苏教版化学必修二化学科学与人类文明化学是认识和创造物质的科学ppt课件.ppt

专题4化学科学与人类文明第一单元化学是认识和创造物质的科学 1 数学老师说 数学是自然科学的皇后 2 物理老师说 物理是整个自然科学的基石 3 你知道吗 随着经济的发展和科学技术的进步 化学与其他学科齐头并进 迅速发展 成为21世纪自然学科的中心学科 化学科学发展的历史 是一部人类逐步深入认识物质组成 结构 变化的历史 也是一部合成 创造更多新物质 推动社会经济发展和促进人类文明发展的历史 下面以三项事实来说明人类对物质及其变化认识的发展和在生产发展 社会生活中的价值 4 化学发展史 古代化学 实用技术 如 冶金 火药 造纸 近代化学 原子 分子论 现代化学 物质结构理论 我国的四大发明有两项是化学成就我国的烧瓷技术世界闻名精美的青铜制品世上罕见 即化学的发展经历了 和等不同时期 古代 近代 现代 古代化学成就的代表 火烧陶瓷 炼丹术 造纸术 近代化学的里程碑 原子 分子学说的建立 一 化学是打开物质世界的钥匙 5 蔡侯纸 的发明者 蔡伦 中国古代四大发明 火药 万户飞天模型 指南针模型 活字印刷 6 火 可以说是人类文明进步的分界线 7 chemistry 化学起源于alchemy 炼金术 8 一 化学是打开物质世界的钥匙 人类对金属的开发和利用 9 一 化学是打开物质世界的钥匙 人类最早开发和利用的金属 金 银 铜 这是什么原因呢 10 Cu2 OH 2CO3 2CuO H2O CO2 C 2CuO CO2 2Cu 高温 铜是人类第一种大量使用的金属 结束了漫长的 石器时代 在公元前6000年到7000年左右 人类开始迈进了象征古代文明开端的 铜器时代 铜镜 汉武帝时铜币 先秦刀币 一 化学是打开物质世界的钥匙 金属的开发和利用 11 一 化学是打开物质世界的钥匙 金属的开发和利用 12 2 泡沫合金 含有泡沫气孔的特种金属 如 向熔融的铝合金中通入空气 然后加入发泡剂如氢化钛可形成泡沫铝合金 它有质轻 隔热 吸音的效能 3 储氢合金 Ti Fe和La Ni合金能大量吸收H2 为推动H2作为能源的实际应用起到重要作用 1 记忆合金 Ni Ti等合金 在较低温度下受力发生变形后 当加热某温度时 形状会恢复到受力前的形状 13 我国古代炼铁工业长期领先于世界 我们在西汉初时已经懂得用木炭与铁矿石混合高温冶炼生铁 领先欧洲一千余年 南宋末年的工匠又掌握了用焦炭炼铁 而欧洲最早的英国直到500年后 相当于清朝乾隆末年 才掌握这一技术 中国古代劳动人民用木炭炼铁 金属的开发和利用 炼铁 14 一 化学是打开物质世界的钥匙 金属的开发和利用 金属的冶炼 的实质是什么 冶炼金属的实质是用还原的方法使金属化合物中的金属离子得到电子变成金属原子 将金属从其化合物中还原出来用于生产和制造各种金属材料的过程在工业上称为金属的冶炼 Mn ne M 15 知识点1金属材料 交流与讨论 下图表示金属活动性顺序表中铜 锡 铁和铝被人类大规模开发 利用的大致年限 KNaMgAlZnFeSnPb H CuHgAgAu 1 根据以上数据和有关化学知识 你能否说明这些金属的活动性与人类开发 利用这些金属的时间先后的关系 2 根据已有的化学知识选出2 3种金属单质 说明它们的制备方法 并写出有关化学方程式 若是氧化还原反应 请指出反应中的还原剂 电子转移的方向和数目 16 知识点1金属材料 复习巩固 1 金属制备 2 合金 是由两种或两种以上的金属 或金属与非金属 熔合而成的具有金属特性的物质 17 一 化学是打开物质世界的钥匙 金属的开发和利用 金属活动性顺序与金属的冶炼 K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb H Cu Hg Ag 强 弱 弱 强 电解法 热还原法 