第一章古代和中古时代化学萌芽
1、《本草纲目拾遗》的作者是:赵学敏。
2、试论述中国化学未能单独进入近代化学时期的原因是什么?谈谈你的看法。
答:1、由于我国当时社会条件的限制(我国社会长期停滞在封建社会的生产关系上,科学知识和生产技术发展比较慢);2、我国封建社会中,哲学落后,思想保守;3、我国炼丹者所用的器具是土制的或金属的;4、不重视的实验;5、技术不是开放的;6、中国古代对知识分子极不重视。
3、化学的研究方法(唯物主义与辩证法)
宇宙中的万物,无论是宏观世界还是微观世界都是不依赖于我们的意识而存在的客观的实实在在的东西,物质处于永恒的运动中,一切自然科学(包括化学)都是以客观存在的物质世界作为它考察和研究的对象。
4、研究化学的目的:人类生活的各个方面,社会发展的各种需要都与化学息息相关。
(1)化学对我们的衣食住行贡献巨大。
(2)化学对于实现农业、工业、国防和科学技术现代化具有重要作用。
(3)促进其他基础学科和应用科学的发展和交叉学科的形成。如:环境化学、能源化学、材料化学、地球化学等。
5、化学发展分为五个历史时期加以叙述。
第一:古代及中古时期的化学(十七世纪中叶以前),这是化学知识的萌时期。
第二:近代化学时期(十七世纪后半叶至十九世纪末),前期(十七世纪末至十八世纪末)属于近代化学的孕育时期,后期(十九世纪)属于近代化学的发展时期。
第三:现代化学时期(二十世纪以来),是化学发展的现阶段。
6、我国人民发现和使用石油的时间为世界最早。始于何时,据稽考,至迟在三千多年前就已开始。最早发现石油的记录源于《易经》:“泽中有火”,“上火下泽”。《汉书·地理志》。书中写道:“高奴县有洧水可燃”。高奴县指现在的陕西延安一带,洧水是延河的一条支流。这里明确记载了石油的产地,并说明石油是水一般的液体,可以燃烧。
7、银钗验毒:银钗验毒的方法
局限性:只有对因硫化物中毒的新鲜尸体此法才可用。银碰到硫化物,会起化学反应变成硫化银,呈黑色,揩擦不去。而如果尸体已经腐败,不论中毒与否,都会产生含硫化氢的腐败气体,此时用银钗检验,由于硫化氢的作用也会使银钗变成黑色,且揩擦不去。而相反,象砒霜、氰化钾、氰化钠等剧毒物质中毒,由于不含硫,用银钗检验就不会有任何反应
有人分析,这是因为古代最常用的毒药是砒霜(砷制剂,化学成份:三氧化二砷),而当时生产工艺水平低下,提炼出的砒霜往往都含有少量硫和硫化物等杂质。在用银钗等检验时,由于这些杂质的作用,可以使银针变黑,从而提示可能有砒霜中毒。到了现代,由于生产工艺大大改进,提炼的砒霜很纯净,不再含有硫和硫化物等杂质,所以用银钗银针检验就不会有任何反应,这种验毒方法也就失去了应用价值。
8、中医的价值
一般认为中医学与现代医学不具可比性,因为现代医学是建立在近现代生物学、生理学、化学等等学科发展的基础上的,也就是说,现代医学是建立在充分认识人体的各种器官、系统的功能和结构,充分认识致病因素的性质以及其对人体的损害机理,并且充分认识针对致病因素的药物的化学结构以及在人体中的治疗作用的基础之上的,只有这三个方面的知识同时具备了,那么医学才能真正成为真正的科学。
因此,普遍的认识是,对照这三个方面,由于中医学形成年代的久远和文化背景的迥异,中医学在这三个方面的科学知识都不具备,因此中医学是不科学的,甚至更加极端的观点认为中医学是缺乏科学精神,充满宗教迷信和玄学色彩的巫术。
中医学治疗的哲学原理是“扶正祛邪”,大致原则是通过各种医学手段,调查人体内被疾病损害的气的运行状态,然后通过种种相应的医疗手段调整人体的气的发生和运行系统。在人体气的发生和运行系统功能全面恢复后,激活了气对人体各个系统的控制作用,恢复人体免疫系统功能,并大大增强人体免疫系统的活力,通过免疫系统消灭致病因素;同时通过气的发生和运行系统的恢复正常,使被损害的器官和组织功能在恢复正常功能的气的运作和控制之下全面恢复活力,重新恢复各自的功能。
