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1、鲁科版高中化学必修1教师用书鲁科版高中化学必修1教师用书第1章 认识化学科学学习导言 章节知识概说 本章作为从学科内容和方法方面使学生认识化学科学的起始章，是连接义务教育阶段化学与高中化学的纽带和桥梁，对于发展学生的科学素养，引导学生有效地进行高中阶段的化学学习，具有非常重要的承前启后的作用。本章介绍了化学学科的研究对象，化学学科的发展过程和趋势，通过物质的组成、结构、性质的关系；认识化学反应的本质；引入了物质的量的单位摩尔，体会定量研究的方法对研究和学习化学的重要作用；使学生认识化学学科的发展过程，重要作用，并介绍了化学学习的方法。俗话说：“磨刀不误砍柴工”。本章通过激起学习兴趣、介绍学习方

2、法、学习化学工具三步曲，使学生认识了化学科学。学好本章，对今后的学习有着深远的意义。 课标理念感悟1.知识与技能：知道化学是在分子层次上认识物质和合成新物质的一门科学，了解20世纪化学发展的基本特征和21世纪化学的发展趋势。了解金属钠和氯气的物理性质及主要的化学性质；了解物质的量、摩尔质量、气体摩尔体积和溶液的物质的量浓度等有关化学计量的知识。2.过程与方法：体会观察、实验、分类、比较等科学研究方法在研究物质性质过程中的应用，了解研究物质性质的一般程序；体会定量研究方法对学习和研究化学的重要作用。3.情感态度与价值观：通过化学科学发展过程中的典型事例，认识化学科学对提高人类生活质量和促进社会发

3、展所起的重要作用，感受化学世界的奇妙与和谐。 第1节 有人说，化学中的“化”即“变化”，“学”即“科学”，化学实际上是研究物质“变化”的一门“科学”。这句话尽管不尽严谨，但谁又能说它没有道理呢？试想，溶洞奇观、碳的燃烧、五颜六色的焰火，哪样不是化学变化呢。那么，为什么会有这样的变化，这些变化有什么规律？我们如何控制这些变化，为人类造福？让我们一起走进神奇的化学世界吧。 研习教材重难点【温故知新】1、物质变化的分类：物质的变化分为物理变化和化学变化两大类。物质的变化是中学化学学习的基础，贯穿整个化学学习过程，同学们应善于对这方面的知识进行归纳、总结，加深理解，努力提高化学水平，培养相关能力。2、

4、化学反应的特征（1）基本特征：化学反应的最基本特征是质量守恒定律，既参加化学反应的各物质的质量总和等于反应后生成的各物质的质量总和。（2）归纳特征：从宏观和微观角度分析化学反应，可归纳为“五个不改变，两个一定变，一个可能变”。“五个不改变”：从宏观上分：反应物和生成物总质量不变。元素种类不变。从微观上分：原子种类不变。原子数目不变。原子质量不变。“两个一定变”：从宏观上看：物质的种类一定改变。从微观上看：分子的种类一定改变。“一个可能变”：分子总数可能改变。研习点1化学是具有创造性的、实用的科学1、化学科学的涵义：化学科学是在原子、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

5、学。在理解化学科学的概念时应注意以下几点：（1）化学研究的对象是原子和分子等；（2）化学研究的内容是物质的组成、结构、性质、变化、制备和应用等；（3）化学是一门自然科学。【领悟整合】人们在长期的认识和利用大自然的过程中，逐渐建立了研究对象不同的各门自然科学，化学就是其中的一门。许多科学是从化学科学分支而出的。就中学化学中的知识而言，是学习其他许多科学的基础，例如生物学、医学等都与之相关；就中学化学的任务而言，实际上是借这点基础知识，以之为载体，来培养我们学习、研究自然科学的基本技能、方法与品质的。2、化学科学的创造性起初人们从矿物、岩石、生物体中提取物质；后来科学家逐步制造出大量物质。科学家合

