俗话说，居安思危，思则有备，有备无患。教师要准备好教案，这是教师的任务之一。教案可以让学生能够在教学期间跟着互动起来，帮助教师更好的完成实现教学目标。所以你在写教案时要注意些什么呢？小编特地为大家精心收集和整理了“第五单元杰出的科学家”，大家不妨来参考。希望您能喜欢！

第五单元杰出的科学家
第19课著名铁路工程师詹天佑导学

了解“中国铁路之父”詹天佑的生平事迹，记忆京张铁路的相关史实和历史意义，学习詹天佑崇高的科技报国精神、民族主义精神和艰苦奋斗精神。

1、詹天佑出生在一个破落的茶商家庭，从小就对感兴趣；，他成为中国赴美留学幼童成员，在美完成小学、中学后考入理工学院土木工程系，主修，1881年学成归国，毅然投入并将毕生精力献给了中国铁路事业。
2、1905年起，詹天佑率领工程人员，战胜天险，出色地完成了和两处艰难的隧道工程，并在八达岭工程中创造性地设计出了，仅用时间就提前完成了的修建。这是中国工程技术人员和工人完全用，由中国，独立自主建成的。詹天佑也因此而成为被选入的中国工程师。
3、詹天佑一生致力于祖国的铁路建设事业，并为维护与列强斗争，被称为“”，周恩来赞誉他为“”。

1．背景：鸦片战争后，资本主义经济入侵中国自然经济逐渐瓦解，国家面临危机。
2．贡献：自主创新修建京张铁路。
詹天佑作为中国第一批留学美国的学生，回国后担任铁路工程师，率领中国工程人员，克服重重困难，踏勘并主持修建京张铁路，成为中国人自行设计和修筑的第一条铁路干线，并为建立中国铁路近代化制度作出了卓越贡献。詹天佑从事铁路事业三十多年，几乎和当时我国的每一条铁路都有不同程度的关系。到晚年，因积劳成疾，不幸于1919年病逝。
3．评价
（1）为中国建造自己的铁路，为中国科技界在国际上争得一席之地，为中国铁路事业的自主发展开创了新的方向。
（2）参加保卫铁路的斗争，始终捍卫中国的铁路权益，周恩来同志曾高度评价詹天佑的功绩，说他是“中国人的光荣”。
（3）被称为“中国铁路工程之父”。

『例』中国人独立自主建成的第一条铁路是（）
A.京张铁路B.粤汉铁路
C.吴淞至上海的铁路D.川汉铁路
[解析]注意“独立自主”和“第一条铁路”这些重要信息。詹天佑克服重重困难，踏勘并主持修建京张铁路，成为中国人自行设计和修筑的第一条铁路干线，
[答案]A

一、选择题
1、使列强打开中国西南门户并取得修筑铁路特权的条约是（　）
A、《南京条约》B、《北京条约》
C、《中法新约》D、《马关条约》
2、中国人独立自主建成的第一条铁路是（）
A京张铁路B粤汉铁路
C吴淞至上海的铁路D川汉铁路
3、著名铁路工程师詹天佑毕业于（）
A剑桥大学B牛津大学
C耶鲁大学D麻省理工学院
4、被誉为“中国铁路工程之父”的是（）
A冯如B李四光
C李时珍D詹天佑
二、材料题阅读下列材料：
材料一：光绪六年岁末，刘铭传力请修筑铁路……李鸿章立足中外比较支持刘铭传的倡议，其词曰：“处今日各国皆有铁路之时，而中国独无，譬犹居中古以后而屏弃舟车，其动辄后于人也必矣。”但更多的人“群相讹骇”，不但责骂刘铭传与李鸿章“直欲破坏列祖列宗之成法以乱天下”，而且宣言：“铁路行之外夷则可，行之中国则不可。”洋务派虽冲破阻力“毅然兴办”，但步骤之难可以体味。
材料二：甲午战后中国铁路事业的格局为之一变……至1911年，中国共建铁路8200公里，其中帝国主义直接投资修筑的铁路占46％，贷款建筑的铁路占40％，中国人自建的铁路仅1200公里，只占14％。
材料三：一些闭塞地区的经济因铁路而活跃，一些古老的城镇因铁路而面目一新……铁路在畅运经济，带动繁荣的同时还意味着信息的流通、知识的传播，意味着建立“铁路交通日常急需的各种生产过程”，所有这一切，无疑都有助于打破中国传统社会“自给自足的惰性”，推动现代化进程。
材料四：据袁昶估计，庚子(1901年)前后，仅顺天府(即北京)属州县的穷民之中，“失车船店脚之利，而受铁路之害者”即在万余人以上。
材料五：帝国主义对中国的资本输出，一如他们所有的经济扩张活动，“完全是被极卑鄙的利益驱使”(马克思语)。俄国外交大臣维特揭示列强争夺铁路的奥秘时说：“欧洲列强十分清楚，在中国保障经济势力的有力方法之一是将铁路建筑权抓在手里。”
摘自周积明《最初的纪年——中国早期现代化研究》
请回答：
(1)根据材料一、二、五，结合时代背景，分析近代中国兴建铁路的特点。
(2)根据材料三、四，概括近代中国兴建铁路的影响。

参考答案

1、广东南海机器构造1872年第一批耶鲁大学铁路工程专业
2、居庸关八达岭“人”字形线路，四年京张铁路自己的技术和力量自筹款项第一条铁路干线第一位美国土木工程师学会
3、国家铁路权益“中国铁路工程师之父”“中国人的光荣”

一、单项选择题1——4CACD
二、材料题
(1)大多数中国人对铁路的认识落后、愚昧是阻碍中国铁路建设的重要原因之一；帝国主义极力争夺铁路修筑权，压制中国自主铁路建设也是阻碍中国铁路建设的重要原因之一。故铁路建设发展很缓慢，且很大程度上受帝国主义控制。
(2)铁路的兴建对中国社会传统冲击极大，尤其对自然经济的破坏巨大。一方面瓦解原有经济结构，给从业的人民带来痛苦的失业，另一方面却极大地推动了当地的现代化进程。