9、中国未能单独进入近代化学时期的原因
1、由于当时我国的社会条件的限制
2、我国封建社会中,哲学落后,思想保守
3、我
国炼丹者所用的器具是土制的或金属的。4、不重视实验5、技术不是开放性的6、我国古代对知识分子极不重视
10、有八位华人诺贝尔奖获得者,按获奖时间顺序为:李政道、杨振宁、丁肇中、李远哲、朱棣文、崔琦、达赖、高行健。
11、贝尔奖主要特点有三个:
一主要奖励个人,而不是奖励一个团队或集体;
二奖励在基础研究领域有突破性的创新成果。这些成果一般是由获奖者当年取得初步成果后,国际上有一大批科研人员响应,继续扩展研究,从而对基础和应用科学做出极大的贡献;
三获奖成果而言,奖励具有滞后性,从发表原始结果的论文到获诺贝尔奖,一般需要较长的时间。像今年诺贝尔物理学奖获得者高锟先生被称为“光纤之父”,他发表的那篇具有突破意义的论文《光频率介质纤维表面波导》距今已过40年。
第二章近代化学的建立
1、波义耳的名著《怀疑派化学家》是1661年出版的。(第一节)
2、波义耳在化学上的主要贡献是什么?(第一节)
答:有三大贡献:把化学确立为一门科学;把严密的试验方法引入化学;给化学元素下了一个科学的定义。
3.、燃素学说的发起人是贝歇尔和施塔尔。(第二节)
4、目前世界上一般公认氧气是由舍勒首先制得的,时间是1773年。(第三节)
5、拉瓦锡的科学燃烧理论的要点是什么?(第三节)
答:(1)能燃烧时发出光和热;(2)物体只有在氧存在时才燃烧;(3)空气是有两种成分组成的,物质在空气中燃烧时,吸收了其中的氧,因而增重,所增加的质量恰恰等于所吸收的氧气的质量;(4)一般的易燃物质(非金属),燃烧后通常变成酸,氧是算的本质,一切酸中都含有氧元素,而金属煅烧后即变为锻灰,它们是金属氧化物。
6、拉瓦锡的科学燃烧理论建立有什么重要的历史意义?(第三节)
答:这个学说的建立,把人们长久未解决的的燃烧的秘密揭开了,于是人们知道了氧气是具有确定性质,可度量,可采集的气体,与所谓的“燃素”之间毫无共同之处,认清了燃烧的本质,因而统治了一百多年的燃素学说遭到彻底的破产,从此化学割断了与古代炼金术所保留的联系,把倒立着的燃素学说颠倒过来,使化学走上了正确的道路,科学史家把这一事件称为“拉瓦锡的化学革命”。
7、恩格斯如何评价发现氧气而又反对氧化理论的普利斯特里?(第三节)
答:从歪曲的,错误的前提出发,循着错误的,弯曲的,不可靠的途径行进,往往当真
理碰到鼻尖的时候还是没有得到真理。
8、第一个提出区别混合物与化合物的人是:普罗斯。(第四节)
9、化学的基本定律指:当量定律、定比定律(定组成定律)和倍比定律。分别是费歇尔、普罗斯和戴维发现的。(第四节)
10、道尔顿原子论的要点是什么?道尔顿的科学原子论有什么历史意义?(第四节)
答:要点:1、元素的最终组成称为简单原子,它们既不能创造,也不能毁灭,是不可在分割的,它们在一切化学变化中保持其本性不变。2、同一元素的原子,其形状、质量及各种性质都是相同的,不同元素的原子在形状、质量及各种性质上都不相同。每一种元素以其原子的质量为其最基本特征。3、不同元素的原子以简单树数目的比例相结合,形成化合物。化合物的原子成为复杂原子。复杂原子的质量为所含各种元素原子质量之总和。同一化合物的复杂原子,其形状、质量和性质必然相同。
