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有趣的化学教学课件图片第一章化学的奇妙世界开启这质组质结规隐化学,门研究物成、性、构及其变化律的科学,藏着无物质转化的艺术数叹术现纳术令人惊的奥秘从古代炼金到代米技,化学一直在推动人进应质转创质质类文明的步化学反使物能够相互化,造出全新的物和性这节们将开纱释在个章中,我揭化学世界的神秘面,了解化学如何解我们围现们周的自然象,以及它如何改变我的日常生活微观世界的探索过们层通化学,我能够理解原子、分子面的奥秘生活中的化学化学反应的魔法瞬间化学元素的美丽结构原子模型的艺术化展示结现仅术过术原子构的可视化呈不是科学的需要,更是艺的享受通艺们观质化的原子模型,我可以直理解子、中子和电子的排列方式,感受观微世界的精妙构造不同元素的电子云形态对比水的诞生₂₂₂H+O→H O氢气H₂轻烧宇宙中最丰富的元素,最的气体,无色无味,极易燃氧气O₂烧积支持燃和呼吸的气体,无色无味,占空气体的21%水H₂O酸碱指示剂的颜色变换紫甘蓝汁遇酸变红,遇碱变绿73蓝这对为当质紫甘含有花青素,种天然色素pH值极敏感它遇到酸性物时现鲜艳红质时则绿蓝这中性pH值酸性范围,会呈出的色;遇到碱性物,会变成色或色应仅还检测种变色反不美丽,是酸碱性的有效方法纯净蓝柠蓝红实验演示厨房里的化学魔法水的pH值,紫甘汁在此呈如醋、檬汁,使紫甘汁变紫色们轻进这验蓝我可以在家中松行个实准备紫甘汁、醋(酸)和小苏打观这质颜这简单验10(碱),察添加些物后溶液色的变化个的实展示了们化学如何融入我的日常生活碱性范围厨房里的化学魔法酸性反应中性状态碱性反应当蓝柠环蓝紫甘汁遇到醋、檬在中性境下,紫甘汁质时调汁等酸性物,溶液会保持其原有的紫色色鲜艳红变成的色气体的神奇性质二氧化碳灭火实验氢气球爆炸的安全演示绝灭氢烧时剧应二氧化碳比空气重,能够覆盖在火焰上,隔氧气,从而扑火焰气极易燃,与氧气混合能发生烈的爆炸反在控制条件下这应灭计过简单验们氢仅应释还对个原理被用于二氧化碳火器的设中通的实,我演示气球爆炸,不能展示化学反的能量放,能加深安全观灭烛认识这验须专员导进可以察到二氧化碳如何迅速熄蜡操作的个实必在业人指下行安全第一,科学实验要规范化学反应速率的视觉表现温度对反应速度的影响催化剂的神奇作用应关键伦乌剂显应应结剂温度是影响化学反速率的因素之一根据阿尼斯方程,温度催化能够著加速化学反,而自身在反束后保持不变催化应这为过应应径应每升高10℃,反速率通常会提高2-4倍是因分子运动加快,有效通降低反的活化能,提供新的反途,从而加快反速率碰撞增多过验将浓维们通可视化实,如相同度的生素C片放入不同温度的水中,我观观可以直察到溶解速度的差异温度与催化剂如何加速反应温度影响应温度升高→分子动能增加→有效碰撞增多→反速率提高催化剂作用剂应径应催化加入→活化能降低→新反途形成→反速率提高反应速率曲线颜色变化的氧化还原反应铁锈的形成过程铜绿的神秘色彩应红应铁在氧气和水的共同作用下发生氧化反,生成褐色的氧化铁,即铜在空气和水分中长期暴露,会与二氧化碳、氧气和水反,形成碱们锈这过为现蓝绿称绿我熟知的铁个程可以用化学方程式表示式碳酸铜,呈出美丽的色,俗铜₂₂₂₃₂₂₂₂₂₂₃4Fe+3O+2H O→2Fe O·H O2Cu+O+CO+H O→Cu