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专题六杰出的中外科学家

专题教学总体设计思路
本专题叙述了中外科学家李时珍、詹天佑、李四光、牛顿、爱因斯坦的主要事迹，分两课时授课。
第一课时介绍了分别处于中国古代、近代、现代的三位科学家李时珍、詹天佑、李四光。
在中国古代科学技术发展进程中，涌现出一大批在世界科学技术史中占有重要地位的科学家和发明家，如由多人著成、世界公认的古典数学名著《九章算术》，北魏末年写成《齐民要术》的贾思勰，在圆周率计算方面居世界领先地位的祖冲之，明代写成《农政全书》的徐光启等，他们的共同特点是，自成体系，成果先进，应用性强。李时珍在批判地继承了16世纪以前我国医药学成果的基础上，经过广泛调查研究和亲身实践，完成了被誉为“东方医药巨典”的医药学巨著《本草纲目》。但纵观我国古代绵长的历史，领先世界的是实用型技术而非科学，而技术只有发展到科学的高度，用科学指导和改进技术，才能产生质的飞跃，从而推动社会生产力的迅猛发展。明朝以后，中国的科学技术已慢慢落后于西方。当时的西方，已出现了一系列新的变化：资产阶级思想和资本主义制度由萌芽走向壮大，新旧两种思想和两种制度的斗争空前惨烈，其中就包括以科学的力量来反对宗教的愚昧、落后与反动。近代自然科学正是在这场殊死的斗争中为自己争得了独立的地位，揭开了近代自然科学冲破宗教与封建的藩篱、确立近代科学技术体系的帷幕。而在中国，在腐朽没落的清王朝统治和列强的侵略欺凌下，中国的科学技术已远远落后于西方工业国家。在这种历史背景中，铁路工程专家詹天佑主持完成京张铁路的建设，成为震惊中外的伟大工程，它振奋了民族精神，推动了中国铁路事业的发展．从中也可以看出科学家的坚毅性格、创新精神和爱国精神。新中国成立后，百废待兴，许多科学家放弃国外的优越生活，怀着报国之心，毅然回国，参与到新中国的建设中来，做出了巨大的贡献，地质学家李四光便是杰出的代表。他创立地质力学，打破中国“贫油”之说，并致力于地震地质的研究，为实现地震预报探明了方向。
第二课时介绍了分别处于西方近代、现代的两位大科学家——牛顿和爱因斯坦。
在近代，西方的科学技术发展逐渐居于世界领先地位，大批的科学家和科研成果推动着世界进入翻天覆地的变化时期。作为近代世界科学界的卓越代表，牛顿创立了经典力学，解开了物质运动的本质，发现了宇宙定律。作为历史上继牛顿之后最伟大的科学家，爱因斯坦提出了狭义相对论和广义相对论，追寻着空间与时间的本质，开辟了物理学的新纪元。这充分体现了科学发展永无止境。
科技改变了世界，科技的每一次大变革都促成了人类社会的一次飞跃，科技推动着人类从古代走向了现代。科技是由科学家创造的，一代代的科学家都敢于怀疑，勇于探索，痴迷于科学研究，在批判和继承前人基础上的不断创新，在科学事业上的劈荆斩棘和艰辛努力，推动着人类社会不断向前。人类社会在三次科技革命的推动下，已经并正在得到不断的发展和进步。
18世纪60年代，以大机器生产和广泛应用蒸汽动力为标志的第一次工业革命首先在英国发生和完成。蒸汽动力技术代表着这一时期技术发展的方向，它的发展推动和促进了其他技术的发展，并导致社会生产力在世界范围内的变革。
19世纪60年代，随着新能源的发现和应用，新机器、新材料、新工艺的发明与推广，新工业部门的建立与发展，新运输手段的发明与使用，远距离传递信息的新方法和新设备的出现等，标志着人类历史上的第二次科技革命开始了。它牵引着人类社会从蒸汽时代跨入电气时代。人类社会开始大踏步地跨进现代文明的大门。
20世纪40年代末，以核能、电子计算机和空间技术为主要标志的第三次科技革命，首先从美国兴起，随后扩大到西欧、日本等一系列国家。苏联等社会主义国家在核能、空间技术、新型材料等领域也取得重大进展，其成果共同构成了第三次科技革命的主要内容。第三次科技革命实现了科学技术和社会生产力的巨大飞跃，使科学技术跃居为社会第一生产力。
科学技术的进步推动了经济的发展与社会的进步，促进着生产方式、生活方式、思维方式的变革，推进了经济的繁荣与生活质量的提高，使得科技作为第一生产力的作用被普遍的认识。另一方面，经济社会的不断发展又为科学技术的发展提供了动力和源泉。它们的互相促进构成了推进人类社会不断向前的双翼。
在教学过程中，运用中外比较的方法展开探究是一个很好的学习方法。如比较中外科学家所处的时代特点及其科学研究特点，可以较好地了解中国与外国科学发展的各自特点，更清楚地感受中国近现代科学家开展研究工作的动力及其科学品质；将牛顿与爱因斯坦对科学发展的贡献进行对比，可以发现世界科学发展的重大转折，深切感受科学改变世界的力量。
中国科技之光
[内容标准]
了解李时珍、詹天佑、李四光等科学家的主要事迹，认识他们对社会发展所做的贡献。
[教学目标]
一、知识与能力
了解李时珍的成长历程及其用全部心血著成的《本草纲目》在医药学上的重要地位。
了解詹天佑的成长历程，认识他主持完成的京张铁路工程对振奋民族精神的重要作用。
了解李四光的成长历程及其主要贡献，探讨中国科学家的高尚品质及其在振兴国家的历程中所发挥的重要影响。
通过探讨科学家与时代、民族、国家发展之间的关系，培养学生运用历史唯物主义的观点来看待和评价科学技术在历史上的重要影响。
二、过程与方法
学会利用多种手段自主收集资料，学会分析、整合材料并提取有效信息，探讨科学与社会发展之间的辩证关系。
运用比较研究的方法，结合高中相关学科内容的学习，比较和分析詹天佑、李四光在科学精神、创新意识方面的异同点。
三、情感、态度与价值观
通过对李时珍、詹天佑、李四光主要事迹和贡献的学习，认识到怀疑和探索精神的可贵，认识到个人要有所成就，必须性格坚毅，不断创新，要学习科学家的科学精神和爱国精神，崇尚科学精神，坚定求真、求实和创新的科学态度。
通过学习科学与社会发展之间的关系，认识到科技虽然是独立的领域，但它与其他社会领域有很强的关联，认识到科学和社会发展之间的辩证关系，牢固树立科学技术是第一生产力的思想，努力营造适合科学发展的社会环境。
[教学重点]：李时珍、詹天佑、李四光的主要科技成就。
[教学难点]：认识和理解詹天佑、李四光科技创新的时代意义。
李时珍《本草纲目》
本目讲述了四个问题：一是李时珍所处的时代背景；二是李时珍的主要事迹；三是《本草纲目》的地位；四是李时珍是医药学的集大成者，也是传统医学的继承者。
李时珍所处的时代背景
介绍李时珍所处的时代背景，就不能不提到中外科学发展的异同。因为，李时珍所处的时代正是西方社会结构和科学技术开始发生巨大变动的前夜。
（1）从15世纪开始，中国科学技术的领先地位逐步丧失，西方以崭新的近代科学技术体系处于世界领先地位。这个时期，中国在自然科学领域所取得的成就，大多属于应用科学。《本草纲目》的编纂宗旨是为了“辨天下物品之情味，合世人疾病之解宜”，即是为了解决应用的问题。而此时，西方的自然科学则主要是朝着理论研究的方向发展。科学家探索自然奥秘的直接目的，不在于能否在实际中得到应用，而在于研究自然万物发生、发展的原因及其规律。
（2）就科学研究的方法而言，在西方，科学家所使用的方法大多是观察、实验、数学演算和逻辑推理，为了这些方法的有效应用，他们还发明了一系列的实验仪器。正是这些理论的发现、方法的应用和实验仪器的发明，使近代自然科学在本质上有别于古代的自然科学。而当时中国的科学研究方法，主要是受儒学思想的影响，崇尚抽象的思辨，忽视逻辑推理和科学实验，没有使用数学和符号系统进行论证的传统，因而往往缺乏精确的定量分析，而综合分析也往往陷入空泛的思辨之中。这就很难形成严密的科学体系。
（3）在中国长期的封建社会里，自给自足的自然经济一直占主导地位。自然经济是一种相对分散的、狭隘的、封闭的、保守的经济形式，这种经济形式，既不能为自然科学的发展提供雄厚的物质基础和先进的研究手段，也不能产生发展科学技术的迫切要求。在中国漫长的封建社会中，相对安定统一的社会环境本是一种有利于科学技术发展的重要因素，但在严密的封建专制统治下，专制和独裁扼杀了人性，窒息了人的创造性和思维的活跃性。在这种社会政治制度下，难以形成活跃的学术氛围和激发人对自然探索的强烈兴趣。严酷的政治现实使科学失去内在的活力，是这个时期中国科学技术滞后的重要社会因素。
（4）中国历代封建统治者，为了维护专制统治，都毫无例外地实行了文化专制主义政策。其主要内容表现为三个方面：一是对知识分子的诱逼与迫害；二是对不利于封建专制统治的所谓“异端思想”的封杀；三是实行所谓思想的大一统。“学而优则仕”和荒唐的文字狱是历代封建统治者惯用的手段：“罢黜百家，独尊儒术”在思想领域绞杀“异端”。儒家思想宣扬的是为统治阶级服务的封建伦理道德，注重的是人自身的修养。进入近代西方注重的是人的权利与自由，这种权利与自由来自于对自然、宇宙的探究及对社会发展规律的认识，因此，西方资产阶级启蒙思想家提出了“天赋人权”、“自由平等”的观念，引导人们将目光投向自然和广阔的社会，成为激发探究愿望的推动力，而这种推动力无疑造就了大批献身科学的科学家。
（5）与上述状况相对应的是当时中国教育制度的落后。这种落后性表现在：教育目的的奴性化，即为培养效忠于皇帝的臣民而进行的教育；教育内容的陈腐化和单一化，即以封建文化的集大成者儒学为教学的主要内容，而不涉及任何生产和自然科学知识；教育方式上的私人化，即以私塾这种私人教育行为代替社会和国家的教育行为，这样不利于教育的规范化和规模化，教育评价体系上的官本位化，即以八股取土来评价教育效果的优劣。15世纪以后，当西欧在教育领域发生翻天覆地的变化时，中国这种落后的教育制度就不仅仅是不适应近代科学技术发展的问题，而是成为维护旧制度、压制人才成长的主要工具和手段。而12至13世纪以后的西欧，教育在一些先进地区开始走出宫廷和教会的狭小空间，实现了教育的世俗化和教学内容的实用化，各级各类学校和大学相继建立，并普遍开设了自然科学方面的讲座，培养了大量有知识的工商业者、医生、技师、航海家和各种专家学者，他们在日后欧洲科学技术的发展中扮演了主角。
李时珍所处时代特征：日薄西山，封建统治走向衰落（相对西方历史潮流而言）
1、政治上：君主专制发展到高峰，表明正常的统治措施已难以维持统治，封建制度日益腐朽；
2、经济上：商品经济空前活跃，资本主义萌芽产生和发展，代表了新的生产力；
3、对外关系上：实施海禁政策，闭关锁国。
4、文化上：儒家思想开始活跃（李贽）
一、李时珍的人生之路（了解）
1.出身名医世家，从小酷爱医学
2.三次乡试落榜，坚定从医之路
3.宫廷御医之便，饱识医术药材
4.深鉴《本草》遗误，辞官回乡重修
5.27春秋努力，编成《本草纲目》
二、中国的百科全书——《本草纲目》
“本草纲目”之意
本草：有关中药方面的学问；纲目：药物分类体系