历史意义:(1)道尔顿把原子的模糊概念变成科学的原子理论,在科学上、哲学上均有重大意义。为整个科学的进一步发展打下了基础。(2)原子论为化学发展提供了理论基础,说明了各种化学定律间的内在联系,成为解释化学现象的统一理论,成为物质结构的理论基础。(3)原子论是的化学从搜集材料的阶段走向整理材料的阶段,它对化学发展的意义,无论从深度和广度上说,都超过了燃素说和氧化理论,它为化学开辟了一个新的时代。原子论开辟了化学科学全面、系统的发展,促进了新元素的发现和有机分子结构理论的发展。11、第一次国际化学会议在何时何地举行?主要讨论了哪些问题,有何历史意义?(第四节)
答:第一次国际化学会议于1860年9月3日上午9时在德国的卡尔斯鲁厄的博物馆大厅举行。主要讨论了以下问题:①分子、原子和当量的区别,②原子量的数值。
历史意义:(1)开创了多国化学家集合在一起解决共同问题的范例,(2)这次会议给新时代的化学奠定了基础,从此化学就进入了研究原子和分子的阶段。
12、波义耳取得成绩原因:赫尔蒙特的主要著作《医学入门》于1648 年出版,正是在这一著作的影响下,英国青年波义耳踏上了把炼金术彻底转变为化学的科学道路;受培根的实验归纳法影响密不可分。是培根实验归纳法的实践者;吉尔伯特与哈维的实验传统的直接继承人。
13、柏廷顿这样评述:“把波义耳称为近代化学奠基者有三个理由:
①他认识到化学值得为其自身目的去进行研究,而不仅仅是从属于医学或作为炼金术去进行研究——虽然他相信炼金术是可能成功的;②他把严密的实验方法引入了化学中;③他给元素下了清楚的定义,并且通过实践证明亚里士多德的四元素和炼金家的三要素(水银、硫磺和盐)根本不配称为元素或要素。
14、燃素说的观点:①火是由无数极小而活泼的微粒构成的,燃素是一种构成火的元素,火焰是自由的燃素,燃素能透过一切物体,是火的原质,火的要素,而非火本身。
②燃素充塞于天地之间,在地球上的动物、植物、矿物等都含有燃素。一般条件下燃素被禁锢在可燃物中,是物体的一个成分。
③燃烧是可燃物中物体同燃素分解的过程。即物体失去燃素就会变成死灰,灰烬获得燃素,物体又会复活。
燃素说的局限性与困难
①关于金属煅烧增重问题
燃素说热内金属煅烧翻出燃素成为煅灰,金属是锻灰和燃素合成的化合物
15、最后,拉瓦锡推翻了流传多年的"燃素学说",指出:"由于人工的或天然的操作不能无中生有地创造任何东西,所以每一次操作中,操作前后存在的物质总量相等,且其要素的质与量保持不变,只是发生更换和变形,这可以看成是公理。"这番话体现了"物质不灭定律"的基本精神。拉瓦锡的思想超越了他的同时代人,因为他不仅注意到了物质在化学反应中性
质的变化,而且注意到了数量上的变化,从而使得化学科学割断了与古代炼金术的最后一根纽带,以一种崭新的面目蓬勃发展起来。
16、舍勒制取氧气的方法主要有:(1)加热氧化汞(HgO);(2)加热硝石(KNO3);(3)加热高锰酸钾(KMnO4);(4)加热碳酸银(AgCO3)、碳酸汞(HgCO3)的混合物。17、拉瓦锡《燃烧概论》,阐明了燃烧作用的氧化学说,要点为:①燃烧时放出光和热。②只有在氧存在时,物质才会燃烧。③空气是由两种成分组成的,物质在空气中燃烧时,吸收了空气中的氧,因此重量增加,物质所增加的重量恰恰就是它所吸收氧的重量。④一般的可燃物质(非金属)燃烧后通常变为酸,氧是酸的本原,一切酸中都含有氧。
18、《化学概要》里,拉瓦锡列出了第一张元素一览表,元素被分为四大类:
1.简单物质,光、热、氧、氮、氢等物质元素。
2.简单的非金属物质,硫、磷、碳、盐酸素、氟酸素、硼酸素等,其氧化物为酸。
3.简单的金属物质,锑、银、铋、钴、铜、锡、铁、锰、汞、钼、镍、金、铂、铅、钨、锌等,被氧化后生成可以中和酸的盐基。
4.简单物质,石灰、镁土、钡土、铝土、硅土等。
