǔ)。

它幫助我們發(fā)現(xiàn)、認(rèn)識(shí)、提取、制造自然界已有的物質(zhì)，根據(jù)我們的需要，設(shè)計(jì)、創(chuàng)造自然界不存在的物質(zhì)，。通過(guò)化學(xué)家們的努力，現(xiàn)在發(fā)現(xiàn)和創(chuàng)造的化合物已經(jīng)超過(guò)3500萬(wàn)種。

②已深入到人類(lèi)生活的各個(gè)方面，沒(méi)有化學(xué)，就沒(méi)有現(xiàn)代人類(lèi)生活。

為充分有效地利用能源、資源、保護(hù)環(huán)境，為解決人類(lèi)饑餓、貧窮、疾病，為改善和豐富人類(lèi)生活的各個(gè)方面作出了重要貢獻(xiàn)。

二、化學(xué)發(fā)展的基本歷程以及20世紀(jì)化學(xué)發(fā)展的基本特征、21世紀(jì)的發(fā)展趨勢(shì)

1、基本歷程：

人類(lèi)社會(huì)開(kāi)始化學(xué)實(shí)踐，從使用火開(kāi)始,可以劃分為三個(gè)階段:

1661年英國(guó)化學(xué)家、物理學(xué)家波義耳提出元素的概念，標(biāo)志著近代化學(xué)的誕生。

2. 20世紀(jì)的基本特征：

（1）化學(xué)研究手段：

從簡(jiǎn)單的試管、燒杯實(shí)驗(yàn)發(fā)展到利用試管、燒杯和許多復(fù)雜精密儀器進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，由單純的化學(xué)手段發(fā)展到化學(xué)的、物理的、計(jì)算機(jī)科學(xué)的等多種綜合性手段。

（2）化學(xué)研究層面：

在深度和廣度上不斷向前發(fā)展，深度上由宏觀(guān)深入到微觀(guān)，由表象深入到本質(zhì)，有定性到定量，由靜態(tài)到動(dòng)態(tài)，由平衡到非平衡不斷深入，建立了許多化學(xué)專(zhuān)門(mén)科學(xué)；廣度上由化學(xué)向其他科學(xué)滲透，建立了種類(lèi)繁多的交叉學(xué)科，并推動(dòng)了其他科學(xué)的發(fā)展。

例1：人類(lèi)社會(huì)開(kāi)始化學(xué)實(shí)踐，從     開(kāi)始,近現(xiàn)代化學(xué)史上有一些具有里程碑意義的重要史實(shí)，1661年英國(guó)化學(xué)家、物理學(xué)家        提出      的概念，標(biāo)志著近代化學(xué)的誕生；1771年法國(guó)化學(xué)家拉瓦錫建立                          ，使近代化學(xué)取得了性進(jìn)展；1803年英國(guó)化學(xué)家、物理學(xué)家道爾頓提出      學(xué)說(shuō)，為近代化學(xué)的發(fā)展奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)；1869年化學(xué)家       發(fā)現(xiàn)元素周期律，把化學(xué)元素及其化合物納入一個(gè)統(tǒng)一的理論體系。在中國(guó)，1965年科學(xué)家在世界上首次人工全合成了         ；1981年科學(xué)家在世界上首次人工全合成了酵母丙氨酸轉(zhuǎn)移核糖核酸。

答案：使用火；波義耳；元素；燃燒現(xiàn)象的氧化學(xué)說(shuō)；原子；門(mén)捷列夫；牛胰島素

3、21世紀(jì)的發(fā)展趨勢(shì)：

（1）化學(xué)家們可以在微觀(guān)層面上操縱分子和原子，組裝分子材料、分子器件和分子機(jī)器。

（2）作為一門(mén)中心科學(xué)，為解決人類(lèi)所面臨的挑戰(zhàn)作出貢獻(xiàn)。

當(dāng)前，人類(lèi)面臨的人口控制問(wèn)題、健康問(wèn)題、環(huán)境問(wèn)題、能源問(wèn)題、資源與可持續(xù)發(fā)展等各種問(wèn)題，化學(xué)將作出其他科學(xué)不可替代的貢獻(xiàn)。

三、物理性質(zhì)、化學(xué)性質(zhì)、物理變化、化學(xué)變化

構(gòu)成物質(zhì)的微粒有分子、原子和離子，物質(zhì)由哪種微粒構(gòu)成，其化學(xué)性質(zhì)就由哪種微粒保持，而其物理性質(zhì)須有大量的微粒聚集成宏觀(guān)的物質(zhì)后才能體現(xiàn)出來(lái)。