1、编写的原因：——纠正历代药物学著作存在缺陷
（1)药材名称混乱
（2)一些药材虽有毒性,但长期被认为可以服用,害人不浅。
2、编写过程：
①十年阅读鉴别（读万卷书）；
②亲自采药考察（行万里路）；
③深入民间请教；
④亲自栽培药物
思考1:你从李时珍编撰《本草纲目》过程中能学到哪些高贵品质？
救死扶伤的医德；不盲从古训；刻苦钻研的坚强意志；广泛实地考察的科学方法；亲尝曼佗罗的不怕危险的精神；不耻下问的谦虚态度；27年坚韧毅力。
3、内容特点：
①药物内容丰富：数量多；增加新品种；配有插图
②药物分类先进：首创按药物自然属性逐级分类的纲目体系；
③纠正前人很多错误；
④涉猎多种学科；
⑤文学色彩浓厚
4、影响及地位：
《本草纲目》集中国古代医药学之大成，是“中国古代百科全书”，被誉为“东方医药巨典”。它系统地总结了中国16世纪以前医药学的经验和成就，大大丰富了中国的药物品种，是中国古代医药学、植物学的宝贵遗产，对中国乃至世界医药学的发展都起到了重大的推动作用。
①“东方医学的巨典”：集大成之作，被译成多种文字；
②达尔文称之为“中国的百科全书”
③其科学性、文学性、实用性，在我国及世界广泛流传
思考2：为何李时珍能编写成《本草纲目》并成为杰出的科学家？
前人奠定的基础明朝相对稳定的社会环境
个人坚持不懈的努力有利的客观条件（兴趣志向、仕途受挫）
三、评价李时珍
李时珍是中国古代卓越的医药学家，世称“医中之圣”，被奉为世界文化名人。《本草纲目》集中国古代医药学之大成，是“中国古代百科全书”，被誉为“东方医药巨典”，名扬海内外。
李时珍编撰《本草纲目》，开创药物分析新体系，被称为“中国的百科全书”，其伟大的医学成就，成为对人类最有贡献的科学家之一。
李时珍所体现的矢志不渝、执著坚定的信念，科学严谨、求真务实的态度，不畏艰险、勇于创新的献身精神也将永远绽放光芒。

1、英国留学生卡尔到中国来学习中医，他想先全面学习中医典籍但时间很紧迫，你会优先向他推荐（）
A.《唐本草》B.《黄帝内经》C.《本草纲目》D.《神农本草经》
2、李时珍编写《本草纲目》的目的是为了（）
A.帮助父亲更好地行医B.名扬天下C.纠正过去医书的错误D.入朝为官
3、下列属于李时珍编写《本草纲目》的客观条件的是（）
A.相对稳定的社会环境B.执著坚定的信念
C.勇于探索和创新的献身精神D.个人的兴趣爱好
4、《本草纲目》运用了先进的药物分类法，其首创的逐级分类的依据是（）
A.药物的名称B.药物的产地C.药物的价格高低D.药物的自然属性
5、称《本草纲目》为“中国古代的百科全书”主要是因为它（）
A.涉及的学科领域广B.记载的药物种类C.分类方法先进D.对世界影响巨大
6、李时珍有哪些优秀的品质值得学习?（）
①救死扶伤的医德②刻苦钻研的坚强意志③勇于牺牲的精神④不耻下问的谦虚
A．①②③④B．②③④C．①②④D．①②③④
7、下列关于《本草纲目》的评价有误的是（）
A.东方医学的巨典B.中国古代的百科全书
C.流传广远泽被东西D.一部学文学者必读之书
8、下列对李时珍的表述不正确的是（）
A.对人类最有贡献的科学家之一B.医中之圣
C.被奉为世界文化名人D.东方医药巨典
9、关于《本草纲目》下列说法正确的是（）
A.是我国最早的药物学巨著B.首创按药物自然属性逐级分类的纲目体系
C.奠定了我国医疗学的基础D.是我国最早、最全的药方全集
10、明朝和西欧文艺复兴时期的科学技术都取得辉煌的成就，这些成就的共同指出是（）
A.反映了尊重自然、探索自然的精神B.侧重于理论探索
C.局限于生产、生活层面的探索D.提倡实验科学
詹天佑与京张铁路
这一目主要了解京张铁路修建的时代意义，理解詹天佑的民族情操和爱国精神。
一、詹天佑的地位
二、艰难的求学历程
1、善于探究的少年时代
2、留学美国
（1）背景：清政府内忧外患，为自强求富以维护清朝统治，开展洋务运动；
（2）目的：培养洋务人才(为了培养科技、法律和翻译人才)（维护清朝统治）
（3）过程：1871—1881幼童留学，这是中国近代留学运动的开端。
1872年，詹天佑赴美留学——考入美国康涅狄格洲的西海纹海滨学校、丘屋高级中学——1878年，考入耶鲁大学雪菲尔理工学院土木工程系铁路工程科——1881年，回国。
（4）结果：中途夭折。
（5）夭折原因：中西方社会性质不同，培养人才的目的不同。（封建奴才——国家主人）