19、纳米技术(nanotechnology)是用单个原子、分子制造物质的科学技术。纳米科学技术是以许多现代先进科学技术为基础的科学技术,它是现代科学(混沌物理、量子力学、介观物理、分子生物学)和现代技术(计算机技术、微电子和扫描隧道显微镜技术、核分析技术)结合的产物,纳米科学技术又将引发一系列新的科学技术,例如纳电子学、纳米材科学、纳机械学等。
第三章近代化学的发展
1、尿素是德国的有机化学家维勒首先从无机物进行人工合成的。1965年,我国科学工作者首次合成了蛋白质——牛胰岛素,成为世界上第一个人工合成蛋白质的国家。(第一节)
2、维勒是怎么推翻生命力论的?人工合成尿素有什么重要意义?(第一节)
答:他从无机物人工合成尿素。意义:①尿素的人工合成,有力的刺激了化学家力图在有机化学领域内理出一个头绪。②尿素人工合成后的两方面发展:一方面,促使化学家在实验室人工合成有机物。另一方面,人们提出了同分异构现象,说明了物质的性质不但与组成有关,还与结构有关,推动了进一步研究有机化合物的结构理论。(第一节)
3、凯库勒首先指出碳是四价的学说。德国有机化学家肖莱马用实验证明碳原子的四个化合价是等同的,并证明了乙烷没有同分异构现象。
4、诺贝尔是哪国人,他为什么要设立诺贝尔奖?诺贝尔奖包括那几项?(第一节)
答:诺贝尔是瑞典人。诺贝尔奖包括物理、化学、生理及医学、文学、和平和经济六项诺贝尔奖。
5、发现的第一种金属——金。(第二节)
戴维用电解法发现了钾、钙、钠、锶、钡、镁6个金属元素。
舍勒发现了氯元素。
6、为了制单质氟,摩瓦桑最后获得成功。(第二节)
7、本生和基尔霍夫创立了现代光谱分析方法。(第二节)
8、十九世纪末,德国物理学家伦琴发现了X射线。居里夫妇发现钍、钋、镭等元素也具有放射性,并发现了放射性衰变的定量规律并引入了半衰期的概念。贝克勒尔和居里夫妇被共同授予1903年的诺贝尔物理奖。
9、卢瑟福在实验基础上建立了原子的核模型,提示了原子核这一物质更深层次的存在,他和他直接或间接指导过的许多世界各地的物理学家形成了一个大的学派,一切从实际出发了
几十年原子核物理研究和核技术应用的兴旺发达局面。他是原子核物理的开拓者,也是探索原子核奥秘的带头人。
10、1896年,法国物理学家贝克勒尔发表了一篇工作报告,详细地介绍了他通过多次实验发现的铀元素。
11、1910年英国化学家F.索迪提出了一个假说,化学元素存在着相对原子质量和放射性不同而其他物理化学性质相同的变种,这些变种应处于周期表的同一位置上,称做同位素12、德布罗意认为辐射的波粒二象性同样适用于物质. 波以某种方式伴随电子和其他粒子, 正如波伴随着光子一样.
13、绿色化学是针对传统的化学工业对环境造成的化学污染,于1990年前后由美国科学家首先提出来的一个与环境保护密切相关的新学科。她曾被先后命名为“清洁化学”、“环境良性化学”、“原子经济学”等。“绿色化学”是近几年来出现的一个“新化学婴儿”。
14、现代化学的特点:1)发展速度快指数式增长2)应用性广化学工业几乎与国民经济的所有部门联系在一起,这是现代化学最明显的特点。3)实验技术高4)理论水平高5)分支学科多
15、化学科学发展总趋势:
1)微观和宏观结合
微观——结构化学纳米化学
宏观——化学热力学化学动力学
2)动态与静态结合
引入了时间维,揭示化学反应发生的动态过程是未来发展的趋势
16、系统定性分析法的形成和发展
1841年,德国化学家伏累森纽斯把常见的金属(更确切的说是氧化物)划分为六组:
第一组:包括钾、钠和铵。它们的硫化物和碳酸盐皆可溶于水,它们的氧化物水溶液使石蕊变蓝。
第二组:包括钡、锶、钙和镁.它们的氧化物是较难溶的;它们的硫化物则易溶于水;它们可被碱金属的碳酸盐和磷酸盐所沉淀.
第三组:包括铝和铬.它们的氧化物不溶于水,它们不被硫化氢沉淀,但在硫化铵作用下,它们以含水氧化物的形式被沉淀出来.