热分解法 Pt Au 物理提取 可见 越活泼的金属越难冶炼 18 知识点2化学发展史与测定技术 交流与讨论 1 古代化学 冶金 陶瓷 酿造 火药 造纸 医药 近代化学 原子 分子论 现代化学 物质结构理论 2 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 19 原子结构模型的演变 20 知识点2化学发展史与测定技术 近代化学阶段 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 21 知识点2化学发展史与测定技术 近代化学阶段 提出了质量作用定律 奠定了化学反应的动力学基础 古德贝格 瓦格 提出 提出 化学反应速率与反应物的有效质量成正比 其中的有效质量实际是指浓度 化学中的物理定律 成为化学反应速率理论和化学平衡理论的核心 22 知识点2化学发展史与测定技术 近代化学阶段 人工合成出了尿素 彻底动摇了 生命力论 历史上曾经有人认为 有机化合物只能由生物的细胞在一种特殊力量生命力的作用下产生 人工合成有机物是不可能的 1828年 德国化学家维勒通过蒸发氰酸铵 NH4CNO 一种无机化合物 由氯化铵和氰酸银反应制得 水溶液得到了尿素 CO NH2 2 尿素的人工合成 揭示了人工合成有机物的序幕 23 知识点2化学发展史与测定技术 现代化学阶段 建立了物质结构理论 量子化学 用硅原子组成的两个汉字 中国 用STM技术写成的字母 IBM 24 知识点3酸 碱理论 交流与讨论 波义耳酸 碱理论 水溶液能溶解某些金属 跟碱接触会失去原有特性 且能使石蕊试剂变红的物质是酸 水溶液有苦涩味 能腐蚀皮肤 跟酸接触会失去原有特性 且能使石蕊试剂变蓝的物质是碱 25 知识点3酸 碱理论 交流与讨论 拉瓦锡酸 碱理论 一切非金属氧化物溶于水后生成的物质是酸 一切金属氧化物溶于水后生成的物质是碱 26 知识点3酸 碱理论 交流与讨论 阿伦尼乌斯酸 碱理论 酸 碱电离理论 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全是氢氧根离子的化合物是碱 27 知识点3酸 碱理论 交流与讨论 路易斯酸 碱理论 酸 碱质子理论 凡能给出质子 H 的物质是酸 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 称之为两性物质 28 化学科学发展史 人类逐步深入认识物质组成 结构 变化的历史 人类合成 创造更多新物质的历史 29 海水综合利用联合工业体系一例 30 从天然产物中分离与人工合成的化合物种类统计数据 55万种 110万种 236 7万种 2340万种 4500万种 31 20世纪化学的回顾 1 基础研究的重大突破 放射性和铀裂变的发明 化学键和现代量子化学理论 创造新分子 新结构 合成化学 高分子科学和材料 化学动力学与分子反应动态学 2 化学工业的大发展 石油化工 三大合成材料 塑料 纤维 橡胶 合成氨工业 医药工业 未来化学的作用和地位 1 化学仍是解决食物短缺问题的主要学科之一 2 化学在能源和资源的合理开发和高效安全利用中起关键作用 3 化学继续推动材料科学发展 4 化学是提高人类生存质量和生存安全的有效保障 32 化学与材料 材料 化学组成 使用功能 非金属材料 如陶瓷 金属材料 如合金 有机高分子材料 如橡胶 复合材料 如多功能 高功能材料 如超导 结构材料 如耐高温 信息材料 如液晶 材料是人类赖以生存和发展的物质基础 一直是人类进步的重要里程碑 石器时代 青铜器时代 铁器时代都是以材料作标志 没有半导体材料就没有计算机技术 没有耐高温 高强度的特殊材料就没有航天技术 没有光导纤维就不会有现代通讯 没有合成材料 今天的生活还会这么丰富多彩吗 33 化学与材料 钛的记忆合金 