三、曲折的报效祖国之路
1、留学海外归来
2、勇于承担重任----修筑京张铁路
1）背景：帝国主义对中国铁路路权争夺激烈；
清政府认识到铁路重要性，决定修建京张铁路
2）面临困难：A、帝国主义阻挠、嘲笑；
B、清政府拨款有限，时间紧迫；
C、工程自身难度较大；
3）如何克服：A、选线问题：“关沟线”；
B、发明“詹天佑钩”
C、发明双头列车
D、设计“人”字形路线；
E、采用直井施工法；
F、用风扇机、手拉风箱解决通风问题……
4）结果：1907年，京张铁路提前全线通车
5）意义：
A、中国人自行筹款、勘测、设计并施工的第一条铁路，是中国铁路史上的里程碑。
B、外国工程师称为“不可能的奇迹”，周恩来誉为“中国人的光荣”；
C、是詹天佑个人事业的杰出成就，也是中国近代交通事业杰出成就。
三、为铁路事业鞠躬尽瘁
1、投身铁路建设事业：张绥、川汉、粤汉等铁路；
2、积极投身保路运动；
原因：1911年，清政府宣布“铁路国有”——实质是出卖铁路主权
3、为民国政府造路；
4、力争中东铁路路权
四、评价詹天佑
1、詹天佑早年留洋刻苦求学，中年建成中国第一条铁路京张铁路，晚年维护中国铁路路权，依然为铁路事业鞠躬尽瘁，一生都奉献给了铁路建设事业，无愧于“中国铁路之父”的称号。
2、詹天佑是我国近代科学与工程技术史上的先驱，推动中国近代交通事业的发展，也是我国近代史上杰出的爱国知识分子，我们能从他的身上汲取丰富的精神财富：热爱祖国、不畏艰险、勇于创新……

詹天佑修建京张铁路的时代背景
①中国封建社会自给自足的自然经济形态、封建专制主义中央集权制、专制的文化政策和落后的教育制度成为中国近代科学落后于西方的重要原因。②清朝“闭关锁国”的政策导致国人闭目塞听，不了解世界，不了解西方，当西方正经历着工业革命时，中国仍然在推行“重农抑商”政策，资本主义萌芽如蜗牛般缓慢爬行，使中国科学技术发展更加滞后。③鸦片战争后，中国屡遭外来侵略，民族矛盾和阶级矛盾交替上升，统治者无暇顾及科技的发展。④进入帝国主义阶段的英美日等主要资本主义国家，以资本输出为主，抢夺在中国的矿权和路权。1905年，清政府决定兴建北京到张家口的铁路。英俄都想插手，由于中国人民的强烈反对，他们的企图没能得逞。英俄使者便威胁说，如果京张铁路由中国工程师自己建造，那么修建的一切问题都与英俄两国无关。他们以为这么一来，中国便无法建造这条铁路。
詹天佑的历史功绩
在这样的时代背景下，詹天佑成功地完成了京张铁路的修建。作为中国第一批官办留学生的一员，詹天佑17岁考入美国耶鲁大学土木工程系，专攻铁路工程。通过四年的刻苦学习，他以突出的成绩在毕业考试中名列第一名，并以厚实的功底，立志奉献于祖国的铁路事业。在修筑京张铁路的过程中，詹天佑创造性地克服了技术难题，在三个关键问题上做出了突出贡献。第一个是选线问题，第二个是发明了“詹天佑钩”，第三个是发明了双头列车。
京张铁路是中国第——条不借助外国修建的铁路，它的成功建成，大长了中国人的志气，给藐视中国的列强以猛烈的回击，詹天佑也因此名扬中外。
詹天佑在国事日蹙的背景下，能够创造性地完成京张铁路的修建，这也体现了时代与科学家的辩证关系，即时代可以造就科学家，科学家也能改造时代。

李四光与地质力学
这一目主要介绍李四光创设的地质力学理论及根据理论研究成果指导新中国的石油勘探事业方面的事迹，认识他的爱国情操和创新精神。
一、李四光的地位
二、海外留学，报效祖国
1、留学日本：学习造船——1910年回国，赐“工科进士”；
2、留学英国：学习采矿、地质——1920年回国，从事科研与培养人才（北大教授）
3、赴英深造（对国民政府不满）——1950年回国，为祖国科学事业作伟大贡献
三、为祖国经济建设做出贡献
1、地质力学的创始人
（1）1926年《地球表面形象变迁的主因》——地质力学萌芽之作；
（2）1945年《地质力学的基础与方法》——正式提出“地质力学”名词；
（3）1948年伦敦国际地质学会报告：《新华夏海的起源》
——“地质力学”从此被载入史册，李四光也被公认为地质力学的奠基人；
（4）20世纪六十年代《地质力学概论》（经验总结）
——地质力学的代表作，是地质力学研究中的里程碑
2、推动中国石油和其他矿产资源的开采
3、为实现地震预报指明方向
对地质力学的运用
1、寻找石油资源——勘测到大庆、大港、胜利、华北等大油田；使中国摘掉“贫油”的帽子，为国家经济建设提供能源保障
2、寻找铀矿资源——发展核能事业；
3、探索地震预报——加强各种地质灾害的预测和预防；
4、为成昆铁路选线、攀枝花钢厂选址等总共大工程服务
四、其它领域成就突出
1、古生物学研究领域：创立蜓科化石的鉴定标准——提高坚定的科学性和准确性；
2、冰川学研究领域：确定中国第四纪冰川的存在——推翻外国人的错误结论

思考：李四光是位颇有传奇色彩的人物，他早年受孙中山“努力向学，蔚为国用”的勉励，后再度出国留学，在新中国成立之际冲破重重阻碍回到祖国。他打破了两个“洋神话”，被誉为中国的“地质之光”。请问：李四光打破了哪两个“洋神话”？李四光的哪些精神值得当今青年科技者学习？
提示：①他确定中国第四纪冰川的存在，有力地反驳了中华文明由西方传入的论调。在他的地质力学理论的指导下，中国成功发现了许多大型油田，推翻了外国人“中国贫油”的观点。②崇高的爱国主义精神，为科学献身的精神，少年大志的精神，敢于挑战权威、勇于探索真理的精神，严谨治学的精神。
五、评价李四光
李四光是中国科技界的一面旗帜。
学术地位：我国地质力学的奠基者，杰出的地质学家，是新中国地质事业的开拓者和奠基人；
1、人格魅力：他把一生都献给科学事业，献给祖国和人民，他身上你凝聚着强烈的爱国热情和民族自尊心、自信心；
2、总体评价：以杰出的成就为中国科学工作者树立了光辉的榜样，在中国科学发展史上具有不可替代的位置。

