师：同学们好，今天我们一起来学习高一化学必修第一册序言，走进创造物质的化学。我们先来看两幅图片，图片所示的是84消毒液和医用口罩，它们在抗击新冠疫情的战役中功勋卓著。大家知道它们的有效成分是什么吗？
生：84消毒液的有效成分是次氯酸钠，医用口罩的有效成分是高分子材料聚丙烯。
师：非常好。这些物质都是自然界原本不存在的，它们是怎样被制备出来的呢？与高中化学又有什么联系呢？这就是本节课的学习目标。通过学习，我们将了解化学是什么、化学学科怎样发展、高中化学学什么以及高中化学怎么学。我们首先进入第一个环节，了解化学是什么。
通过初中的学习，我们知道化学是研究物质及其变化的科学，化学创造新物质。例如化学制造高速列车的材料、制造嫦娥五号月球探测器的材料、制造航天飞机及航天飞机舱外航天服的材料。这套我国研制的舱外航天服，它的总重量达120公斤，造价约3000万人民币。
大家猜一猜，世界上已发现或合成多少种化学物质呢？美国化学文摘社宣布，在2009年9月收录的化学物质总数达5000万。在2015年7月收录的化学物质总数达1亿。6年时间新增了5000万种化学物质，这新增的5000万种物质都是化学创造的。
化学是人类进步的关键。问题来了，地球上的元素只有110多种，这110多种元素怎样组成上亿万种物质呢？下面进入第二个环节，了解化学学科怎样发展。我们先来了解近代化学家们的努力。在1661年，波义耳提出了科学的元素观。在1774年，拉瓦锡提出了氧化学说。在1803年，道尔顿提出了原子论。在1811年，阿伏加德罗提出了分子学说。1869年，门捷列夫发现了元素周期律。在200多年的时间里，化学家的研究从宏观的物质层面进入到微观的原子分子层面，从定性分析进入到从量的角度展开研究。进入20世纪，质谱仪、X射线衍射仪、核磁共振、光谱等高科技仪器在化学研究中不断被应用。化学家的研究视角由理论到实验，由宏观到微观，由定性到定量，纵深发展。
化学的发展也促进了相关学科的发展。例如，1965年，我国科学家成功地合成了结晶牛胰岛素，在世界上首次实现了蛋白质的人工合成。在2015年，我国特意为此发行了纪念邮票。我国化学家为了打破国外技术封锁，提高国家的建设实力在化学的应用与创新上做出了巨大努力，例如有“中国催化剂之父”闵恩泽先生，有“中国稀土之父”徐光宪先生，有“中国高温合金开拓者”师昌绪先生，有“中国化学激光之父”张存浩先生等等。
从化学发展史，我们得到三点启示。一、化学是在原子、分子水平上研究物质的组成、结构、性质、转化及其应用的一门基础学科。二、化学具有三个特征，即从原子、分子等微观层次认识物质，以化学方程式、化学式等符号形式描述物质，在不同的层面创造物质。化学注重四结合，即理论与实验、宏观与微观、定性与定量、研究与应用等的结合。下面进入第三个环节，了解高中化学学什么。先从两个案例说起，第一个案例，怎样利用食盐和水制备84消毒液的有效成分。第二个案例，怎样利用石油制备医用口罩的有效成分？以原料制备产品的有效成分，我们该怎么来思考呢？我们先来回忆初中认识物质及其转化的角度，也就是先给物质进行分类，再思考转化路径。首先要了解原料和产品中的有效成分是什么，这些有效成分含有什么元素？有效成分中各物质属于酸碱盐中的哪些类别、可能发生哪些反应？类型是什么？比方说是复分解反应还是置换反应？这就是根据初中认识物质及其转化的角度所得到的利用原料制备产品的有效成分的思考路径。
根据这一思考路径，我们来看第一个案例，怎样利用食盐和水制备84消毒液的有效成分。首先要了解有效成分，84消毒液的有效成分是次氯酸钠，食盐的有效成分是氯化钠。第二要思考元素类别，次氯酸钠含有钠元素、氯元素和氧元素，氯化钠含有钠元素和氯元素。第三步思考物质类别，次氯酸钠、氯化钠都属于盐，水属于氧化物。最后思考反应类型，氯化钠溶于水，在常温下氯化钠不能与水反应，因此利用初中的化学知识无法解决。怎么解决呢？高中化学将增加认识物质分类与转化的新视角——元素化合价视角。请大家标注次氯酸钠、氯化钠、水中各元素的化合价，看看哪些元素的化合价发生了变化？这三种物质中，氯化钠和水是我们熟悉的物质，钠元素为 +1价，氯元素为 -1价，氢元素为 +1价，氧元素为 -2价。在次氯酸钠中，钠元素为 +1价，氧元素为 -2价。设氯元素的化合价为x，根据化合物中元素化合价代数和为0的原则，有 +1 + x - 2 = 0，求得x = +1价。氯元素由 -1价变化为 +1价，氯元素的化合价发生了变化。通过标注发现，氯元素的化合价在反应前后发生变化。