2025年高一上學(xué)期化學(xué)“哲學(xué)與化學(xué)”科普測試一、化學(xué)哲學(xué)的基本概念：探索微觀世界的智慧鑰匙化學(xué)哲學(xué)是連接化學(xué)實(shí)驗(yàn)與哲學(xué)思考的橋梁，它像一把鑰匙，幫助我們理解化學(xué)現(xiàn)象背后的本質(zhì)規(guī)律。簡單來說，化學(xué)哲學(xué)研究的是“化學(xué)中的世界觀和方法論問題”，比如：物質(zhì)的構(gòu)成是否存在基本單元？化學(xué)反應(yīng)的發(fā)生是偶然還是必然？科學(xué)家如何通過實(shí)驗(yàn)認(rèn)識(shí)微觀世界？這些問題看似抽象，卻與我們的生活息息相關(guān)。以水的電解實(shí)驗(yàn)為例：當(dāng)電流通過水時(shí)，會(huì)分解出氫氣和氧氣。從化學(xué)角度看，這是水分子分解為氫原子和氧原子的過程；從哲學(xué)角度看，這體現(xiàn)了“整體與部分”的辯證關(guān)系——水分子（整體）的性質(zhì)不同于氫、氧原子（部分）的性質(zhì)，而原子重新組合又形成了新的物質(zhì)。2025年中國化學(xué)會(huì)學(xué)術(shù)研討會(huì)中，錢旭紅院士指出：“化學(xué)哲學(xué)的本質(zhì)，就是讓學(xué)生在試管與公式之外，學(xué)會(huì)用‘追問’的眼光看待世界?！倍?、化學(xué)哲學(xué)的歷史發(fā)展：從“煉金術(shù)”到現(xiàn)代化學(xué)化學(xué)哲學(xué)的萌芽可以追溯到古代。古希臘哲學(xué)家德謨克利特提出“原子論”，認(rèn)為萬物由不可分割的原子構(gòu)成；中國古代的“五行說”則認(rèn)為世界由金、木、水、火、土五種元素組成。這些樸素的哲學(xué)思想，為化學(xué)的誕生埋下了種子。17世紀(jì)，波義耳通過實(shí)驗(yàn)否定了“四元素說”，提出“化學(xué)元素”的科學(xué)定義，標(biāo)志著化學(xué)從哲學(xué)中獨(dú)立出來。19世紀(jì)，門捷列夫發(fā)現(xiàn)元素周期律，揭示了元素性質(zhì)隨原子量變化的周期性規(guī)律，這不僅是化學(xué)史上的里程碑，更體現(xiàn)了“量變引起質(zhì)變”的哲學(xué)原理——當(dāng)原子序數(shù)遞增到一定程度，元素的化學(xué)性質(zhì)會(huì)發(fā)生根本性變化（如從金屬鈉到非金屬氯）。2025年，延安大學(xué)舉辦的化學(xué)哲學(xué)研討會(huì)上，田禾院士特別強(qiáng)調(diào)：“化學(xué)史就是一部哲學(xué)思想的發(fā)展史。從煉金術(shù)的‘轉(zhuǎn)化’夢想，到現(xiàn)代合成化學(xué)的‘創(chuàng)造’實(shí)踐，人類對(duì)物質(zhì)的認(rèn)識(shí)始終在‘猜想—驗(yàn)證—修正’的螺旋中上升?！比⒒瘜W(xué)哲學(xué)的核心議題：2025年的新視角1.微觀與宏觀的辯證統(tǒng)一我們無法用肉眼看到原子，但可以通過儀器觀察其行為。2025年諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)授予了“金屬有機(jī)框架（MOFs）”研究，這種材料的孔徑大小可以精確到納米級(jí)，能像“分子篩”一樣分離不同物質(zhì)。從哲學(xué)角度看，MOFs的設(shè)計(jì)體現(xiàn)了“微觀結(jié)構(gòu)決定宏觀性質(zhì)”的思想——科學(xué)家通過調(diào)控原子排列（微觀），創(chuàng)造出具有特定功能的材料（宏觀）。2.確定性與不確定性的平衡化學(xué)反應(yīng)是否完全可控？傳統(tǒng)觀點(diǎn)認(rèn)為，只要條件固定，反應(yīng)結(jié)果就是確定的。但2025年《自然-化學(xué)》報(bào)道的“假激酶催化”研究發(fā)現(xiàn)，某些看似“沉默”的蛋白質(zhì)（假激酶）在特定條件下會(huì)“覺醒”，引發(fā)不可預(yù)測的催化反應(yīng)。這說明，化學(xué)世界中既有“必然”（如酸堿中和反應(yīng)），也有“偶然”（如酶的隨機(jī)激活），二者共同構(gòu)成了物質(zhì)運(yùn)動(dòng)的復(fù)雜性。3.人工合成與自然規(guī)律的關(guān)系2025年，我國學(xué)者開發(fā)出“模塊化納米機(jī)器人”，能像“微型醫(yī)生”一樣靶向治療結(jié)直腸癌。