2019-2020年高中化學 《緒言》教案 舊人教版必修1.doc

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2019-2020年高中化學 《緒言》教案 舊人教版必修1 教學目的： 1．使學生了解化學在人類進步中的作用。 2．使學生明確在高中階段為什么要繼續(xù)學習化學。 3．激發(fā)學生學習化學的興趣，了解高中化學的學習方法。 4．通過了解我國在化學方面的成就，培養(yǎng)學生的愛國主義精神。 引言： 在高中，化學仍是一門必修課?！盎瘜W……人類進步的關鍵”這句話引自美國著名化學家諾貝爾化學獎獲得者……西博格教授在1979年美國化學會成立100周年大會上的講話。 縱觀化學發(fā)展的歷史，我們就會發(fā)現(xiàn)：化學對社會的發(fā)展和人類的進步產(chǎn)生了多么巨人的作用。西博格（ Glenn Theodore Seabory，1912－xx）是美國核化學家。1940年他與麥克米倫（E。 MMcmillan）等人共同發(fā)觀了94號元素钚。 在第二次世界大戰(zhàn)期間，他領導的芝加哥大學冶金實驗室，創(chuàng)立了生產(chǎn)原子彈材料钚的化學流程，這是核武器研制成功的一個關鍵步驟。1944年，他提出了錒系元素概念與它們的電子結構，這不僅使元素周期表趨于完整，而且為后來合成超鈾元素指明了方向。他和麥克米倫共同獲得1951年諾貝爾化學獎。 投影：運用納米技術拍出的“中國”照片 1．由原子組成的最小漢字“中國”的說明： 中國科學院北京真空物理實驗室的研究人員于1993年底至1994年初，以超真空掃描隧道顯微鏡（STM）為手段，在Si表面上開展了原子操縱的研究，取得了世界水平的成果。他們在室溫下，用STM的針尖，并通過針尖與樣品之間的相互作用，把硅晶體表面的原子撥出，從而在表面上形成一定規(guī)則的圖形，如“中國”等字樣，這些溝槽的線寬平均為2 nm（1 nm ＝110－9 m）是目前在室溫時，人們在Si表面“寫”出的最小漢字。凹陷的地方是原子被撥出后顯下的深黑色溝槽，凸起的亮點是散落的原子形成的，顯白色。 2．掃描隧道顯微鏡： 掃描隧道顯微鏡（ scanning tunneling microscope，簡稱STM）是1982年德國科學家賓尼（Gerd Binnig，1947－）與其同事共同研制成功的世界第一臺新型的表面分析儀器。STM的研制成功為人類認識微觀世界的奧秘又提供了一個十分有用的工具，使人們第一次能夠直接觀察到原子在物質表面的排列狀態(tài)和與表面電子行為有關的物理化學性質，對表面科學、材料科學、生命科學和微電子技術的研究有著重要的意義。為此，他們與電子顯微鏡的發(fā)明家魯斯卡（Emst Ruska）一起榮獲1986年諾貝爾物理獎。 STM具有原子級分辨率，可分辨出單個原子；還具有直接觀測的性能，STM的基本原理是基于量子的隧道效應。將原子線度的極細針尖和被研究物質的表面作為兩個電極，當針尖與樣品的距離非常接近時（通常小于1 nm），在外加電場的作用下，電子會穿過兩個電極之間的絕緣層流向另一電極，這種現(xiàn)象叫做隧道效應，產(chǎn)生的電流就稱為隧道電流。隧道電流的強度對針尖與樣品表面之間的距離非常敏感。通過計算機系統(tǒng)控制針尖在樣品表面掃描。把針尖在樣品表面掃描時運動的軌跡直接在熒光屏或記錄紙上顯示出來，也就是說，STM是通過在針尖掃描時，控制針尖與樣品間的距離恒定不變，從而使針尖隨樣品表面的起伏而起伏。針尖運動的軌跡就表現(xiàn)了樣品表面的形貌。 3．