高中化学 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课件2 苏教版必修2.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 在社会可持续发展的历史进程中 一切都离不开化学 日常生活中我们每天都在接触形形色色的化学制品 化学是打开物质世界的钥匙 拥有了这把钥匙能进入五彩斑斓的物质世界 一 化学是打开物质世界的钥匙 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 推动社会经济发展和促进人类文明发展的历史 你知道吗 一 人类对金属的开发和利用 请思考 在图中可能发生的反应是什么 材料2 湿法炼铜 请写出这句话对应的化学方程式 西汉古籍记载 曾青得铁则化为铜 cuso4 fe feso4 cu 我国古代的炼铁技术在世界上是遥遥领先的 比欧洲要早一千多年 早期的炼铁是将铁矿石和木炭一层夹一层地放在炼炉中 在650 1000 的火上焙烧 利用木炭的不完全燃烧产生的一氧化碳使铁矿石中的氧化铁还原成铁 材料3 古代炼铁 请用化学反应式表示古代炼铁的主要反应原理 材料4 电解法冶炼金属 钠的制取 铝的制取 19世纪初 英国化学家戴维将250个电池串联起来 对多种熔融物进行电解 先后制得了钠 铝等金属 金 铜 铁 铝 物理法 电解法 曾青得铁 则化为铜 外化而内不变 西汉 淮南万毕术 记载 日照澄州江雾开 淘金女伴满江隈 美人首饰侯王印 尽是沙中浪底来 唐 刘禹锡 还原剂还原法 一定条件下 mn 得电子 被还原为m 汞 热分解法 铜 约6000年前 铁 约2500年前 铝 约200年前 金 人类使用金属的先后与金属的活动性以及金属冶炼的难易有什么联系 更早 kcanamgalznfesnpb h cuhgagptau 冶金的一般方法 可见 越活泼的金属越难冶炼 人们使用得越晚 人类对金属的使用 纯金属 金银首饰 铜芯电线 合金 青铜 不锈钢 铝合金 钛合金 二 化学理论指导人们认识物质世界 1 古代化学 近代化学 现代化学 2 微观结构观测仪器 光学显微镜 电子显微镜 古代化学阶段 自从有了人类 化学便与人类结下了不解之缘 钻木取火 用火烧煮食物 烧制陶器 冶炼青铜器和铁器 都是化学技术的应用 正是这些应用 极大地促进了当时社会生产力的发展 成为人类进步的标志 钻木取火 人面鱼纹陶盆 越王勾践青铜剑 近代化学阶段 创立了原子 分子学说 近代化学建立的标志 阿伏加德罗 a 道尔顿 j 鲍林 第一次揭示了化学键的本质 电子的相互作用 相互作用有三种形式 共价键 离子键 金属键 建立了原子价键理论 近代化学发展的里程碑 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 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 拉开了人工合成有机物的序幕 用stm技术写成的字母 ibm 现代化学阶段 利用stm技术实现了对分子或原子的操纵 用硅原子组成的两个汉字 中国 17世纪以前 人们凭感觉判断酸碱 一切有酸味的物质都是酸 一切有涩味而溶液有滑腻感的物质就是碱 三 人类对酸 碱认识的发展 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 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 阿伦尼乌斯酸 碱理论 酸 碱电离理论 3岁开始认字 17岁上大学 24岁提出电离理论 并因此而获得1903年首届诺贝尔化学奖 阳离子全部是h 阴离子全部是oh 化合物 酸 碱 路易斯酸 碱理论 酸 碱质子理论 问题2 二 化学是人类创造新物质的工具 电解饱和食盐水原理 两极的产物分别是什么 用化学方程式及电极反应式表示出来 在u形管中滴入酚酞试液 哪一极出现红色 问题1 提示 阴极 2h 2e h2 阳极 2cl 2e cl2 提示 阴极 想一想 氯气易与氢氧化钠反应 使得氯气与氢氧化钠的产量均降低 如何解决这一问题 想一想 为了提高氯气及氢氧化钠的产量 对电解槽进行了如下改进 阳离子交换膜电解槽 电解熔融状态的氯化钠 电解法制取金属钠 电解氯化钠的产品及应用 nacl 熔融电解 水溶液电解 cl2 阳极产物 h2 阴极产物 na 阴极产物 制取chcl3 ccl4 聚氯乙烯 漂白剂 药物 颜料等 冶金 如k ti na2o2等 制取hcl nh3 冶金等 制取肥皂 造纸 漂白液等 naoh 阴极产物 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 粮食危机 提示 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 如何形成天下粮仓 思考与交流 合成氨和尿素工厂 叶片干枯卷曲是由于缺钾所致 增产粮食 问题 在粮食增产上科学家提出哪些不同的建议 德国化学家哈伯因发明合成氨技术获1918年诺贝尔化学奖 瑞士化学家米勒因发明杀虫剂ddt获1948年诺贝尔化学奖 研究光合作用的机制 研制杀虫剂 除草剂 生产化肥 利用基因工程育种 思考与交流 提示 一 生产化肥 使粮食大量增产 此图为20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的原理 了解工业合成氨的条件 600 和2 107pa 5 107pa压力下进行反应 大约可以生成8 的氨 作物遭虫害 二 杀虫剂 除草剂的使用 瑞士化学家米勒首先发现ddt具有杀虫性能 1944年后ddt被广泛用作杀虫剂 有效地控制了虫害 米勒因此于1948年获得诺贝尔奖 ddt这一历史上著名的杀虫剂仅仅使用了20年 便逐渐在全球内遭到禁用 有人甚至认为这是一个发 错 了的诺贝尔奖 三 研究光合作用的机制 6co2 6h2oc6h12o6 6o2 光 叶绿素 植物的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 能量传递效率为90 98 四 利用基因工程育种 将固氮基因转移到非豆科粮食作物的细胞内 在固氮基因的调控下 让非豆科粮食作物也具有固氮能力 这一途径叫做固氮基因工程 生物固氮研究的前景 豆科植物与根瘤菌共生 改良品种 20世纪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 在你的身边 哪些地方用到了化学 联系生活中的实例 谈谈你的想法 材料与化学 隔热材料 直径6cm的尼龙绳能吊起2t的汽车 第一颗人造心脏 碳纤维 碳纤维及其制品 碳纤维离心罐 碳纤维电加热板 高科技与化学 纳米技术 纳米碳管模型 纳米铜具有超塑延展性 铜纳米结晶体机械特性惊人 纳米碳管有着不可思议的强度与韧性 重量却极轻 导电性极强 兼有金属和半导体的性能 把纳米管组合起来 比同体积的钢强度高100倍 重量却只有1 6 硅芯片 光导纤维 液晶屏幕 触摸屏幕 信息与化学 太阳能 氢能汽车 能源与化学 导弹 航天飞机 航天与化学 1 下列事实得出的结论错误的是 a 维勒用无机物合成了尿素 突破了无机物与有机物的界限b 门捷列夫在前人的基础上发现了元素周期律 表明科学研究既要继承又要创新c c60是英国和美国化学家共同发现的 体现了国际科技合作的重要性d 科恩和波普尔因理论化学方面的贡献获诺贝尔化学奖 意味着化学已成为以理论研究为主的学科 d 2 从石器 青铜器到铁器时代 金属的冶炼体现了人类文明的发展水平 下图表示了三种金属被人类开发利用的大致年限 之所以有先后 主要取决于 a 金属的导电性强弱b 金属在地壳中的含量多少c 金属的化合价高低d 金属的活动性强弱 d 3 金属钛