這種機(jī)器人由DNA和高分子材料組裝而成，其運(yùn)動(dòng)原理遵循分子間作用力（如氫鍵、范德華力）等自然規(guī)律，但功能卻是人類“設(shè)計(jì)”的結(jié)果。這引發(fā)了新的哲學(xué)思考：人類能否“創(chuàng)造”超越自然的物質(zhì)？答案是否定的——任何合成物質(zhì)都必須遵守化學(xué)熱力學(xué)和動(dòng)力學(xué)規(guī)律，正如研討會(huì)中專家所言：“化學(xué)創(chuàng)造不是‘無中生有’，而是‘道法自然’的智慧?！彼摹⒒瘜W(xué)哲學(xué)的現(xiàn)實(shí)意義：從實(shí)驗(yàn)室到生活1.綠色化學(xué)中的倫理思考傳統(tǒng)化工生產(chǎn)常伴隨污染，而2025年興起的“可持續(xù)催化”技術(shù)（如用鐵、銅等廉價(jià)金屬替代貴金屬催化劑），既降低了成本，又減少了環(huán)境危害。這體現(xiàn)了“人類與自然和諧共生”的哲學(xué)理念——化學(xué)發(fā)展不應(yīng)以犧牲環(huán)境為代價(jià)，而應(yīng)追求“綠色創(chuàng)造”。例如，磷酸鐵鋰電池的研發(fā)，用地球上儲(chǔ)量豐富的鐵元素替代稀缺的鈷元素，正是“資源可持續(xù)利用”哲學(xué)的實(shí)踐。2.科技倫理與化學(xué)安全2025年，“分子晶體憶阻器”研究取得突破，這種材料可用于下一代存儲(chǔ)設(shè)備。但同時(shí)，化學(xué)武器、毒品等危險(xiǎn)物質(zhì)的合成技術(shù)也可能被濫用。因此，化學(xué)哲學(xué)強(qiáng)調(diào)“科技倫理”——科學(xué)家不僅要追求真理，更要對(duì)技術(shù)的社會(huì)影響負(fù)責(zé)。正如錢旭紅院士在2025年研討會(huì)上呼吁：“化學(xué)是一把雙刃劍，劍柄應(yīng)握在有良知的人手中?！?.化學(xué)教育中的哲學(xué)思維2025年，我國高中化學(xué)新課標(biāo)明確提出“學(xué)科理解”要求，強(qiáng)調(diào)培養(yǎng)學(xué)生的哲學(xué)思維。例如，在學(xué)習(xí)“氧化還原反應(yīng)”時(shí)，不僅要掌握電子轉(zhuǎn)移規(guī)律，還要理解“對(duì)立統(tǒng)一”思想——氧化與還原是同時(shí)發(fā)生的矛盾雙方，沒有氧化劑就沒有還原劑；在“化學(xué)平衡”單元，通過實(shí)驗(yàn)觀察平衡移動(dòng)，體會(huì)“動(dòng)態(tài)平衡”的哲學(xué)概念——看似靜止的體系，實(shí)則處于不斷的物質(zhì)交換中。五、2025年前沿案例：化學(xué)哲學(xué)的生動(dòng)實(shí)踐案例1：動(dòng)態(tài)高分子材料2025年《自然-化學(xué)》封面文章報(bào)道了一種“可折疊、可解構(gòu)”的高分子材料，其分子鏈能像蛋白質(zhì)一樣自發(fā)折疊成特定形狀，且可在光照下分解為小分子。這種材料的設(shè)計(jì)靈感來自“生命系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)平衡”——生物體內(nèi)的蛋白質(zhì)會(huì)不斷合成與降解，而人工高分子也能實(shí)現(xiàn)“結(jié)構(gòu)-功能-循環(huán)”的統(tǒng)一。案例2：光催化氫氣異裂我國學(xué)者開發(fā)的“光催化氫氣異裂”技術(shù)，能利用太陽能將水分解為氫氣和氧氣。從哲學(xué)角度看，這體現(xiàn)了“能量轉(zhuǎn)化”的永恒性——太陽能（光能）→化學(xué)能（氫能）的轉(zhuǎn)化，遵循能量守恒定律，但轉(zhuǎn)化效率的提升需要突破“熵增”的限制（熵增是指系統(tǒng)從有序走向無序的趨勢）?？茖W(xué)家通過設(shè)計(jì)催化劑，降低了反應(yīng)的“活化能”，在“無序”中創(chuàng)造了“有序”。六、思考與拓展討論題：結(jié)合元素周期表，舉例說明“量變引起質(zhì)變”的哲學(xué)原理（提示：比較第ⅠA族元素從鋰到銫的性質(zhì)變化）。實(shí)踐題：設(shè)計(jì)一個(gè)家庭實(shí)驗(yàn)，證明“微觀粒子的不斷運(yùn)動(dòng)”（提示：用墨水?dāng)U散、品紅溶解等現(xiàn)象）。開放題：人工智能（AI）正在輔助化學(xué)合成（如2025年“機(jī)器學(xué)習(xí)勢函數(shù)”研究），這是否意味著“人類的直覺和創(chuàng)造力不再重要”？化學(xué)哲學(xué)不是高高在上的理論