2. 物質(zhì)的變化：

例2：判斷下列變化哪些主要是物理變化，哪些主要是化學(xué)變化？

①冰融化成水 ②干冰升華 ③鋼鐵生銹 ④用石灰抹的墻逐漸硬化 ⑤蔗糖投入水中逐漸消失，水變甜 ⑥電阻絲通電發(fā)熱變紅 ⑦活性炭使品紅溶液退色 ⑧久存的白酒變得更加濃香⑨石油分餾 ⑩煤的干餾

解析：判斷物理變化化學(xué)變化關(guān)鍵是看是否生成了新的物質(zhì)。冰融化成水、干冰升華只是物質(zhì)狀態(tài)的改變；蔗糖投入水中是蔗糖的分子擴(kuò)散到水中去了；電阻絲通電發(fā)熱變紅是電流通過(guò)電阻使電能轉(zhuǎn)化成熱能，斷開(kāi)電源，電阻絲依然是電阻絲；活性炭使品紅溶液退色是活性炭將紅色物質(zhì)吸附在其孔道中；石油分餾是利用石油成分的沸點(diǎn)不同將石油進(jìn)行一定程度的分離；以上這些都沒(méi)有生成新的物質(zhì)。鋼鐵生銹生成了Fe₂O₃·nH₂O ；用石灰抹的墻逐漸硬化生成了CaCO₃；久存的白酒變得更加濃香是生成了乙酸乙酯；煤的干餾生成了焦炭、煤焦油、焦?fàn)t氣、粗苯、粗氨水。

答案：物理變化①②⑤⑥⑦⑨；化學(xué)變化③④⑧⑩。

例3：下列說(shuō)法正確的是（        ）

A．某物質(zhì)燃燒后生成CO₂和H₂O，該物質(zhì)中不一定含有O元素

B．發(fā)熱發(fā)光的變化都屬于化學(xué)變化

C．金屬熱脹冷縮是金屬原子體積隨溫度熱脹冷縮的結(jié)果

D．兩溶液相混合，混合液的質(zhì)量和體積分別等于原來(lái)兩溶液的質(zhì)量、體積之和

解析：物質(zhì)燃燒生成CO₂和H₂O中氧元素可能來(lái)自于原可燃物和氧氣，也可能全部來(lái)自于氧氣；電阻絲通電發(fā)熱發(fā)光，但是物理變化；金屬熱脹冷縮是金屬原子間距離發(fā)生改變的結(jié)果；兩溶液相混合，其質(zhì)量可以加和，但體積不能簡(jiǎn)單加和。

答案：A

四、化學(xué)用語(yǔ)

1. 元素符號(hào)：

每一種元素都有一國(guó)際上統(tǒng)一的符號(hào)，它既代表一種元素，又可以代表這種元素的一個(gè)原子。如O既代表氧元素，又代表一個(gè)氧原子。

2. 化學(xué)式：

用元素符號(hào)表示物質(zhì)組成的式子。它代表某種物質(zhì)，表示該物質(zhì)有什么元素組成，若有分子存在，還可代表一個(gè)分子，表示每個(gè)分子中含有多少個(gè)什么原子。如H₂O代表水，表示水由氫、氧兩種元素組成，代表一個(gè)水分子，每個(gè)水分子由兩個(gè)氫原子和一個(gè)氧原子構(gòu)成。

不同類(lèi)別物質(zhì)，根據(jù)其組成特點(diǎn)，化學(xué)式的書(shū)寫(xiě)有如下規(guī)律：

①金屬單質(zhì)由金屬原子構(gòu)成，金屬單質(zhì)的化學(xué)式就是其元素符號(hào)；

②非金屬單質(zhì)中常溫下呈氣態(tài)的一般為雙原子分子，呈液態(tài)的溴和呈固態(tài)的碘單質(zhì)的分子也是雙原子分子；其他非金屬固態(tài)單質(zhì)由于結(jié)構(gòu)復(fù)雜，我們就直接用元素符號(hào)代表其化學(xué)式；稀有氣體為單原子分子；

③化合物一般可根據(jù)下列規(guī)律書(shū)寫(xiě)：

X 為+n價(jià)的原子或原子團(tuán)，Y為-m價(jià)的原子或原子團(tuán)。一般將正價(jià)元素或原子團(tuán)的符號(hào)放在左邊，負(fù)價(jià)的放在右邊，但ⅢA、ⅣA、ⅤA族的非金屬元素的氣態(tài)氫化物是把負(fù)價(jià)的非金屬元素符號(hào)放在左邊，正價(jià)的氫元素符號(hào)放在右邊。化合物中各元素化合價(jià)的代數(shù)和為零。絕大多數(shù)情況下m和n要化簡(jiǎn)成最簡(jiǎn)整數(shù)比。示例如下：