6、成化合物的速度是惊人的，1990年刚刚突破1000万种大关，现在已超过3700万种。可以说化学是一门具有创造性的科学。3、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。因此，化学又是一门在人类生产和生活中有着重要作用的实用的科学。4、化学科学的特征：化学的特征是认识分子和制造分子，是一门具有创造性的、实用的科学。典例1：下列说法正确的是A化学是科学研究的内容,与普通百姓的生活没有多大关系B化学研究只能认识分子,不能创造分子C化学家可以制造出自然界中

7、不存在的物质D化学研究只会造成严重的环境污染,最终人类将毁灭在化学物质中研析：A不正确；试想：我们生活环境中的药物、化纤、塑料、电池、计算机芯片，哪一项不是来自化学家的研究成果？所以，化学与我们的生活密切相关。B不正确；化学研究不只是认识分子，还能制造分子，化纤、塑料等高分子材料都是化学研究的结果。这样看来，C选项应该是正确的。D项过于悲观，化学科学的发展确实对环境造成了一些负面的影响，但也一定要相信化学一定能研制出对环境无害的化学用品和生活用品，通过对环境友好的途径来提高生活质量。这样，人类也就不会毁灭在化学物质中。答案：C。典例2：下列两个成语与我们所学的化学知识有关，请简述其中的化学原理

8、。A、百炼成钢 B、釜底抽薪（）你选择的成语是 。其中的化学原理： 。研析：“百炼成钢”是指将反复烧红的生铁在空气中不断锤打，转化为钢，由于生铁中含碳较多，钢中含碳较少，生铁炼钢实际上是“降碳”的过程。釜：指古代炊具，相当于现在的锅；薪：指柴火，“薪”在燃烧时发生了化学变化。答案：A：捶打烧红的生铁时，生铁中的碳与氧气反应生成二氧化碳，使含碳量降低，转变为钢。B：燃烧需要可燃物，减少可燃物不利于燃烧。研习点2 化学科学的形成和发展约50万年前“北京猿人”已会用火公元前86千年中国(新石器时代)开始制陶器约公元前2千年中国已会铸铜公元前四世纪古希腊的德谟克利特提出朴素的原子论;古希腊的亚里斯多德

9、提出“四元素”学说公元前14087年中国发明了造纸术公元前一世纪至公元一世纪中国本草经成书,书中记载动物、植物、矿物、药物达365种公元十世纪中国(宋代)把火药用于制造火药箭、火球等武器1661年英国的波义耳在怀疑派化学家一书中给元素下了科学的定义1772年舍勒制得了氢气1773年舍勒制得了氧气1777年法国的拉瓦锡发表燃烧概论推翻了燃素说1803年英国道尔顿提出原子论1811年意大利的阿伏加德罗提出分子假说1860年分子学说得到世界公认1869年俄国的门捷列夫提出了他的第一个周期表1911年英国的卢瑟福提出原子核模型1934年法国的约里奥居里夫妇发现人工放射性1942年中国的侯德榜发明了联合

10、制碱法1965年中国科学家合成出牛胰岛素，是首次人工合成蛋白质1981年我国科学家首次人工合成完整生物活性的核糖核酸2000年人类基因组破译2002年由我国科学家领导的人类肝脏蛋白质组计划正式启动【梳理总结】化学科学的发展经历了漫长的发展阶段。起初，化学的发展是缓慢的，“北京猿人”已会用火到中国(新石器时代)开始制陶器大约用了50万年，但从中国科学家合成出牛胰岛素，是首次人工合成蛋白质到人类基因组破译只用了短短的35年；人类发现和合成的物质1990年刚刚突破1000万种大关，现在以超过3700万种。现在是知识膨胀的年代，也是化学科学飞速发展的时代。同学们应该学好包括化学在内的科学文化知识，为化