關于化學發(fā)展史的分期問題： 化學究竟從什么時候開始進入了她的近代化學時期？史家都稱1774年拉瓦錫（A．L．Lavoisier）提出元素概念結束燃素論不久，道爾頓（J．Dation）于1803年提出原子學說，使化學進入了這個持續(xù)至今以原子論為主線的新時期。實際上，化學進入近代化學時期后，勢如破竹的發(fā)展所依據(jù)的最基本的理論始終是原子－－分子理論，簡稱原子理論。它指明：不同元素代表不同原子；分子是由原子在空間按一定方式或結構結合而成的；分子的結構直接決定其性能；分子進一步聚集成物體。 原子理論結束了持續(xù)幾個世紀煉金和煉丹家的盲目實踐。有人認為，煉金家之所以長時期與硫黃和重金屬打交道，是基于他們的一個信念：只要把硫黃的亮黃色和重金屬的高密度這兩個性質摻和在一起就可煉出黃金來。歷史已經(jīng)證明，在近代化學時期之前，化學并沒有經(jīng)歷過像物理學發(fā)展進程中出現(xiàn)過的那個經(jīng)典物理學時期（或牛頓力學）。到近代物理兩個時期。同此．我們要有一個共識，一般說來，化學就是指近代化學。 板書： 實用技術 …… 近代化學 …… 現(xiàn)代化學 （冶金、火藥、造紙） （原子－分子學說） （物質結構理論） 展示： 橡膠、合成纖維、半導體材料、光導纖維（這些物質稱之為材料） 板書： 使用功能 材料 非金屬材料（如：陶瓷） 化學組成 金屬材料 （合金） 有機高分子（橡膠） 復合材料 （多功能） 高功能材料（超導） 結構材料 （耐高溫） 信息材料 （液晶） 4．材料和材料科學 材料是人類賴以生存和發(fā)展的物質基礎，一直是人類進步的一個重要里程碑。例如，歷史上的石器時代、青銅器時代、鐵器時代都是以材料作為時代主要標志的。一種新型材料的研制成功，可以引起人類文化和生活的新的變化。石器、陶瓷、銅、鐵、玻璃、水泥、有機高分子（如塑料等）、單晶材料等的發(fā)明，為人類進步提供了重要的物質基礎。沒有半導體材料，便不可能有目前的計算機技術；沒有耐高溫、高強度的特殊結構材料，便沒有今天的宇航工業(yè)；沒有低損耗的光導纖維，便不會出現(xiàn)光信息的長距離傳輸，也就沒有現(xiàn)代的光通訊；沒有有機高分子材料，人們的生活也不可能像今天這樣豐富多彩。相反，有很多新技術，因材料不過關，很難實現(xiàn)。例如，長距離輸電，中途損耗很大，以致造成我國全國電力分布不均。如果在室溫工作的、價廉的超導材料研制成功，就會出現(xiàn)新的局面。又如，太陽能是取之不盡、用之不竭，而又沒有污染的一種能源，但我們目前還沒有價廉、壽命長、光電轉換效率很高的材料，把光能變?yōu)殡娔埽蚨柲墁F(xiàn)在還沒有成為世界上的主要能源。因此，在一定意義上講，材料是科學技術的先導，沒有新材料的發(fā)展，不可能使新的科學技術成為現(xiàn)實生產(chǎn)力。例如，新型材料的合成與制造往往與許多極端條件技術，如超高溫、超高壓、超高真空、超高速、超高純、微重力和極低溫等相聯(lián)系。 問題： 除了合成材料外，人類社會還有哪些問題需要化學解決呢？ ①．化石能源有限，開發(fā)新能源。 ②．環(huán)境保護。 ③．提高農(nóng)作物產(chǎn)量，解決吃飯問題。 ④．維護人體健康（藥）。 書圖： P4圖5，運用化學知識研究實際問題。 光 葉綠素 板書： 自然界存在光能轉換：6 CO2＋6 H2O C6H12O6＋6 O2↑ 構想： 2 N2＋6 H2O……4 NH3＋3 O2 2 CO2＋4 H2O……2 CH3OH＋3 O2 CO2＋2 H2O……CH4＋2 O2