高一(化学是打开物质世界的钥匙)

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数学老师说： 数学老师说： 数学是自然科学的皇后

陈景润

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物理老师说： 物理老师说：物理是整个自然科学的基石

爱因斯坦

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专题4 专题4

化学科学与人类文明第一课时

第一单元 化学是认识和创造物质的科学 化学是打开物质世界的钥匙

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一、人类对化学物质和现象的认识

火，可以说是人类文明进步的分界线。 可以说是人类文明进步的分界线。

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火：是物体燃烧时所发出的光和焰 物质燃烧，要具备哪些条件？ 物质燃烧，要具备哪些条件？ 一是与氧气接触 二是达到着火点

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物质燃烧要具备哪些条件？ 物质燃烧要具备哪些条件？古代的人们对于燃烧的认识却是神秘而模 糊的。十七世纪的时候，人们认为： 糊的。十七世纪的时候，人们认为：

可燃物能够燃烧是因为它含有一种叫 燃素”的物质， “燃素”的物质，燃烧的过程就是可燃 物中“燃素”放出的过程。 物中“燃素”放出的过程。可燃物放出 燃素”后成为灰烬。 “燃素”后成为灰烬。这种燃素说整整统治了一百多年。 这种燃素说整整统治了一百多年。

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化学是实验的科学， 化学是实验的科学，只有 实验才是最高的法庭。 实验才是最高的法庭。 --傅鹰 --傅鹰

直至1774年，法国化学家拉瓦锡通过化学实验，即 年 法国化学家拉瓦锡通过化学实验， 直至 著名的“空气成分测定实验” 著名的“空气成分测定实验”,证明了燃烧是物质与 空气中的氧气发生的剧烈作用，推翻了燃素学说， 空气中的氧气发生的剧烈作用，推翻了燃素学说，建 立了氧化学说，他用实验事实揭开了燃烧的神秘面纱。 立了氧化学说，他用实验事实揭开了燃烧的神秘面纱。

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鉴别溶液：现有三支试管，只知道它们装的是稀盐酸、 现有三支试管，只知道它们装的是稀盐酸、 NaOH溶液和 溶液和NaCO3溶液。请将它们鉴别开来。 溶液。请将它们鉴别开来。 溶液和 提供：试管、镊子、烧杯、试管架、玻璃棒， 提供：试管、镊子、烧杯、试管架、玻璃棒， 表面皿， 试纸， 表面皿，滴管 、PH试纸，比色卡。 试纸 比色卡。

石蕊

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1、碳酸氢钠溶液显碱性，那它是碱吗？ 、碳酸氢钠溶液显碱性，那它是碱吗？ 请大家阅读P87 “交流与讨论”:人类 交流与讨论” 请大家阅读 交流与讨论 对酸碱认识的发展，并思考这个问题。 对酸碱认识的发展，并思考这个问题。

2、碳酸氢钠与盐酸和氢氧化钠均能反应。 、碳酸氢钠与盐酸和氢氧化钠均能反应。请写出反应的离子方程式。并思考： 请写出反应的离子方程式。并思考：我们 是酸碱两性物质？ 可否认为 HCO3- 是酸碱两性物质？

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1883 阿伦尼乌斯 酸、碱电

离理论： 阿伦尼乌斯-酸 碱电离理论：在水溶液中电离时产生的阳离子 在水溶液中电离时产生的阳离子 全是氢离子的化合物是酸；

在水溶液中电离时产生的阴离子 在水溶液中电离时产生的阴离子 全是氢氧根离子的化合物是碱。

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1923 路易斯-酸、碱质子理论： 路易斯 酸 碱质子理论：凡能给出质子( 凡能给出质子(H+)的物质是酸；

凡能接受质子( 凡能接受质子(H+)的物质是碱。

若某物质既能给出质子又能接受质子， 若某物质既能给出质子又能接受质子， 称之为两性物质。 称之为两性物质。

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二、人类对金属的逐步开发和利用

古人们在用火时还发现， 古人们在用火时还发现，某些石头在烈火中 会烧炼出闪闪发光的金属。在长期的摸索之后， 会烧炼出闪闪发光的金属。在长期的摸索之后， 人类学会了利用矿石和木炭一起烧炼金属 。 以上材料提到了哪些冶炼金属的方法？ 以上材料提到了哪些冶炼金属的方法？