第二单元科学家怎样研究有机物

第二单元科学家怎样研究有机物
第一课时
【教学目标】
1.知道如何确定有机物的最简式
2.了解李比希提出的基团理论，认识常见的基团以及在有机物中的性质
3.能看懂简单的核磁共振谱图及红外光谱图
4.认识手性分子
5.了解简单有机反应的反应机理
【教学重点】认识常见的基团以及在有机物中的性质

【教学难点】知道如何确定有机物的最简式

【教学课时】2课时
【教学方法】问题教学法、范例教学法、问题讨论法、自主合作探究式教学法等
【教学过程】

【引入】
人们对有机物的研究经历了“从天然的动植物中提取”，“分离出一些纯净物”、“研究有机化合物的组成、结构、性质、和应用”、“根据需要对有机物分子进行设计和合成”的发展过程。
一、有机化合物组成的研究
对于有机物的研究首先就要知道有机物的组成及结构。
1定性分析确定有机物的组成元素
（1）燃烧法
有机物完全燃烧，各元素分别转化为以下物质
C→CO2H→H2ON→N2Cl→HCl
（2）钠熔法确定有机物中是否含有氮、氯、溴、硫等元素。
有机物与Na混合熔融：N→NaCNCl→NaClBr→NaBrS→Na2S
（3）铜丝燃烧法确定有机物是否含有卤素
将一根纯铜丝加热至红色，蘸取试样，放在火焰上灼烧，若存在卤素，火焰呈绿色
2定量计算确定有机物的分子式
李比希法：利用CuO在高温下氧化有机物，生成水和二氧化碳
H→H2O高氯酸镁吸收
C→CO2碱石棉吸收
确定C、H的量。
例1实验测得某碳氢化合物A中含碳80%，含氢20%，又测得该化合物对氢气的相对密度为15。求该化合物的分子式。
C2H6

（1）最简式法
确定各元素原子个数比，求出最简式

根据有机物的M求出分子式

（2）直接计算法
直接求算出1mol有机物中各元素原子的物质的量，即可确定分子式。

补充：有机物相对分子质量的确定
1.标态密度法：
根据标准状况下气体的密度，求算该气体的相
对分子质量：M＝22.4×ρ
2.相对密度法：
根据气体A相对于气体B的相对密度，求算该气
体的相对分子质量：MA＝D×MB
3.混合物的平均相对分子质量：

＝

例2某有机物A3.0g在4.48LO2中充分燃烧，产物只有CO2、CO、H2O，将产物依次通过浓硫酸、碱石灰，浓硫酸增重3.6g，碱石灰增重4.4g，求该有机物的分子式。
C3H8O

注意：某有机物燃烧产物为CO2和H2O，则需确定该有机物中是否含有O元素。
m(有机物)＞m(C)＋m(H)→有机物中含有氧元素
m(有机物)＝m(C)＋m(H)→有机物中不含氧元素
【课后练习】
１．某有机物在氧气中充分燃烧，生成等物质的量的二氧化碳和水。则该有机物的组成必须满足的条件是（）
A．分子中C、H、O的个数比为1:2:3B．分子中C、H的个数比为1:2
C．该有机物的相对分子质量为14D．该分子中肯定不含氧
答案：B
２．设计实验方案区分己烷、溴乙烷、乙醇三种液态有机物。
[参考答案]分别取样加水（或溴水、碘水），溶解不分层的是乙醇；出现分层的，有机层在上的是己烷，有机层在下的是溴乙烷。
３．某同学为测定维生素C中碳、氢的质量分数，取维生素C样品研碎，称取该试样0.352g，
置于铂舟并放入燃烧管中，不断通入氧气流。用酒精喷灯持续加热样品，将生成物先后通过无水硫酸铜和碱石灰，两者分别增重0．144g和0．528g，生成物完全被吸收。试回答以下问题：
（1）维生素C中碳的质量分数是，氢的质量分数是。
（2）维生素C中是否含有氧元素?。
为什么?。
（3）如果需要你确定维生素C的分子式，你还需要哪些信息?。
[参考答案](1)40．91％4．54％(2)是因为氢、碳总质量加和小于原样品质量(3)维生素C的相对分子质量
４．某烃含氢元素的质量分数为17.2%，求此烃的实验式。又测得该烃的相对分子质量是58，求该烃的分子式。
解1：，∴该烃的实验式为C2H5。
设该烃的分子式为(C2H5)n，(2×12+1×5)n＝58，解得n＝2
∴该烃的分子式即为C4H10。
解2：，
∴该烃的分子式即为C4H10。
解3：
∴该烃的分子式即为C4H10。
５．室温时某气态烃10mL与过量氧气混合，点燃爆炸后恢复至室温，气体体积比点燃前减少了25mL。再把这些气体通过苛性钠溶液，气体体积又减少了30mL。试确定该烃的分子式。
６．（2005江苏理科综合315分）有机物A由碳、氢、氧三种元素组成。现取3gA与4.48L氧气（标准状况）在密闭容器中燃烧，燃烧后生成二氧化碳、一氧化碳和水蒸气（假设反应物没有剩余）。将反应生成的气体依次通过浓硫酸和碱石灰，浓硫酸增重3.6g，碱石灰增重4.4g。回答下列问题：
（1）3gA中所含氢原子、碳原子的物质的量各是多少?
（2）通过计算确定该有机物的分子式。
[参考答案]
（1）n(H)＝2n(H2O)＝0.4mol（1分）
n(C)＝n(CO2)＋n(CO)
（2）3gA中，n(H)＝0.4mol，n(C)＝0.15mol，
n(O)＝2n(CO2)＋n(CO)＋n(H2O)－2n(O2)
＝2×0.1mol＋0.05mol＋0.2mol－2×0.2mol
＝0.05mol（1分）
所以，n(C)︰n(H)︰n(O)＝3︰8︰1
A的分子式为C3H8O（2分）

７．燃烧某有机物A1.50g，生成1.12L（标准状况）CO2和0.05molH2O。该有机物的蒸气对空气的相对密度是1.04，求该有机物的分子式。（根据燃烧产物求）
解：,
,
∴该有机物含氧：，
M(A)＝1.04×29＝30，
n(A):n(C):n(H):n(O)＝0.05mol:0.05mol:0.1mol:0.05mol＝1:1:2:1
∴A的分子式为CH2O
8．为了测定一种气态烃A的化学式，取一定量的A置于一密闭容器中燃烧，定性实验表明产物是CO2、CO和水蒸气。学生甲、乙设计了两个方案，均认为根据自己的方案能求出A的最简式。他们测得的有关数据如下（箭头表示气流的方向，实验前系统内的空气已排尽）：
试回答：
（1）根据两方案，你认为能否求出A的最简式?
（2）请根据你选择的方案，通过计算求出A的最简式。
（3）若要确定A的分子式，是否需要测定其他数据?说明其原因。
[参考答案]（1）甲方案能求出A的最简式（2）CH4（3）不需要，因最简式中H的含量已达到最大，最简式就是A的分子式。

第二单元科学家怎样研究有机物
第二课时
二有机物结构的研究
在有机物分子中，原子主要通过共价建结合在一起。分子中的原子之间可能存在多种结合方式或连接顺序，原子之间结合方式或连接顺序的不同导致了所形成物质在性质上的差异，因此，分子式相同的物质，其结构可能不同，性质也可能不同。
1有机物中的基团
有机物中的基团具有不同的结构和性质，它们是不带电的。
李比希最早提出基团的概念：P8
例如：—COOH具有酸性
－NH2具有碱性
有机物的性质可以看作是各种基团性质的加和。
2有机物中基团种类的确定——红外光谱法
红外光谱是利用有机物分子中不同基团的特征吸收频率不同，测试并记录有机物对一定波长范围的红外光谱吸收情况。它可以初步判断该有机物中含有那些基团。
例如下图是乙醇的红外光谱图：