11、学的发展，为人类的进步贡献自己的力量。典例3：为中国近代化学发展做出突出贡献的科学家是A李四光 B华罗更 C候德榜 D钱学森研析：题述四个选项中的科学家均为我国科学事业的发展做出了突出的贡献。其中，李四光是我国当代著名的地质学家；华罗更是著名的数学家；钱学森是著名的物理学家；候德榜被称为中国近代化学史上的第一颗明星，为中国化学工业发展做出卓越贡献，是中国近代化工工业的奠基人，他发明的联合制碱法为中华民族争得了荣誉。答案：B。典例4：道尔顿的原子学说曾经起了很大作用。他的学说中，包含有下述三个论点:原子是不能再分的粒子；同种元素的原子的各种性质和质量都相同；原子是微小的实心球体。从现代观点看，你

12、认为这三个论点中不确切的A只有 B只有 C只有 D有研析：本题利用初中学过的原子结构的有关知识，解决化学史上的有关问题，对学生能力有一定的要求。从现代的观点来看，原子还可以再分为质子、中子、电子，不正确；同种元素原子核内质子数相等，但中子数不一定相等，性质也不一定完全相同，错误；原子内有相对十分“广阔”的空间，也是不对的。答案：D。研习点3 化学科学的探索空间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应用能源

13、和资源，既能得到充足的能源和资源，又能处理好能源和资源的开发利用与生态环境保护之间的关系。3在材料科学方面：化学将推动材料科学的发展，使各种新型功能材料的生产成为可能。4在环境方面：化学为解决环境问题提供了有力保障，使人类能够使用无害的化妆品和生活用品，既优化了环境，又提高了生活质量。【归纳整理】20世纪以来，化学发展的趋势可以归纳为：由宏观向微观、由定性向定量、由稳定态向亚稳定态发展，由经验逐渐上升到理论，再用于指导设计和开创新的研究。一方面，为生产和技术部门提供尽可能多的新物质、新材料；另一方面，在与其他自然科学相互渗透的进程中不断产生新学科，并向探索生命科学和宇宙起源的方向发展。典例5：

14、 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作出的重大贡献。他们的工作使实验和理论能够共同协力探讨分子体系的性质，引起整个化学领域正在经历一场革命性的变化。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未来化学的方向还是经验化研析：化学是以实验为基础的科学，但是，近年来理论推导和大型计算机的仿真计算也已经成为了研究化学的新的手段，正如题中信息所说，这两位科学家使理论和实验共同协力探讨分子体系的性质，这说明化学实验已经不再是研究化学的惟一手段。答案：A。典例6：化学在人类社会发展中起着重要的作用，展望未来，化学科学具

15、有十分广阔的探索空间。请你分析下列四个选项中现代化学不涉及的研究领域是A开发新的能源 B合成新的物质 C空间形式和数量关系 D防治环境污染研析：现代化学日益成为一门“中心科学”，和人们的生活息息相关。研究领域涉及微观世界、能源开发、材料研制、环境保护、生命科学等诸多领域。答案：C。【交流研讨】1、化学与职业化学科学与人类生活水平的提高和人类社会的发展密切相关，研究领域十分广泛。与化学紧密相关的的一些产品和职业也非常多，如：新型药物、导电塑料、新型建筑材料、药物研制人员、化学科研人员、化学教师、化工厂工人、质检人员、环境保护工作人员、医生等。你对化学科学研究的哪些问题或哪些职业感兴趣?2、高中新

16、教材体系架构化学必修一、化学必修二化学与生活：了解日常生活中常见的物质的性质，探讨生活中常见的化学现象，体会化学对提高生活质量和保护环境的积极作用，形成合理使用化学品的意识。化学与技术：了解化学在资源利用、材料制造、工农业生产中的具体应用；在更加广阔的视野下，认识化学科学与技术进步和社会发展的关系。化学反应原理：学习化学反应的基本原理，认识化学反应中能量转化的基本规律，了解化学反应原理在生产、生活和科学研究中的应用。有机化学基础：探讨有机化合物的组成、结构、性质及应用，学习有机化学研究的基本方法。物质结构与性质：了解人类探索物质结构的重要意义和基本方法，认识物质结构与性质之间的关系。实验化学：

