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高中化学第一章认识化学科学第1节走进化学科学学案2鲁
科版必修1
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、变化、制备和应用的自然科学。其中，性质包括物理性质和化学性质；变化包括物理变化和化学变化。
在理解化学科学的含义时应注意以下几点：
①化学是一门自然科学，而不是社会科学或人文科学。 ②化学研究的对象是由原子、分子、离子等微观粒子构成的物质。 ③化学研究的内容是物质的组成、结构、性质、变化、制备和应用。
④化学研究的最主要手段是化学实验。
⑤化学反应的本质是原子的重新组合，生成新物质，在反应中原子种类并没有发生改变，所以，原子弹、氢弹爆炸等原子核发生了改变的反应属于核反应，而不属于化学反应，也不是化学研究的对象。
辨误区 原子是最小的微粒吗
原子是物质化学变化中最小粒子的含义是指原子在化学变化中不能再分，而不是指微粒的大小，原子是由质子、中子、电子构成的，故不是最小微粒。
【例1】 1998年诺贝尔化学奖授予科恩(美)和波普尔(英)，以表彰他们在理论化学领域做出的重大贡献。他们的工作使实验和理论共同协力探讨分子体系的发生，引起整个化学领域经历了一场革命性的变化。下列说法正确的是( )
A．化学不再是纯实验科学 B．化学不再需要实验
C．化学不做实验，就什么都不知道 D．未来化学的发展方向还是经验化
解析：本题考查化学的概念。化学是一门以实验为基础的科学，化学理论对现代化学的精确化起了重要作用。化学需要实验，但不再是纯实验科学。21世纪的化学将是一门实验与理论互相推动、相互促进的科学。
答案：A
2．化学科学的创造性和实用性 (1)化学科学的创造性
化学科学的特征是认识分子和制造分子。
①发现物质：从矿物、岩石以及生物体中发现有用物质，并能进
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行提取。
②创造物质：能够根据需要，运用物质结构理论、化学反应的规律和现代技术，设计具有特殊性质或功能的新分子，创造出自然界中不存在的物质。
科学家合成化合物的速度是惊人的，至1990年合成的物质刚刚突破1 000万种大关，21年后的今天，已超过3 700万种。
(2)化学科学的实用性
合成氨技术的应用，解决了饥饿对人类的威胁；医药的合成，使人的寿命大大提高；芯片和光导纤维，引导人们进入信息时代；食品添加剂、化妆品、塑料、橡胶、纤维的合成，使我们的生活丰富多彩；新型信息材料、低毒副作用的药物、高效催化剂等的合成，将进一步提高人类的生活质量，促进社会的可持续发展。因此，化学又是一门在人类生产和生活中有重要作用的实用科学。
【例2】 下列不能说明化学具有创造性和实用性的是( ) A．化学家哈伯用催化法合成氨后，德国就能生产硝酸
B．科学家们合成碳纳米管，用作分子导线和超小型的电子器件 C．俄国科学家门捷列夫发现元素周期律
D．诺贝尔用硝化甘油制成了炸药，并用于工业生产 解析：提出一种新理论不能说明化学的创造性和实用性。合成氨、制炸药、合成碳纳米管都体现出化学的创造性，它们应用于生产和生活，则体现出化学的实用性。
答案：C
3.化学科学的形成和发展 化学发展简史
古代实用技术 冶金、制药、造纸、烧制主要成就 陶瓷 实践 理论 特点 铜、铁合金冶炼； 酿酒等 没有科学理论做指导 用其物不知其理 时代 近代化学 原子—分子学说 现代物质结构理论 现代物质结构理论 化石燃料的开采利用；药微观粒子的研究；物质的物化学的兴起；冶金化学合成；化学与其他学科的的探索等 渗透等 原子—分子学说的建立、现代物质结构理论 元素周期律的发现等 用其物知其理 知其理造其物 说明：(1)早期的化学只是一门实用技术。
(2)在对药物化学和冶金化学的广泛探究基础上，产生了原子—分子学说，使化学从实用技术跨入了科学之门。在这一理论的指导下，人们发现了大量元素，同时揭示了物质世界的根本性规律——元素周期律。
(3)近代化学科学发展的四个里程碑：①1661年，英国科学家波义耳提出化学元素的概念，标志着近代化学的诞生；②1771年，法
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国科学家拉瓦锡建立燃烧现象的氧化学说，使近代化学取得了革命性进展；③1803年，英国科学家道尔顿提出了原子学说，为近代化学的发展奠定了坚实的基础；④1869年，俄国科学家门捷列夫，在前人工作的基础上发现元素周期律，把化学元素及其化合物纳入了一个统一的理论体系。
(4)现代化学科学的发展：①现代化学的重大成就：放射性元素的发展、现代量子化学理论的建立、创造新分子的合成化学的崛起、高分子化学的创立、化学热力学与动力学的开创性研究以及化学工业的迅速发展等，都是现代化学的重大成就，都充分体现了现代化学“从宏观到微观，从感性到理性，从实践到理论，又从理论到实践”的发展过程；②现代化学研究的重要手段：X射线、原子吸收光谱、紫外和红外光谱、色谱、质谱、核磁共振、交叉分子束技术、晶体管和扫描隧道显微镜等，这些手段对测定微观粒子和物质的微观结构发挥了重要作用，有力地促进了现代化学的发展。
相关参考：我国 化学发展史上的业绩
①古代：冶金、陶瓷、酿酒、造纸、火药等等。
②近现代：1965年，人工合成的牛胰岛素是世界上第一次用人工方法合成的具有生命活性的蛋白质，为人类探索生命的奥秘迈出了第一步；1981年，人工合成的酵母丙氨酸转移核糖核酸，是世界上首次人工合成的核糖核酸，这项研究带动了多种核酸类药物，包括抗肿瘤药物、抗病毒药物的研制和应用。
【例3】 在科学史上，中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中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 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：造纸、印刷技术、火药、指南针、炼铜、炼铁、人工合成牛胰岛素等都属于中国重大的发明和发现，但印刷技术、指南针与化学关联不大。
答案：B
4．化学科学的探索空间
(1)展望未来，化学科学有十分广阔的探索空间
①在化学科学领域，化学家可以在微观层面上操纵分子和原子，进行分子扩展，以及组装分子材料、分子器件和分子机器(如碳纳米管分子导线、分子开关、分子磁体、分子电路、分子计算机)等。
②在能源和资源方面：有了化学科学，人类能够合理开发和安全
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