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第1章　开启化学之门
第1节　认识化学科学
1.能通过简单的实例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.能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。
学习目标
新课导入
从刀耕火种的原始社会到日新月异的现代社会，人类文明的进步，社会的发展，都有着化学的一份贡献。化学是一门怎样的科学？化学究竟给我们带来什么？让我们带着疑问走进化学的讲堂吧！一起进入神奇的化学世界，去看看什么是化学！
PART 01
新知探究
一、有趣而神奇的化学
化学是研究物质（化学研究的对象是物质，不是物体）的组成、结构、性质、转化及应用的自然科学。化学常通过实验来探究和揭示自然界的规律，有着独特的魅力。
接下来我们将见到几个有趣的实验，通过分析实验操作、实验条件和实验中出现的各种现象，我们可以展开思考，证实以前的一些猜想，或者从中发现未知的知识。
1.会“跳舞”的红豆
（1）在一个烧杯中加入 3 小勺小苏打，再加入少量白醋，观察现象。
（2）向上述烧杯中再加入一小把红豆，加入适量白醋，观察现象。
新知探究
你能描述和解释观察到的实验现象吗？
（1）现象：产生大量气泡。
解释：小苏打和白醋混合后生成二氧化碳气体。
新知探究
1.会“跳舞”的红豆
（2）现象：产生大量气泡，红豆上下翻滚。
解释：小苏打和白醋混合后持续产生的二氧化碳推动红豆在液体中上下翻滚。
2.棉花燃烧实验
燃烧是生活中常见的现象，而在我们的印象中，可燃物一般都需要点燃后才能燃烧。那么，不直接点燃，物质能燃烧吗？
如图所示，在一个玻璃筒里放一小团蘸有少量乙醚的棉花，把活塞迅速地向下压，棉花能燃烧，你能解释实验现象吗？
棉花燃烧实验
新知探究
新知探究
【交流讨论】迅速下压活塞时，活塞对筒内气体做功，使筒内气体内能增加，温度升高，当温度达到乙醚燃烧所需的最低温度时，乙醚燃烧，进而引发棉花燃烧。
2.棉花燃烧实验
新知探究
棉花燃烧实验
3.烧不坏的手帕
将 20 mL 95％的酒精溶液和 10 mL 水混
合。将一块棉布手帕浸入混合液中，浸透后取出，轻轻拧至半干。如图所示，钳夹持手帕，在酒精灯上点燃，并轻轻抖动手帕。火焰熄灭后，可以观察到手帕并没有被烧坏。你能解释原因吗？
烧不坏的手帕
新知探究
新知探究
【观察思考】手帕上的水蒸发吸收大量的热量，温度达不到手帕燃烧所需的最低温度，手帕不燃烧，所以没有被烧坏。
3.烧不坏的手帕
新知探究
烧不坏的手帕
4.探究微观粒子的特性
【实验探究】
实验 1：向烧杯 A 中加入 20 mL 蒸馏水，滴入 2～3 滴酚酞溶液，得到甲溶液。向甲溶液中滴加 1～2 滴浓氨水，观察实验现象。这一实验现象说明了什么？
实验 2：在烧杯 B 中重新配制 5mL 甲溶液，在烧杯 C 中加入3～5 mL 浓氨水，用一个大烧杯把两个烧杯罩在一起，观察实验现象。你如何解释产生的现象？
新知探究
实验1 实验2
实验 操作
实验 现象
向蒸馏水中滴加酚酞溶液，溶液不变色，继续滴加浓氨水后，溶液由无色变为红色
一段时间后，烧杯B中溶液变红
4.探究微观粒子的特性
实验1 实验2
实验 分析
实验 结论 应用 无色酚酞溶液遇蒸馏水不变色，遇浓氨水变红
浓氨水具有挥发性，挥发出来的氨分子从烧杯C中运动到烧杯B中，溶于水后形成氨水，使烧杯B中溶液变红
构成物质的微观粒子是在不停地运动的
闻到花香、酒味，湿衣服会被晒干，敞口容器中的水或酒精会不断减少，都是因为构成它们的微观粒子在不停地运动
4.探究微观粒子的特性
化学更神奇之处是可以创造出性能各异的各种新材料，如生活中随处可见的用途广泛的塑料等。在工业生产和高新技术领域，化学都作出了巨大的贡献。
我国科研人员制备出一种世界上最轻的材料——称为“碳海绵”的全碳气凝胶。100 cm3 大小的“碳海绵”放在花蕊上，花蕊几乎没有被压弯。
新知探究
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。港珠澳大桥吊装时使用的高性能绳索由特殊的聚乙烯纤维制成，这种纤维粗细仅有头发的十分之一，一条绳索由十几万根这样的纤维组成，强度高，承重力大。
新知探究
二、历史悠久的化学
新知探究
1.古代化学
新石器时代的彩陶背壶
商代的青铜纵目面具
西周晚期的玉柄铁剑
（1）我国古代劳动人民在新石器时期就能烧制陶器；殷商时期就能冶炼、铸造青铜器；春秋战国时期已能熟练掌握铁的冶炼技术，并用于各种器皿、农具和兵器的制造。
（2）中国古代化学工艺为世界化学工艺的发展作出了重要贡献，创造了辉煌的成就。英国科技史专家李约瑟曾评价道：整个化学最重要的根源之一是从中国传出去的。
新知探究
火药——我国的四大发明之一
火药
雏形
记载
意义