3核磁共振谱图——确定有机物的结构
在核磁共振分析中，最常见的是对有机化合物的1H核磁共振谱（1H－NMR）进行分析。有机物分子中的H原子核所处的化学环境（附近的基团）不同，表现出的核磁性就不同，代表核磁特性的峰在核磁共振谱图中横坐标（化学位移）的位置也就不同。
例如：分子式为C2H6O的两种有机物1H的核磁共振谱图（教材P9）
分析：乙醇的结构简式为CH3CH2OH，乙醇分子中存在三种不同位置的H原子

因此，在核磁共振谱图中就会出现三个峰，峰的高度与H原子的个数成正比。

甲醚的结构为：

其中6个H都处于同一位置，因此在核磁共振谱图上只出现一个峰。

例1已知某有机物的分子式为C4H10，其核磁共振谱图如下所示，请写出它的结构式
例2已知某有机物的分子式为C3H6O，其核磁共振谱图如下所示，请写出它的结构式

用质谱法还可以测定有机物的相对分子质量。

3手性分子
（1）手性分子
如果一对分子，它们的组成和原子的排列方式完全相同，但如同左手和右手一样互为镜像，在三维空间里不能重叠，这对分子互称为手性异构体。有手性异构体的分子称为手性分子。（分子内能找到对称轴或对称中心的分子为非手性的）
（2）手性碳原子——连接四个不同的原子或基团的碳原子
当四个不同的原子或基团连接在碳原子上时，形成的化合物存在手性异构体。
【课后练习】
１．0.60g某饱和一元醇A，与足量的金属钠反应,生成氢气112mL(标准状况)。求该一元醇的分子式。将该一元醇进行1H核磁共振分析，其1H－NMR谱图如下，写出A的结构式。
解：设饱和一元醇A的分子式为CnH2n+1OH，则有：
CnH2n+1OH+Na→CnH2n+1ONa+H2↑
(14n+18)g11200mL
0.60g112mL
得n＝3∴A的分子式为C3H7OH。
从A的1H核磁共振谱图分析知其有四种氢，可知其结构为CH3CH2CH2OH。
２．图1和图2是A、B两种物质的核磁共振氢谱。已知A、B两种物质都是烃类，都含有6个氢原子。请根据图1和图2两种物质的核磁共振氢谱谱图选择出可能属于图1和图2的两种物质是（）
A．A是C3H6；B是C6H6B．A是C2H6；B是C3H6
C．A是C2H6；B是C6H6D．A是C3H6；B是C2H6
[参考答案]B。根据峰的数目为分子中等效氢的种类：A只有一种氢，B有三种氢。
３．未知物A的实验式和分子式都是C2H6O。A的红外光谱图如图(a)，未知物A的核磁共振氢谱有三个峰图（b），峰面积之比是1:2:3，未知物A的结构简式为。
[参考答案]CH3－CH2－OH
４．某有机物的蒸气密度是相同状况下甲烷密度的3．625倍。把1．16g该有机物在氧气中充分燃烧，将生成的气体混合物通过足量碱石灰，碱石灰增重3．72g，又知生成H2O和CO2的物质的量比为1：1，试求此有机物的分子式。红外光谱和核磁共振氢谱显示该分子中含有碳碳双键和羟基（结构不稳定），试确定它的结构简式。
解：M(有机物)＝3.625×16＝58，
18gmol－1×n+44gmol－1×n＝3.72g，n＝n(CO2)＝n(H2O)＝0.06mol
，
,
∴该有机物含氧：，
n(有机物):n(C):n(H):n(O)＝0.02mol:0.06mol:0.12mol:0.02mol＝1:3:6:1
∴有机物的分子式为C3H6O，依题意，其结构简式为CH2＝CH－CH2OH

三有机化学反应的研究
1烷烃与卤素单质的光取代反应机理（自由基反应）

反应方程式：CH4＋Cl2CH3Cl＋HCl
CH3Cl＋Cl2CH2Cl2＋HCl
CH2Cl2＋Cl2CHCl3＋HCl
CHCl3＋Cl2CCl4＋HCl

反应机理：Cl2Cl＋Cl
CH4＋ClCH3＋HCl
CH3＋Cl2CH3Cl＋Cl
Cl＋CH3ClClCH2＋HCl
……
2酯化反应及酯类水解反应的反应机理
问题解决：我们知道乙酸和乙醇在浓硫酸作用下，能够生成酯，下面是该反应的化学方程式：
酸脱羟基，醇脱氢
【课后练习】
１．向的平衡体系中加入H218O，过一段时间后18O是（）A．只存在于乙酸分子中B．只存在于乙醇分子中
C．乙酸和乙酸乙酯分子中D．乙醇、乙酸和乙酸乙酯分子中
[参考答案]A
２．根据以下叙述，回答1～2小题。
1995年诺贝尔化学奖授予致力于研究臭氧层被破坏问题的三位环境化学家。大气中的臭氧层可滤除大量的紫外光，保护地球上的生物。氟利昂（如CCl2F2可在光的作用下分解，产生Cl原子，Cl原子会对臭氧层产生长久的破坏作用(臭氧的分子式为O3)。有关反应为：
（1）在上述臭氧变成氧气的反应过程中，Cl是（）
A．反应物B．生成物C．中间产物D．催化剂
（2）O3和O2是（）
A．同分异构体B．同系物C．氧的同素异形体D．氧的同位素
[参考答案]（1）D（2）C
３．设计实验从淀粉合成乙酸乙酯，写出所涉及的化学方程式。
[参考答案]
①(C6H10O5)n（淀粉）+nH2OnC6H12O6（葡萄糖）
②C6H12O6（葡萄糖）2C2H5OH+2CO2
③C2H5OH+O2CH3CHO+H2O
④CH3CHO+O2CH3COOH
⑤CH3COOH+C2H5OHCH3COOC2H5+H2O
４．在有机反应中，反应物相同而条件不同，可得到不同的主产物。下式中R代表烃基，副产物均已略去。
请写出实现下列转变的各步反应的化学方程式，特别注意要写明反应条件。
（1）由CH3CH2CH2CH2Br分两步转变为CH3CH2CHBrCH3

（2）由(CH3)2CHCH＝CH2分两步转变为(CH3)2CHCH2CH2OH
[参考答案]