合成橡胶 超导合金 纳米材料 导电塑料 34 现代高科技 纳米技术 扫描隧道显微镜 纳米碳管模型 足球烯C60分子 纳米铜具有超塑延展性铜纳米结晶体机械特性惊人 35 现代化学材料 碳纤维 复合材料 及其制品 玻璃纤维增强塑料 高分子薄膜的透气鸟笼 隔热材料 直径6cm尼龙绳能吊起2t的汽车 36 信息与化学 硅芯片 光导纤维 液晶屏幕 37 能源与化学 太阳能 氢能汽车 38 农业与化学 39 化学与生活 纺织品 40 航天与化学 导弹 航天飞机 41 宇航员服装 航天服由服装 头盔 手套和航天靴等组成 其中结构最复杂的服装由14层组成 最里层是液冷通风服的衬里 衬里外是液冷通风服 这种服装是由尼龙弹性纤维和穿在上面的许多输送冷却液的塑料细管制成 这种航天服属舱内航天服 除了头盔和胶皮手套 整个航天服是用一种特殊的高强度涤纶做成的 为了防止膨胀 宇航服上特制了各种环 拉链 缝纫线以及衬料等 同时 保温 吸汗散湿 防细菌 防幅射等功能也体现在其中 航天与化学 42 交流与讨论应对粮食危机 既要增加食物产量 保证人类生存 又要保证质量以保证人类安全 还要保护耕地 草原 改善农牧业生态环境 以保持农牧业的可持续发展 问题 在粮食增产上科学家提出了哪些不同的建议 43 生产化肥 使粮食大量增产 本世纪初世界闻名的德国物理化学家 合成氨的发明者弗里茨 哈伯 赞扬哈伯的人说 他是天使 为人类带来丰收和喜悦 是用空气制造面包的圣人 请从化学角度说明合成氨反应原理 了解工业合成氨的条件 600 和2 5 107Pa压力下进行反应 大约可以生成8 的氨 44 改良品种 2001年2月19日 袁隆平被被授予2000年度中国国家最高科学技术奖 这位杂交水稻专家的研究成果 不仅使中国率先在世界上实现 超级稻 目标 还对解决中国乃至全世界的粮食问题具有重大意义 70年代初 袁隆平发表了水稻有杂交优势的观点 打破了世界性的自花授粉作物育种的禁区 国际上的同行们称袁隆平为 世界杂交水稻之父 45 DDT的故事 第二次大战开始后 作为杀虫剂的除虫菊酯由于东南亚被日本占领而断了供应来源 曾经也可以用来制备杀虫剂的砷 铅和铜的化合物 也因为军备和其他军事需要而短缺 但当时英美两国深感杀虫剂的需要 瑞士化学家米勒首先发现具有杀虫性能 1944年后DDT被广泛用作杀虫剂 有效的控制了虫害 米勒因此于1948年获得诺贝尔奖 杀虫剂 除草剂的使用 农药的更新换代又说明什么问题 思考 说明生产农药要考虑高效 低残留且能被降解 无毒副作用 46 昆虫激素 保幼激素 是幼虫始终处于幼虫阶段 不育激素 可以使害虫断子绝孙 性激素 引诱害虫聚集到一起 然后聚而歼之 47 作物套种 便于光合作用 植物光合作用是地球上规模最大的化学反应 能把光能转变成化学能的能量传递效率为90 98 48 增产粮食 49 医学史上的三大经典药物 阿司匹林 青霉素 安定 50 资料 1 1763年 牧师EdwardStone在伦敦皇家学会宣读 关于柳树皮制寒战病的报告 几乎一个世纪以后 一位苏格兰医生发现这种柳树皮提取物是一种强效的止痛 退热和抗炎消肿药 2 此后不久 有机化学家分离鉴定了其中的活性成分 称之为水杨酸 随后 此化合物便用化学方法大规模生产 用途 解热镇痛 防止心脏病发作 减缓老人视力衰退 提高免疫力 51 3 然而在使用过程中 人们发现其酸性成为该药的缺陷 它严重刺激口腔 食道和胃黏膜 副反应 头痛 眩晕 恶心 耳鸣 4 化学家尝试改用酸性较小的水杨酸钠 但仅获得部分成功 而且 水杨酸钠有一种极不愉快的味道 大多数病人不愿服用 5 化学家后来发明了可行的乙酰水杨酸合成路线 它与水杨酸钠有相同的医疗效果 又没有怪味 刺激性小 这就是阿司匹林 52 青霉素 俗名 盘尼西林 青霉素的副作用 过敏性休克预防 皮试 属于抗生素 抵抗致病微生物的药物