OHCO这缓续过现这层内进蚀是一个慢但持的程,展示了自然界中常见的氧化象种自然形成的保护实际上保护了部铜金属不被一步腐氧化还原的色彩故事铁锈时间的痕迹铜绿艺术与科学的交融锈红仅证绿缓过铁的褐色不是氧化的明,也是铜的形成是一个慢的自然程,需时标数这独蓝绿间流逝的志在古代建筑和考古发要十年甚至上百年种特的锈为断线为许标掘中,铁常常成判年代的重要色成多古铜器和铜像的志性特索征锈环铁形成速度受境影响很大,在潮湿盐环、含的海洋境中,铁制品会更快锈蚀化学实验中的安全装备实验服、护目镜、手套的重要性真实案例实验室安全事故警示验远仅验镜进验化学实中,安全永是第一位的正确使用安全装备不可以保护实2010年,某大学实室一名研究生在未佩戴护目的情况下行实,验还验结导严伤这们者,能确保实果的准确性致眼部重灼一事故再次提醒我验溅肤时规·实服防止化学品到衣物和皮上·任何候都不能忽视安全程镜溅伤简单验·护目保护眼睛免受化学品飞和有害气体的害·即使是的实也可能存在风险验内选择当质肤质识须贯验过·手套根据实容适材,防止皮直接接触有害物·安全意必穿实的全程进验时须·通风柜行有毒或刺激性气体实必使用安全是科学的基石实验服护目镜计闭计长袖设能够全面保护身体,耐酸碱全封设能防止化学品从任何角度质数蚀溅雾线材能抵抗大多化学品的侵实飞入眼,防处理确保视清晰验应开镜须额后立即脱下,并与日常服装分即使戴有眼,也必外佩戴护目镜存放防护手套化学与生活日常中的化学反应面包发酵的化学原理洗涤剂如何去污过将产剂独结亲欢亲欢面包制作程中,酵母菌面粉中的碳水化合物分解生二氧化碳和乙洗涤分子具有特的构一端水(喜水),一端油(喜这过称为获当剂时亲亲则醇,一程发酵生成的二氧化碳气体被面团捕,形成小气油)洗涤接触到油污,油端会附着在油污上,而水端伸软泡,使面包松蓬松向水中₆₁₂₆₂₅₂这结剂将来悬发酵的化学方程式C H O→2C HOH+2CO种构使洗涤能够油污从织物表面拉下,形成小油滴浮在过时质结水中,随水流走,达到清洁效果烘焙程中,乙醇蒸发,同面团中的蛋白变性凝固,形成面包的现剂还剂构代洗涤添加了酶、螯合等多种功能成分,增强去污能力美味背后的化学秘密原料混合质面粉中的淀粉和蛋白与水、酵母和其他配料混合,形成面团酵母活化开产酵母菌始消耗糖分,生二氧化碳气体和少量乙醇面团发酵络获积生成的气体被面筋网捕,形成小气泡,使面团体增大烘焙定型质软结高温使面团中的蛋白变性凝固,酒精蒸发,形成松多孔的面包构化学中的奇妙现象发光反应荧光与磷光的区别荧光笔的科学原理荧现们现显区别荧荧这线光和磷光都是发光象,但它的机理和表形式有明光笔中含有特殊的光染料,些染料分子能够吸收紫外并发射可现颜荧当质线见光,使笔迹在紫外光下呈明亮的色·光物吸收能量(如紫外)后立即发光,停止照射后发光立颜荧荧即停止不同色的光笔含有不同的光染料,可以发射不同波长的可见光,现绿颜质续时呈出黄色、色、粉色等不同色·磷光物吸收能量后发光,但在能量源移除后仍能持发光一段荧这应标记伪标识场间光笔的一特性被广泛用于重点、防以及特殊合的装饰这区别级径时荧单线态态种源于电子能跃迁的不同路和间光涉及到基则线态态的直接跃迁,而磷光涉及三到基的间接跃迁光的魔法化学发光化学发光原理多彩的光芒应用领域内颜娱乐夜光棒含两种隔离的化不同色的夜光棒含有不除用途外,化学发光质弯时内荧还应应学物折,管破同的光染料,能发射特广泛用于急照明、质应释颜军裂,物混合反,放定波长的可见光常见水下探索、事信号和生荧绿蓝红检测领能量使光染料激发并发色包括色、色、物医学等域光,无需外部能量输入色、黄色等化学实验趣味挑战制作火山爆发模型制造彩虹火焰实验这验喷壮观场应产烧时产颜这应个经典实模拟火山发的景,原理是酸碱反生大量二不同金属元素燃会生特征性的火焰色,一原理被用于烟氧化碳气体花制作和元素分析所需材料常见元素的火焰颜色纸状锂红·塑料瓶、板、粘土(制作火山形)·化合物-深色氢钠钠·小苏打(碳酸)·化合物-黄色释钾·醋(稀的乙酸)·化合物-紫色红浆颜绿蓝·色食用色素(模拟岩色)·铜化合物-色或色产钙红·洗洁精(生更多泡沫效果)·化合物-橙色钡绿应₃₃₃₂₂·化合物-黄色反方程式NaHCO+CH COOH→CH