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[材料1]炼丹术与汞的制备： 材料1]炼丹术与汞的制备： 1]炼丹术与汞的制备成分： 成分：HgS

丹砂烧之成水银。 丹砂烧之成水银。———葛洪《抱朴子》 ———葛洪《抱朴子》 葛洪

图4-1

请思考，在图4 中发生了什么反应。 请思考，在图4-1中发生了什么反应。

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[材料2]古代炼铁 材料2]古代炼铁 2]早期的炼铁是将铁矿石和 木炭一层夹一层的放在炼 炉中， 650~1000℃的火 炉中，在650~1000℃的火 上焙烧， 上焙烧，利用木炭不完全 燃烧产生的物质使铁矿石 氧化铁)还原成铁。 (氧化铁)还原成铁。

请用化学反应式表示古代炼铁的原理

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交流与讨论： 交流与讨论：阅读下图： 阅读下图：开发利用的年限约200年前 200年前 约6000年前 6000年前 约6000年前 6000年前

K

Na Mg Al Zn

Fe

Sn

Pb

(H)

Cu Hg Ag

Au

约2500年前 2500年前

(1)金属的活动性与人类开发利用这些金属的 金属的活动性与人类开发利用这些金属的 时间先后之间，到底存在怎样的联系 存在怎样的联系？ 时间先后之间，到底存在怎样的联系？ (2)请回忆钠、镁、铝等金属的冶炼方法,并与 请回忆钠、 铝等金属的冶炼方法, 其他冶炼方法比较，能否发现冶炼方法的规律？ 其他冶炼方法比较，能否发现冶炼方法的规律？

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电解法冶炼金属 电解

2NaCl (熔融 === 2Na + Cl2 ↑ 熔融) 熔融电解

MgCl2 (熔融 === Mg + Cl2 ↑ 熔融) 熔融电解

2Al2O3 (熔融 === 4Al + 3O2 ↑ 熔融) 熔融冰晶石

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总结：金属冶炼方法 总结：Ag Hg Cu H Pb Sn Fe Zn Al Mg Na Ca K 加热法举例 △

热还原法举例

电解法举例

HgS = Hg+ S

Fe2O3+3CO 2Fe+3CO2

高温

2Al2O3 = 2Al+ 3O2↑

通电

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总结人类逐步深入认识物质组成、 人类逐

步深入认识物质组成、 结构、 结构、变化的历史 化学科学发展史 人类合成、 人类合成、创造更多新物质 的历史

三、化学理论与技术的进步

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后试着填空： 三、请在阅读P86-87 后试着填空： 请在阅读 1、19世纪，化学科学建立了以道尔顿原子论、 世纪， 、 世纪 化学科学建立了以道尔顿原子论、 分子结构 和原子价键理论为中心内容的经典原 ___ 原子价键理论为中心内容的经典原 门捷列夫 发现了元素周期律； 子分子论； 子分子论； __ 发现了元素周期律；人工 尿素 彻底动摇了“生命力论” 合成 __ ,彻底动摇了“生命力论”,使有机 化 学得到迅猛发展。 学得到迅猛发展。结构 世纪， 性质 2.、20世纪，化学科学帮助人们发现了许多物 、 世纪 方向 关系的初步规律， 质___ 和 __ 关系的初步规律，为预测化学反 应的可能性、 应的可能性、判断化学反应的 __ 提供了理论指 氢 为合成化学的发展指明方向， 导，为合成化学的发展指明方向，为功能材料 的设计提供了依据。化学家鲍林提出了__ 键 的设计提供了依据。化学家鲍林提出了 理论和蛋白质分子的螺旋结构模型。 理论和蛋白质分子的螺旋结构模型。

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三、化学理论与技术的进步(2)微观结构观测仪器： 微观结构观测仪器： 微观结构观测仪器

光学显微镜

电子显微镜

扫描隧道显微镜