科学家怎样研究有机物

第二单元科学家怎样研究有机物
第一课时
【教学目标】
1.知道如何确定有机物的最简式
2.了解李比希提出的基团理论，认识常见的基团以及在有机物中的性质
3.能看懂简单的核磁共振谱图及红外光谱图
4.认识手性分子
5.了解简单有机反应的反应机理
【教学重点】认识常见的基团以及在有机物中的性质
【教学难点】知道如何确定有机物的最简式
【教学课时】2课时
【教学方法】问题教学法、范例教学法、问题讨论法、自主合作探究式教学法等
【教学过程】
【引入】
人们对有机物的研究经历了“从天然的动植物中提取”，“分离出一些纯净物”、“研究有机化合物的组成、结构、性质、和应用”、“根据需要对有机物分子进行设计和合成”的发展过程。
一、有机化合物组成的研究
对于有机物的研究首先就要知道有机物的组成及结构。
1定性分析确定有机物的组成元素
（1）燃烧法
有机物完全燃烧，各元素分别转化为以下物质
C→CO2H→H2ON→N2Cl→HCl
（2）钠熔法确定有机物中是否含有氮、氯、溴、硫等元素。
有机物与Na混合熔融：N→NaCNCl→NaClBr→NaBrS→Na2S
（3）铜丝燃烧法确定有机物是否含有卤素
将一根纯铜丝加热至红色，蘸取试样，放在火焰上灼烧，若存在卤素，火焰呈绿色
2定量计算确定有机物的分子式
李比希法：利用CuO在高温下氧化有机物，生成水和二氧化碳
H→H2O高氯酸镁吸收
C→CO2碱石棉吸收
确定C、H的量。
例1实验测得某碳氢化合物A中含碳80%，含氢20%，又测得该化合物对氢气的相对密度为15。求该化合物的分子式。
C2H6
（1）最简式法
确定各元素原子个数比，求出最简式
根据有机物的M求出分子式
（2）直接计算法
直接求算出1mol有机物中各元素原子的物质的量，即可确定分子式。
补充：有机物相对分子质量的确定
1.标态密度法：
根据标准状况下气体的密度，求算该气体的相
对分子质量：M＝22.4×ρ
2.相对密度法：
根据气体A相对于气体B的相对密度，求算该气
体的相对分子质量：MA＝D×MB
3.混合物的平均相对分子质量：
＝
例2某有机物A3.0g在4.48LO2中充分燃烧，产物只有CO2、CO、H2O，将产物依次通过浓硫酸、碱石灰，浓硫酸增重3.6g，碱石灰增重4.4g，求该有机物的分子式。
C3H8O
注意：某有机物燃烧产物为CO2和H2O，则需确定该有机物中是否含有O元素。
m(有机物)＞m(C)＋m(H)→有机物中含有氧元素
m(有机物)＝m(C)＋m(H)→有机物中不含氧元素
【课后练习】
１．某有机物在氧气中充分燃烧，生成等物质的量的二氧化碳和水。则该有机物的组成必须满足的条件是（）
A．分子中C、H、O的个数比为1:2:3B．分子中C、H的个数比为1:2
C．该有机物的相对分子质量为14D．该分子中肯定不含氧
答案：B
２．设计实验方案区分己烷、溴乙烷、乙醇三种液态有机物。
[参考答案]分别取样加水（或溴水、碘水），溶解不分层的是乙醇；出现分层的，有机层在上的是己烷，有机层在下的是溴乙烷。
３．某同学为测定维生素C中碳、氢的质量分数，取维生素C样品研碎，称取该试样0.352g，
置于铂舟并放入燃烧管中，不断通入氧气流。用酒精喷灯持续加热样品，将生成物先后通过无水硫酸铜和碱石灰，两者分别增重0．144g和0．528g，生成物完全被吸收。试回答以下问题：
（1）维生素C中碳的质量分数是，氢的质量分数是。
（2）维生素C中是否含有氧元素?。
为什么?。
（3）如果需要你确定维生素C的分子式，你还需要哪些信息?。
[参考答案](1)40．91％4．54％(2)是因为氢、碳总质量加和小于原样品质量(3)维生素C的相对分子质量
４．某烃含氢元素的质量分数为17.2%，求此烃的实验式。又测得该烃的相对分子质量是58，求该烃的分子式。
解1：，∴该烃的实验式为C2H5。
设该烃的分子式为(C2H5)n，(2×12+1×5)n＝58，解得n＝2
∴该烃的分子式即为C4H10。
解2：，
∴该烃的分子式即为C4H10。
解3：
∴该烃的分子式即为C4H10。
５．室温时某气态烃10mL与过量氧气混合，点燃爆炸后恢复至室温，气体体积比点燃前减少了25mL。再把这些气体通过苛性钠溶液，气体体积又减少了30mL。试确定该烃的分子式。
６．（2005江苏理科综合315分）有机物A由碳、氢、氧三种元素组成。现取3gA与4.48L氧气（标准状况）在密闭容器中燃烧，燃烧后生成二氧化碳、一氧化碳和水蒸气（假设反应物没有剩余）。将反应生成的气体依次通过浓硫酸和碱石灰，浓硫酸增重3.6g，碱石灰增重4.4g。回答下列问题：
（1）3gA中所含氢原子、碳原子的物质的量各是多少?
（2）通过计算确定该有机物的分子式。
[参考答案]
（1）n(H)＝2n(H2O)＝0.4mol（1分）
n(C)＝n(CO2)＋n(CO)
（2）3gA中，n(H)＝0.4mol，n(C)＝0.15mol，
n(O)＝2n(CO2)＋n(CO)＋n(H2O)－2n(O2)
＝2×0.1mol＋0.05mol＋0.2mol－2×0.2mol
＝0.05mol（1分）
所以，n(C)︰n(H)︰n(O)＝3︰8︰1
A的分子式为C3H8O（2分）
７．燃烧某有机物A1.50g，生成1.12L（标准状况）CO2和0.05molH2O。该有机物的蒸气对空气的相对密度是1.04，求该有机物的分子式。（根据燃烧产物求）
解：,
,
∴该有机物含氧：，
M(A)＝1.04×29＝30，
n(A):n(C):n(H):n(O)＝0.05mol:0.05mol:0.1mol:0.05mol＝1:1:2:1
∴A的分子式为CH2O
8．为了测定一种气态烃A的化学式，取一定量的A置于一密闭容器中燃烧，定性实验表明产物是CO2、CO和水蒸气。学生甲、乙设计了两个方案，均认为根据自己的方案能求出A的最简式。他们测得的有关数据如下（箭头表示气流的方向，实验前系统内的空气已排尽）：
试回答：
（1）根据两方案，你认为能否求出A的最简式?
（2）请根据你选择的方案，通过计算求出A的最简式。
（3）若要确定A的分子式，是否需要测定其他数据?说明其原因。
[参考答案]（1）甲方案能求出A的最简式（2）CH4（3）不需要，因最简式中H的含量已达到最大，最简式就是A的分子式。

