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2019-2020年高中化學(xué) 《緒言》教案 舊人教版必修1 教學(xué)目的： 1．使學(xué)生了解化學(xué)在人類進步中的作用。 2．使學(xué)生明確在高中階段為什么要繼續(xù)學(xué)習(xí)化學(xué)。 3．激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)的興趣，了解高中化學(xué)的學(xué)習(xí)方法。 4．通過了解我國在化學(xué)方面的成就，培養(yǎng)學(xué)生的愛國主義精神。 引言： 在高中，化學(xué)仍是一門必修課?！盎瘜W(xué)……人類進步的關(guān)鍵”這句話引自美國著名化學(xué)家諾貝爾化學(xué)獎獲得者……西博格教授在1979年美國化學(xué)會成立100周年大會上的講話。 縱觀化學(xué)發(fā)展的歷史，我們就會發(fā)現(xiàn)：化學(xué)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(xué)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(lǐng)導(dǎo)的芝加哥大學(xué)冶金實驗室，創(chuàng)立了生產(chǎn)原子彈材料钚的化學(xué)流程，這是核武器研制成功的一個關(guān)鍵步驟。1944年，他提出了錒系元素概念與它們的電子結(jié)構(gòu)，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(xué)獎。 投影：運用納米技術(shù)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(xué)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(xué)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(rèn)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(zhì)表面的排列狀態(tài)和與表面電子行為有關(guān)的物理化學(xué)性質(zhì)，對表面科學(xué)、材料科學(xué)、生命科學(xué)和微電子技術(shù)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(yīng)。將原子線度的極細(xì)針尖和被研究物質(zhì)的表面作為兩個電極，當(dāng)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(yīng)，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(guān)于化學(xué)發(fā)展史的分期問題： 化學(xué)究竟從什么時候開始進入了她的近代化學(xué)時期？史家都稱1774年拉瓦錫（A．L．Lavoisier）提出元素概念結(jié)束燃素論不久，道爾頓（J．Dation）于1803年提出原子學(xué)說，使化學(xué)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(xué)進入近代化學(xué)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(jié)構(gòu)結(jié)合而成的；分子的結(jié)構(gòu)直接決定其性能；分子進一步聚集成物體。 原子理論結(jié)束了持續(xù)幾個世紀(jì)煉金和煉丹家的盲目實踐。有人認(rèn)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(zhì)摻和在一起就可煉出黃金來。歷史已經(jīng)證明，在近代化學(xué)時期之前，化學(xué)并沒有經(jīng)歷過像物理學(xué)發(fā)展進程中出現(xiàn)過的那個經(jīng)典物理學(xué)時期（或牛頓力學(xué)）。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(xué)就是指近代化學(xué)。 板書： 實用技術(shù) …… 近代化學(xué) …… 現(xiàn)代化學(xué) （冶金、火藥、造紙） （原子－分子學(xué)說） （物質(zhì)結(jié)構(gòu)理論） 展示： 橡膠、合成纖維、半導(dǎo)體材料、光導(dǎo)纖維（這些物質(zhì)稱之為材料） 板書： 使用功能 材料 非金屬材料（如：陶瓷） 化學(xué)組成 金屬材料 （合金） 有機高分子（橡膠） 復(fù)合材料 （多功能） 高功能材料（超導(dǎo)） 結(jié)構(gòu)材料 （耐高溫） 信息材料 （液晶） 4．材料和材料科學(xué) 材料是人類賴以生存和發(fā)展的物質(zhì)基礎(chǔ)，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(biāo)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(zhì)基礎(chǔ)。沒有半導(dǎo)體材料，便不可能有目前的計算機技術(shù)；沒有耐高溫、高強度的特殊結(jié)構(gòu)材料，便沒有今天的宇航工業(yè)；沒有低損耗的光導(dǎo)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(shù)，因材料不過關(guān)，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(dǎo)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(zhuǎn)換效率很高的材料，把光能變?yōu)殡娔?，因而太陽能現(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(xué)技術(shù)的先導(dǎo)，沒有新材料的發(fā)展，不可能使新的科學(xué)技術(shù)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(shù)，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(xué)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(xué)知識研究實際問題。 光 葉綠素 板書： 自然界存在光能轉(zhuǎn)換：6 CO2＋6 H2O C6H12O6＋6 O2↑ 構(gòu)想： 2 N2＋6 H2O……4 NH3＋3 O2 2 CO2＋4 H2O……2 CH3OH＋3 O2 CO2＋2 H2O……CH4＋2 O2