17、通过实验探究活动，掌握基本的化学实验技能和方法，提高化学实验能力。 探究解题新思路基础思维探究题型一、物理变化与化学变化典例1：古诗词是古人为我们留下的宝贵精神财富。下列诗句中只涉及物理变化的是A野火烧不尽，春风吹又生 B春蚕到死丝方尽，蜡炬成灰泪始干C只要功夫深，铁杵磨成针 D爆竹声中一岁除，春风送暖人屠苏研析：因化学变化与物理变化的本质区别是变化后是否有新物质生成。A中的“野火烧不尽”、B中的“蜡炬成灰泪始干”都牵扯到物质的燃烧，都有“CO2”这种新物质生成；D中的“爆竹声中一岁除”牵扯到火药的爆炸，当然也有新物质生成；只有C中的“铁杵磨成针”只是物质由粗到细，由大到小的过程，没有新物质生

18、成，属于物理变化。答案：C。总结提升：本题考查的知识点比较明确，即物理变化与化学变化的区别。难度较小，但题目非常新颖，联系大家熟悉的古诗词，不仅扩大了知识面，更会体会到确实是“化学无处不在，我们的生活离不开化学”。这就无形中增加了同学们学化学、用化学的兴趣。拓展变式1下列变化不属于化学变化的是A溶洞的形成过程 B物质的燃烧C合成高分子材料 D矿石的粉碎1研析：在溶洞的形成过程中，CaCO3变为Ca(HCO3)2，部分Ca(HCO3)2随水流走，部分Ca(HCO3)2又变为CaCO3，形成了石笋、石柱和钟乳石，是化学变化。物质的燃烧，一般是物质跟空气中的氧气发生的反应，有新的物质生成，属于化学变

19、化。合成高分子材料属人工合成新物质，也是化学变化。矿石的粉碎过程中无新物质生成，属物理变化，不是化学变化。答案：D。题型二、有关化学发展史的常识典例2：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 造纸 印刷技术 火药 指南针 炼铜、炼铁、炼钢 合成有机高分子材料 人工合成牛胰岛素 提出原子分子学说A B C D研析：造纸、印刷技术、火药、指南针、炼铜、炼铁、炼钢、人工合成牛胰岛素等都属于中国重大的发明和发现，对世界科学的发展做出了贡献。但印刷技术、指南针与化学关联不大。答案：B。启发引申：化学是一门具有创造性的、实用的

20、科学。可以说，化学创造了“一个崭新的自然界”。化学发展到现在，我们的衣、食、住、行都离不开化学。在化学发展史上，中国有许多发明和发现，比如远在春秋战国时期，我们就掌握炼铁的技术了。中国为化学的发展做出了突出的贡献，相信在当前乃至将来的化学发展中，必然会做出更大的贡献。拓展变式2与近代化学的诞生无关的是A化学元素的概念 B英国化学家、物理学家波义耳C著名物理学家爱因斯坦 D古代的化学实践活动2研析：任何事物是相互联系的，现代化学的产生离不开古代的化学实践活动；1661年，在前人工作的基础上，英国化学家、物理学家波义耳提出化学元素的概念，标志着近代化学的诞生。而爱因斯坦是上一世纪的人物，他出生时，

21、近代化学已诞生两个世纪了。答案：C。综合思维探究题型一、学科内综合题典例3：制备卤磷酸钙荧光粉所用的高纯氯化钙中混有氯化镁杂质，除去的方法是把氯化钙的水溶液加热到9095，在不断搅拌下加入适当的沉淀剂，使镁生成沉淀过滤除去。此沉淀剂最好选用A氢氧化钙乳浆 B碳酸钠溶液 C碳酸氢钠溶液 D氢氧化钠溶液 研析：碳酸氢钠溶液不能除去氯化镁杂质；碳酸钠溶液可以与氯化钙溶液反应生成碳酸钙沉淀；氢氧化钠溶液虽然能较好的除去氯化镁杂质，但同时引入了杂质钠离子，并且有部分氯化钙可与其反应生成微溶物氢氧化钙而损失。答案：A。方法导引：除杂方法有物理方法和化学方法。除杂的原则为不增（在除去杂质时不能引入新的杂质）