第二单元科学家怎样研究有机物
第二课时
二有机物结构的研究
在有机物分子中，原子主要通过共价建结合在一起。分子中的原子之间可能存在多种结合方式或连接顺序，原子之间结合方式或连接顺序的不同导致了所形成物质在性质上的差异，因此，分子式相同的物质，其结构可能不同，性质也可能不同。
1有机物中的基团
有机物中的基团具有不同的结构和性质，它们是不带电的。
李比希最早提出基团的概念：P8
例如：—COOH具有酸性
－NH2具有碱性
有机物的性质可以看作是各种基团性质的加和。
2有机物中基团种类的确定——红外光谱法
红外光谱是利用有机物分子中不同基团的特征吸收频率不同，测试并记录有机物对一定波长范围的红外光谱吸收情况。它可以初步判断该有机物中含有那些基团。
例如下图是乙醇的红外光谱图：
3核磁共振谱图——确定有机物的结构
在核磁共振分析中，最常见的是对有机化合物的1H核磁共振谱（1H－NMR）进行分析。有机物分子中的H原子核所处的化学环境（附近的基团）不同，表现出的核磁性就不同，代表核磁特性的峰在核磁共振谱图中横坐标（化学位移）的位置也就不同。
例如：分子式为C2H6O的两种有机物1H的核磁共振谱图（教材P9）
分析：乙醇的结构简式为CH3CH2OH，乙醇分子中存在三种不同位置的H原子
因此，在核磁共振谱图中就会出现三个峰，峰的高度与H原子的个数成正比。
甲醚的结构为：
其中6个H都处于同一位置，因此在核磁共振谱图上只出现一个峰。
例1已知某有机物的分子式为C4H10，其核磁共振谱图如下所示，请写出它的结构式
例2已知某有机物的分子式为C3H6O，其核磁共振谱图如下所示，请写出它的结构式
用质谱法还可以测定有机物的相对分子质量。
3手性分子
（1）手性分子
如果一对分子，它们的组成和原子的排列方式完全相同，但如同左手和右手一样互为镜像，在三维空间里不能重叠，这对分子互称为手性异构体。有手性异构体的分子称为手性分子。（分子内能找到对称轴或对称中心的分子为非手性的）
（2）手性碳原子——连接四个不同的原子或基团的碳原子
当四个不同的原子或基团连接在碳原子上时，形成的化合物存在手性异构体。
【课后练习】
１．0.60g某饱和一元醇A，与足量的金属钠反应,生成氢气112mL(标准状况)。求该一元醇的分子式。将该一元醇进行1H核磁共振分析，其1H－NMR谱图如下，写出A的结构式。
解：设饱和一元醇A的分子式为CnH2n+1OH，则有：
CnH2n+1OH+Na→CnH2n+1ONa+H2↑
(14n+18)g11200mL
0.60g112mL
得n＝3∴A的分子式为C3H7OH。
从A的1H核磁共振谱图分析知其有四种氢，可知其结构为CH3CH2CH2OH。
２．图1和图2是A、B两种物质的核磁共振氢谱。已知A、B两种物质都是烃类，都含有6个氢原子。请根据图1和图2两种物质的核磁共振氢谱谱图选择出可能属于图1和图2的两种物质是（）
A．A是C3H6；B是C6H6B．A是C2H6；B是C3H6
C．A是C2H6；B是C6H6D．A是C3H6；B是C2H6
[参考答案]B。根据峰的数目为分子中等效氢的种类：A只有一种氢，B有三种氢。
３．未知物A的实验式和分子式都是C2H6O。A的红外光谱图如图(a)，未知物A的核磁共振氢谱有三个峰图（b），峰面积之比是1:2:3，未知物A的结构简式为。
[参考答案]CH3－CH2－OH
４．某有机物的蒸气密度是相同状况下甲烷密度的3．625倍。把1．16g该有机物在氧气中充分燃烧，将生成的气体混合物通过足量碱石灰，碱石灰增重3．72g，又知生成H2O和CO2的物质的量比为1：1，试求此有机物的分子式。红外光谱和核磁共振氢谱显示该分子中含有碳碳双键和羟基（结构不稳定），试确定它的结构简式。
解：M(有机物)＝3.625×16＝58，
18gmol－1×n+44gmol－1×n＝3.72g，n＝n(CO2)＝n(H2O)＝0.06mol
，
,
∴该有机物含氧：，
n(有机物):n(C):n(H):n(O)＝0.02mol:0.06mol:0.12mol:0.02mol＝1:3:6:1
∴有机物的分子式为C3H6O，依题意，其结构简式为CH2＝CH－CH2OH
三有机化学反应的研究
1烷烃与卤素单质的光取代反应机理（自由基反应）
反应方程式：CH4＋Cl2CH3Cl＋HCl
CH3Cl＋Cl2CH2Cl2＋HCl
CH2Cl2＋Cl2CHCl3＋HCl
CHCl3＋Cl2CCl4＋HCl
反应机理：Cl2Cl＋Cl
CH4＋ClCH3＋HCl
CH3＋Cl2CH3Cl＋Cl
Cl＋CH3ClClCH2＋HCl
……
2酯化反应及酯类水解反应的反应机理
问题解决：我们知道乙酸和乙醇在浓硫酸作用下，能够生成酯，下面是该反应的化学方程式：
酸脱羟基，醇脱氢
【课后练习】
１．向的平衡体系中加入H218O，过一段时间后18O是（）A．只存在于乙酸分子中B．只存在于乙醇分子中
C．乙酸和乙酸乙酯分子中D．乙醇、乙酸和乙酸乙酯分子中
[参考答案]A
２．根据以下叙述，回答1～2小题。
1995年诺贝尔化学奖授予致力于研究臭氧层被破坏问题的三位环境化学家。大气中的臭氧层可滤除大量的紫外光，保护地球上的生物。氟利昂（如CCl2F2可在光的作用下分解，产生Cl原子，Cl原子会对臭氧层产生长久的破坏作用(臭氧的分子式为O3)。有关反应为：
（1）在上述臭氧变成氧气的反应过程中，Cl是（）
A．反应物B．生成物C．中间产物D．催化剂
（2）O3和O2是（）
A．同分异构体B．同系物C．氧的同素异形体D．氧的同位素
[参考答案]（1）D（2）C
３．设计实验从淀粉合成乙酸乙酯，写出所涉及的化学方程式。
[参考答案]
①(C6H10O5)n（淀粉）+nH2OnC6H12O6（葡萄糖）
②C6H12O6（葡萄糖）2C2H5OH+2CO2
③C2H5OH+O2CH3CHO+H2O
④CH3CHO+O2CH3COOH
⑤CH3COOH+C2H5OHCH3COOC2H5+H2O
４．在有机反应中，反应物相同而条件不同，可得到不同的主产物。下式中R代表烃基，副产物均已略去。
请写出实现下列转变的各步反应的化学方程式，特别注意要写明反应条件。
（1）由CH3CH2CH2CH2Br分两步转变为CH3CH2CHBrCH3
（2）由(CH3)2CHCH＝CH2分两步转变为(CH3)2CHCH2CH2OH
[参考答案]

第五单元《现代中国的科学技术与文化》复习要点

第五单元《现代中国的科学技术与文化》复习要点

(第一课)建国以来的重大科技成就
●了解“两弹一星”、载人航天以及袁隆平的杂交水稻领域取得的成就
1、1964年，中国第一颗原子弹爆炸成功
2、1960年，中国自己设计的第一枚火箭发射成功
3、1970年，我国成功发射第一颗人造地球卫星“东方红”1号
4、2003年，“神舟”号载着宇航员杨利伟升上太空
5、20世纪60年代，袁隆平开始水稻高产育种研究
1964年以来选育了第一个杂交水稻——南优2号
2001年，获得中国国家最高奖项——“国家最高科学技术奖”
（第二课）“百花齐放百家争鸣”
1、了解我国的“双百”方针
背景：三大改造完成，生产力水平低，中国开始探索社会主义建设道路
制定：1956年，在关于知识分子问题会议上提出，在中央政治局扩大会议上确定实行
“百花齐放”是指文学艺术上的不同形式和风格，可以自由发展。
“百家争鸣”是指科学上的不同学派，可以自由争论。
2、贯彻“双百”方针以后的优秀作品成：老舍的话剧《茶馆》、郭沫若的历史剧《蔡文姬》、杨沫长篇小说《青春之歌》、赵树理的长篇小说《三里湾》）
（第三课）现代中国教育的发展
●了解改革开放新时期提出的“三个面向”、颁布《义务教育法》和提出“科教兴国战略”
改革开放后邓小平提出:优先发展教育思想;科教兴国战略;教育三个面向（现代化、世界、未来）;《义务教育法》

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