COONa+HO+CO↑验须专验环师导进注意此实必在业实室境下,在教指下行,确保安全五彩斑斓的火焰秀验现当热时彩虹火焰实展示了化学中一个重要象金属离子被加到足够高的温度,其外层级当级时释电子会吸收能量跃迁到更高能,而电子返回原能,会放特定波长的光,呈现颜出特征性的色589nm460nm671nm钠的黄光铜的蓝光锂的红光钠烧时产烧时产蓝锂烧时产化合物燃生的明氯化铜燃生的色化合物燃生的深约纳约纳红约纳亮黄光,波长589米火焰,波长460米色光,波长671米化学家的故事科学背后的英雄玛丽居里与放射性元素德米特里门捷列夫与元素周期表··玛历获诺奖创丽·居里(1867-1934)是史上第一位得两次贝尔的科学德米特里·门捷列夫(1834-1907)是俄国化学家,他立的元素周期获诺奖现家,也是第一位得贝尔的女性她与丈夫皮埃尔·居里共同发表是化学史上最重要的成就之一钋镭了和两种放射性元素质将当时1869年,门捷列夫根据元素的原子量和化学性,已知的63种元艰数沥铀矿现质预测居里夫人在极其苦的条件下工作,她处理了吨的青,从中提素排列成表格他发元素的性呈周期性变化,据此了几种尚未镭础为来现质取出了极微量的她的工作奠定了放射化学的基,也后的核物发的元素的性铺理学和放射医学平了道路来们现这镓锗们质后科学家确实发了些元素(如、等),它的性与门捷当时们对认识终预测证论现不幸的是,由于人放射性危害不足,居里夫人最因长期列夫的惊人地一致,明了他的理的正确性代元素周期表已质接触放射性物而患白血病去世经包含118种元素,但仍保留了门捷列夫的基本思想科学家的坚持与梦想11867年玛来玛兰丽亚·斯克沃多夫斯卡(后的丽·居里)出生于波华沙21891年习数前往巴黎索邦大学学物理学和学31898年现钋镭与丈夫皮埃尔·居里共同发和两种新元素41903年获诺奖因放射性研究与亨利·贝克勒尔、皮埃尔·居里共同得贝尔物理学51911年现钋镭镭获诺奖因发和,以及成功分离而得贝尔化学61934年质导贫岁因长期接触放射性物致的再生障碍性血去世,享年66现代化学的突破新材料的诞生石墨烯绿色化学与环保创新称为单层组维结绿纪计环石墨烯被奇迹材料,是由碳原子成的二晶体构,厚度色化学是21世化学发展的重要方向,旨在设更安全、更保的化仅为诺产质产一个碳原子2004年,安德烈·海姆和康斯坦丁·沃肖洛夫首次学品和工艺,减少或消除有害物的使用和生获诺奖成功从石墨中分离出石墨烯,因此得2010年贝尔物理学绿色化学的重要突破包括石墨烯具有惊人的特性开羟·可生物降解塑料的发,如聚乳酸PLA和聚基烷酸酯PHA为·是已知最薄但强度最高的材料之一,比钢强200倍·利用二氧化碳作化学原料,减少温室气体排放导约应术剂·电性能极佳,电子迁移率比硅高100倍·水相反和离子液体技,减少有机溶的使用导热约术驱应·性极好,比铜高10倍·光催化技,利用太阳能动化学反仅约剂应细应·透明度高,吸收可见光
2.3%·生物催化的用,如酶在制药和精化工中的用未来材料的奇迹1200x
97.7%5000原子厚度强度倍数透光率导热系数仅为约为约时单层对过导热数开石墨烯厚度一个碳原子,比同等厚度的钢强200倍,同石墨烯可见光的透率高达系高达5000瓦/米·尔纳韧远
0.335米又非常柔