22、、不减（要保留物质不损失）、易分（反应的生成物易分离）。拓展变式3下列广告语在科学性上没有错误的是A这种矿泉水绝对纯净，不含任何离子B这种饮料中不含任何化学物质C这种口服液含有丰富的氮、磷、锌等微量元素D没有水就没有生命3研析：矿泉水中一般含有Ca2+、Mg2+等多种离子，饮料中的水及其它营养成分都属于“化学物质”，氮、磷都是常量元素，A、B、C、错误。D正确。此题与人们的饮食保健密切相关，该学生以亲切感、新鲜感，解决此类题需要学生灵活运用所学知识，而不是靠死记硬背，这样有助于克服传统教学囿于传授书本知识的偏向，避免了“题海”带来的思维僵化，有助于学生懂得周围的科技环境，适应日益技术话的日常生

23、活，应付不断进步的科技革新，有能力对科学技术、人类生存相关的社会问题发表意见并作出决策。答案：D。题型三、实际应用题典例4：请仔细阅读下列文字，然后回答有关问题。（1）煤是一种常用的化石燃料。家庭用煤经过了从“煤球”到“蜂窝煤”的变化。以前人们把煤粉加工成略大于乒乓球的球体，后来人们把煤粉加工成圆柱体，并在圆柱体内打上一些孔（如上图）。请你分析这种变化的优点是 _。煤在燃烧时会产生许多污染物，为了减少煤燃烧时对环境的污染，可设法把煤转化成清洁的燃料。将水蒸气通过炽热的煤层可制得较洁净的水煤气（主要成分是CO和H2），请你写出该反应的化学方程式。煤气厂常在家用水煤气中特意掺人少量有难闻气味的气体

24、，其目的是 。（2）某同学在实验过程中发现氢氧化钠固体露置在空气中一段时间后，发生了潮解，他在家中也曾发现过饼干受潮会变软。这些现象说明了空气中含有。请你结合生活经验或化学知识另举两例说明空气中含有这种物质：、_ 、_研析：“煤球”便为“蜂窝煤”，增加了可燃物与空气的接触面积，是燃烧更快、更充分、更旺；由于水煤气中有一氧化碳，会使人中度，且一氧化碳无色无味，人很难发现它泄漏，所以在煤气中掺人少量有难闻气味的气体就能使人们及时发现，而不至于出现煤气中毒事故。答案：（1）使煤与空气的接触面积增大，燃烧更为充分C+H2OCO+H2，便于及早发现煤气是否泄漏总结提升：此题既考查了“可燃物燃烧的条件”，

25、又考查了“煤燃烧对环境造成污染”的原因分析，进行了环境教育和安全教育；同时通过家用燃料从“煤球”到“蜂窝煤”，再到“家用煤气”的变化，折射出社会的进步及化学对人类的贡献。拓展变式4下面是某化肥厂在一公共场所的围墙上做的广告：请仔细观察、分析，并回答下列问题：（1）碳酸氢铵(化学式为：NH4HCO3)是由 种元素组成的。（2）碳酸氢铵的氮含量是指氮元素的质量分数。根据所学化学知识，你认为此广告是 广告(填“真实”或“虚假”)，判断的依据是 。（3）碳酸氢铵受潮时在常温下就能分解，温度越高分解越快，因此保存时应注意 4答案：（1）4 （2）虚假；因为纯净的碳酸氢铵氮含量为1479100%17.7%

26、，该广告鼓吹的“氮含量为20.1%”是绝不可能的。（3）密封并放在阴凉处。题型四、实验操作题典例5：由于条件所限，仅有一大一小两支试管和稀硫酸，甲、乙两同学各找来铝制牙膏皮，各自设计一种装置来制取一试管氢气。他们设计装置如图所示：（1）上述两装置相比，_（填“甲”或“乙”）装置设计更合理。（2）用较合理的装置来制取氢气，现欲使氢气充满收集气体的试管，应采取的措施是_。（3）还可以用哪些物品代替牙膏皮或稀硫酸来完成反应？_（填写一种物质即可）。研析：用甲同学设计的装置实验时，产生的氢气由于密度小，而集中在大试管顶部，这时如果把大试管缓缓上移或小试管慢慢往下移动，就可把空气从试管中逐渐排出，从而收