第四组:包括锌、锰、镍、钴和铁.它们在无机酸介质中不能被硫化氢沉淀;在中性溶液中,他们或是不被沉淀,或是仅仅部分地被沉淀;在碱性介质中,它们的硫化物可被沉淀出来.第五组:包括银、低汞和高汞、铅、铋、铜和镉.它们的硫化物可自中性甚至酸性介质中被硫化氢沉淀出来.这一组还可进一步按其与盐酸的反应情况.再分为两个分组:银和亚汞为盐酸所沉淀,属第一分组:因氯化铅有显著的溶解,因此它可能进入第二分组.
第六组:包括金、铂、锑、低锡及高铝、低砷及高砷.在强酸性介质中它们可被硫化氢沉淀,但其硫化物可溶于硫化铵中.这组元素也可进而分为两个分组,因金和铂的硫化物可溶于浓盐酸中.
系统定性分析法在十九世纪时期,为矿物学的研究及地质普查的工作,曾作出了积极的贡献,对初学分析化验的人曾经是一个有效的工具.但到了二十世纪,化学工作者们经过了一、二百年的努力后,矿物岩石鉴定手册已经相当完善,绝大部分矿物岩石只要
17、十九世纪这一时期,在滴定法的发展中是以氧化还原法占最重要的地位,并且在制订这些方法的过程中也不断使滴定用的各种仪器得到改进.下面摘其重要者作些介绍:(1)碘量法;(2)高锰酸钾法;(3)铬酸钾法;(4)铈盐法
18、门捷列夫于1869年2月先后发表了关于元素周期律的图表和论文。在论文中,他指出:(1)按照原子量大小排列起来的元素,在性质上呈现明显的周期性。
(2)原子量的大小决定元素的特征。
(3)应该预料到许多未知元素的发现,例如类似铝和硅的,原子量位于65一75之间的元素。
(4)当我们知道了某些元素的同类元素后,有时可以修正该元素的原子量。这就是门捷列夫提出的周期律的最初内容。
19、罗蒙诺索夫是一位知识渊博的科学家,是俄国唯物主义哲学和自然科学的奠基者。他的科学宇宙观的基础是微粒哲学。他认为微粒(分子)是由极小的粒子元素(原子)组成的。他坚决反对当时占统治地位的燃素说和热素说。他用微粒概念解释热的现象,提出了热是物质本身微粒的运动的理论。1748年他提出过物质和运动守恒的概念。1756年他通过在密闭容器中加热金属的实验,证明了质量守恒定律适用于化学反应。他还提出了气体分子运动理论,认为空气微粒对器壁的撞击,是空气产生压力的原因。这些理论为俄国理论化学的发展奠定了基础,他首先将这些理论称为物理化学。由于当时的俄国远离世界科学中心,他的这些重要成果未受到国际上的重视。
20、1910年英国化学家F.索迪提出了一个假说,化学元素存在着相对原子质量和放射性不同而其他物理化学性质相同的变种,这些变种应处于周期表的同一位置上,称做同位素。
21、德布罗意认为辐射的波粒二象性同样适用于物质. 波以某种方式伴随电子和其他粒子, 正如波伴随着光子一样. 这就是说, 一度被视为波的光已被证明也有粒子性, 现在需要“反
过来”把一直认为是实物粒子的电子等物质, 也看作是波.
德布罗意关系式为: ν= E / h λ= h / p
22、1927年, W. K. Heisenberg提出了微观领域的不确定原理:
有这样一些成对的可测量, 要同时测定它们的任意精确值是不可能的. 其中一个量被测得越精确, 其共轭量就变得越不确定.
例如, 坐标与相应的动量分量、方位角与动量矩等.
ΔpxΔx=h ΔEΔt=h
23、de Broglie波的存在虽然已被证实,但还缺少一个描述它存在于时空中的波动
方程. 1926年, E.Schr?dinger创立波动力学,其核心就是今天众所周知的Schr?dinger方程,包括下列定态方程和与时间有关的方程, 有时笼统地称为波动方程. 这不是简单的代数方程,而是微分方程(以后将逐步了解其含义和应用)。
24、环境化学的含义:
环境化学是在化学学科的传统理论和方法的基础上发展起来,以化学物质在环境中出现和引起的环境问题为研究对象,以解决环境问题为目标的一门新兴学科。
研究有害物质在环境介质中的存在、化学特性、行为和效应及其控制的化学原理和方法的科学。
25、环境化学的分支学科
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