春秋中期，我国劳动人民发现将木炭、硫黄和硝石（主要成分为硝酸钾）按一定比例混合后点燃能剧烈燃烧
宋代时，曾公亮和丁度所著的《武经总要》中明确记载了三种不同性能、不同用途的火药配方
火药的发明极大地推动了人类历史发展的进程
拓展视野
时间 成就
1661年
1775年 前后
1803年
2.近代化学
新知探究
英国化学家波义耳在其著作《怀疑的化学家》中提出：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
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
英国化学家道尔顿提出了原子学说
时间 成就
1811年
1869年
清代
2.近代化学
新知探究
意大利科学家阿伏伽德罗提出了分子假说，奠定了近代原子分子学说的基础
俄国化学家门捷列夫根据化学元素性质递变规律，提出了元素周期律
我国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
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。
化学科学是推动人类社会可持续发展的重要力量。
3.现代化学
新知探究
化学是中心科学
随着化学科学的迅速发展，其研究的深度和广度不断扩大，化学核心知识在自然科学和技术的各个方面广泛应用，并与其他科学相互渗透、相互影响，不但推动了化学自身的发展，也促进了交叉科学和技术的发展。今天的高新技术发展，更要依赖于化学的知识和方法。要实现令人神往的宇宙航行，需要以化学为基础研制的新材料和高效燃料；制造先进的计算机，需要通过化学反应研制的半导体材料……化学在相关科学的发展中起到了引领和推动作用，被称为现代科学体系的“中心科学”，是 21 世纪最富有创造性的科学之一。
拓展视野
1. 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。
2. 化学家通过模拟自然固氮，解决粮食危机问题。
合成氨工厂
2018—2022 年我国粮食总产量
三、促进社会发展的化学
新知探究
3. 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，缓解温室效应加剧，解决粮食危机问题。
4. 化学科学在治疗疾病、保持健康方面提取和研制合成药物。
5. “加强国防科技工业能力建设”“加快武器装备现代化”，对维护国家安全和世界和平至关重要。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、抗老化的新型材料的开发研制也都需要化学科学支撑。
工业光导纤维内窥镜
半导体硅片
40纳米级北斗双模芯片
合金人工骨骼
6. 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需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。
徐光宪（1920—2015），著名物理化学和无机化学家，在国际上首次提出了关于稀土分离的全新理论以及相关的公式和计算程序，设计出新的工艺流程，使我国稀土分离技术达到国际先进水平，被誉为“中国稀土之父”。2008年获国家最高科学技术奖。
中国化学家
闵恩泽（1924—2016），著名石油化工专家，我国炼油催化应用科学的奠基人，石油化工技术自主创新的先行者，我国绿色化学领域的开拓者，对我国炼油工业的现代化产生了重大影响，被誉为“中国催化剂之父”。2007 年获国家最高科学技术奖。
中国化学家
1. 在一个玻璃杯中加入两勺小苏打，少量多次加入白醋，放入红豆。观察到红豆在玻璃杯内上下翻滚。下列有关该实验的说法不正确的是（ ）
A．小苏打与白醋混合后生成二氧化碳气体
B．红豆体积小，质量轻
C．持续产生的二氧化碳推动红豆在液体中上下翻滚
D．红豆下沉的过程中，浮力大于重力
D
随堂演练
2.中国传统文化对人类文明贡献巨大，我国古代的人民在那时候就已经广泛应用了相关的化学知识，古代文献中充分记载了古代化学研究成果。下列生产过程没有涉及化学工艺的是（ ）
A．琢磨玉器 B．造纸 C．烧制陶器 D．冶炼金属
A
随堂演练
随堂演练
3.化学真正成为一门独立的学科，经历了一个漫长的历史过程。下列叙述中错误的是（ ）
A. 古时候，人类发现并利用了火这一与化学有关的现象
B. 原子论和分子论学说的创立，奠定了近代化学的基础
C. 道尔顿发现了元素周期律和元素周期表
D. 现在，化学家已能利用各种先进的仪器和分析技术对化学世界进行微观探索
C
随堂演练
4.下列所体现的内容属于化学对人类贡献的是（ ）
①生产化肥 ②色彩丰富的服装
③合成药物 ④用途各异的材料
A．①③④ B．①②③④
C．①②④ D．②③④
B
本节内容结束

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