27、集到较为纯净的一试管氢气。而如果用乙同学设计的装置实验，产生的氢气大都从两试管的缝隙排出，同时由于小试管中的空气不易排出，而很难收集到纯净的氢气。答案：（1）甲 （2）先使反应的试管口伸入收集试管的底部，然后慢慢往下移动 （3）废铁皮、铁钉、食醋等。总结提升：本题中两同学设计的实验装置看上去好象非常相似，但从效果上却有天壤之别。甲同学设计的装置相当于我们平时比较熟悉的“向上排空气法”收集氢气的装置，只不过把中间的导管都省掉了。而乙同学设计的装置由于小试管上方是密封的，没法“换气”，因而不可行。我们平时掌握知识不能停留在表面，而应理解其实质，这样才能达到“以不变应万变” 的效果。拓展变式5现有下

28、列实验仪器：（1）写出仪器名称：a是_，g是_。（2）给仪器b中液体进行加热时，液体的体积不能超过其容积的_。（3）用上述仪器组装加热高锰酸钾制取氧气的装置时，不需要用到的仪器是（填序号）_。（4）用排水法收集氧气的过程中，判断集气瓶中氧气已经收集满的方法是_。5研析：本题考查同学们对常用实验仪器的识别以及使用常识，只要基础扎实即可顺利作答。答案：（1）烧杯；酒精灯 （2）1/3 （3）a、d （4）瓶口有气泡冒出题型五、学科间渗透题典例6：为缓解能源危机，能源专家构想出了利用太阳能促使燃料循环的构想图： 当前，科学家还未实现这一构想。但大自然已经解决了这个问题，绿色植物的光合作用就是在日光作

29、用下，利用太阳能把CO2和H2O转变成了能源葡萄糖（可燃烧）： 6CO2 + 6H2OC6H12O6 + 6O2（1）如果上述构想成立，试写出有关反应的化学方程式。（2）在此构想的物质循环中，太阳能最终转化为_能。（3）实现上述构想的关键问题是什么？研析：能源问题是化学与社会中的重要一项。太阳能是一种巨大、无污染、最经济的能源。可以说地球上的能源归根到底主要是来自于太阳。光合作用是地球上利用光能将无机物转变成有机物的作用。从上面箭头所示的循环过程中，太阳能最终变成热能。目前开发利用太阳能的关键是解决光能的吸收问题，故“人工叶绿素”就成为当前能源科学家研究开发的热点。由题给化学方程式可知，该反应

30、为葡萄糖燃烧反应的逆向过程，按照这一思路，可实现如下变化：2 CO22 CO + O2；2 H2O2 H2 + O2 答案：（1）CO2 + 2 H2OCH4 + 2O2；2CO2 + 2H2O2CH3OH + 3O2； 2N2 + 6H2O4NH3 + 3O2。（2）热 （3）问题的关键是是如何使燃烧产物吸收太阳能，故需要研制新型高效吸收太阳能的材料（如人工叶绿素）。友情提醒：化学科学将在能源和资源的合理开发、安全应用等方面大显身手。人类要想获取充足的能源和资源并且处理好能源和资源的开发利用与生态环境保护之间的关系，都离不开化学科学的发展。因此，同学们应该学好化学科学，为人类的进步作出贡献。拓展变式6阅读下列短文，回答问题：汽车作为曾经推动人类文明向前跃进的现代社会的产物，在给人类的生活带来便捷舒适的同时，对自然生态环境的恶化也有难以推卸的责任。据“2004年中国环境状况公报”称：北京大气污染主要来源于工业污染和汽车尾气，99的一氧化碳和一氧化氮的排放来源于汽车尾气。北京已连续六年环保投资在百亿元以上，环境质量进一步改善，但同时环境保护任务依然十分艰巨。另据报