97.7%文,高于铜独质储传领阔应们规产质石墨烯的特性使其在电子设备、能源存、复合材料、感器、生物医学等域具有广的用前景科学家正在研究如何大模生高量石挥墨烯,以及如何充分发其潜力化学实验的数字化与虚拟现实化学实验室体验在线互动化学模拟VR虚现术为带来过专过应进这拟实技化学教育了革命性的变化通VR头盔,学生可以不需要门的VR设备,通网页或用程序也能行互动化学模拟进虚验亲进杂验数许计进虚验入拟实室,手操作各种设备,行危险或复的实,而无需些字工具允学生在算机或移动设备上行拟实问题贵试剂担心安全或消耗昂线常见的在化学模拟平台包括验势VR化学实的优罗开费·PhET互动模拟科拉多大学发的免科学模拟程序应应虚验线·可以安全地模拟危险反,如爆炸或有毒气体反·Virtual ChemistryLab提供各种拟化学实的在平台许应过观许软·允放慢或加速化学反程,便于察·Molecular Workbench允学生探索分子动力学的交互式件观应虚验问题资·可以放大到分子水平,直展示化学反机理·ChemCollective提供拟实室和解决活动的源验节约贵试剂虚验节·降低实成本,昂和设备·Labster提供沉浸式3D拟实室和互动故事情远质验·不受地域限制,程学生也能参与高量实教学科技助力化学教学虚拟实验的安全性微观世界的可视化验传验术将结应VR化学实消除了统实中的安全VR技能够抽象的分子构和反隐尝试验过患,学生可以自由各种实参程具象化,学生可以看到原子如数观应结转键,察不同条件下的反果,甚何重新排列,电子如何移,化学错来习识断这对础至故意犯学安全知,而不如何形成和裂,理解基化学伤损会造成任何实际害或失概念非常有帮助数据收集与分析虚验记录数数专验现观拟实中,系统可以自动各种参和据,学生可以注于实象的察费时数习和分析,而不必花大量间在机械性的据收集工作上,提高学效率化学学习小贴士如何高效记忆元素周期表实验笔记的科学记录方法习将习验记录习惯础养维元素周期表是化学学的基石,掌握它大大提高学效率以下是一良好的实是科学研究的基,也是培科学思的重要途记忆径些技巧组记忆组习组专验记选码记分按元素族(如碱金属、碱土金属、卤素等)分学,每使用门的实笔本最好用硬皮、有页的笔本质记录验验写验题元素具有相似的性实日期和目的每次实前明确明日期、实目和目的记忆质规径详细记录验骤试剂浓周期律理解元素性的周期性变化律,如原子半、电离能等实步包括使用的、度、温度等条件数趋势时记录观结颜产现随着原子序的变化及察果描述色变化、气体生、沉淀形成等象关记忆将质来钠绘验图简验连联元素符号与日常生活中的物联系起,如Na()与食盐制实装置洁清晰地展示实装置的接方式,Fe(铁)与钢铁等误记录验误来进创记忆诀编顺记忆分析可能的差实中可能的差源和改方法造口制口溜帮助某一族或周期的元素结验结论结结论论预进对应过测验戏记忆总实根据果得出,与理期行比使用元素周期表APP利用交互式用程序,通和游加深科学学习,从细节开始12确立明确学习目标构建知识框架开习识识习在始学前,明确你想要掌握的知点和技能,制定具体可行的先了解化学的基本概念和体系,建立知框架,再逐步深入学各习计时细节学划和间表个分支和34动手实践定期复习与应用验过验虚对论识习尝试将识应化学是实科学,通安全的实或拟模拟加深理知的理使用间隔重复法定期复,并化学知用到日常生活中,应解和用能力加深理解结语化学,让世界更精彩化学无处不在,探索永无止鼓励学生勇敢实验,发现生境活中的化学奇迹们仅仅验书从我呼吸的空气到食用的食物,从穿化学不存在于实室和教科中,们励着的衣物到使用的电子设备,化学无处它存在于我生活的每个角落鼓学础应观现不在它既是基科学,又是用科生用化学的眼光察世界,思考日常释现创学,既能解自然象,又能造新的象背后的化学原理质物和材料尝试简单在确保安全的前提下,的家庭识断验观饪过化学知在不更新和发展,每年都有实,如察食材在烹程中的变现续测试剂新的发和突破保持好奇心,持学化,不同清洁的效果,或者制作习现简单这践将,你会发化学世界永无止境的奥秘的手工皂些实活动帮助学将验和魅力生抽象的化学概念与具体的生活经来联系起记伟住,每位大的科学家都始于好奇心验为和探索精神今天的小实,可能成现明天的大发!。
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