常見(jiàn)元素化合價(jià)：

常見(jiàn)原子團(tuán)：

NH₄⁺、NO₃^- 、SO₄^2-、CO₃^2-、HCO₃^-、PO₄^3-、HPO₄^2-、H₂PO₄^-、ClO₃^-、MnO₄^-、MnO₄^2-

3. 原子結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖、離子結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖：

反映原子、離子核外各電子層上電子數(shù)的符號(hào)。如鈉原子，鈉離子。

4. 化學(xué)反應(yīng)方程式：

用化學(xué)式表示化學(xué)反應(yīng)的式子。書(shū)寫(xiě)化學(xué)反應(yīng)方程式，須遵循兩個(gè)原則：一是要遵重客觀(guān)事實(shí)，即反應(yīng)物、生成物是什么，要尊重客觀(guān)事實(shí)；二是要遵循質(zhì)量守恒定律，即要配平反應(yīng)方程式，反應(yīng)前后各元素的原子個(gè)數(shù)要對(duì)應(yīng)相等。此外，要注意反應(yīng)條件和反應(yīng)規(guī)律，同樣的反應(yīng)物在不同條件下可能發(fā)生不同的反應(yīng)。

化學(xué)反應(yīng)方程式不僅體現(xiàn)出了反應(yīng)物、生成物分別是什么，而且還告訴我們各物質(zhì)的比例關(guān)系。例如：

2H₂  +   O₂       2H₂O

從質(zhì)量角度：    4g      32g           36g

從分子數(shù)角度：    2分子   1分子        2分子

從物質(zhì)的量角度：    2mol    1mol          2mol

從標(biāo)況下氣體體積角度：    44.8L    22.4L

從任意相同條件氣體體積角度：    2體積   1體積

例4：一氧化氮是大氣的主要污染物之一，近幾年來(lái)，又發(fā)現(xiàn)在生物體內(nèi)存在少量的一氧化氮，它有擴(kuò)張血管和增強(qiáng)記憶力的功能，成為當(dāng)前生命科學(xué)研究的熱點(diǎn)

（1）一氧化氮是工業(yè)制取的中間產(chǎn)物，生成一氧化氮的化學(xué)方程式4X+5O₂ =4NO+6H₂O，根據(jù)質(zhì)量守恒定律可以推斷X的化學(xué)式為       。

（2）汽車(chē)尾氣中含有一氧化氮、一氧化碳等有毒氣體，治理的方法是在汽車(chē)尾氣的排氣管上安裝一個(gè)催化轉(zhuǎn)換器，在催化劑的作用下，一氧化氮與一氧化碳反應(yīng)可生成兩種可參與大氣循環(huán)的氣體，該反應(yīng)的化學(xué)方程式為                         。

答案：NH₃；2CO+2NO2CO₂+N₂

[強(qiáng)化訓(xùn)練]

一、選擇題（以下各題只有一個(gè)正確答案）

1．人類(lèi)開(kāi)始化學(xué)實(shí)踐活動(dòng)是從下列哪項(xiàng)活動(dòng)開(kāi)始的

Ａ．使用火          Ｂ．制陶瓷      Ｃ．釀酒         Ｄ．煉丹

2．我國(guó)勞動(dòng)人民很早就開(kāi)始了化學(xué)實(shí)踐活動(dòng)：①釀酒 ②煉丹 ③造紙 ④制陶瓷 ⑤制青銅器 ⑥冶鐵 ⑦制火藥。其中屬于舉世聞名的三大化學(xué)工藝是（         ）

A．①②③            B．③④⑤      C．①③④       D．③④⑦

3．19世紀(jì)，首先提出分子概念的科學(xué)家是（         ）

A．阿伏加德羅       B．道爾頓       C．拉瓦錫       D．普利斯特里

4．中國(guó)科學(xué)院北京真空物理實(shí)驗(yàn)室研究人員于1993年年底以超真空掃描隧道顯微鏡（STM）為手段，得到用硅原子組成的兩個(gè)漢字——中國(guó)，這兩個(gè)字的“筆畫(huà)”寬度約2 nm。據(jù)此可估計(jì)，硅原子的實(shí)際直徑大小約為 （      ）

A． 10^—6 m          B． 10^—8 m       C． 10^—9 m       D． 10^—7 m

5．為了探索月球上是否有生命存在的痕跡，就要分析月球巖石中是否包藏有碳?xì)浠衔铩？茖W(xué)家用氘鹽酸（DCl）和重水（D₂