資源簡介

(共26張PPT)
11.1 化學與材料研制
一、化學觀念
認識材料在人類社會發(fā)展中的重要性，了解無機非金屬材料、有機高分子材料、復合材料的組成、性質和應用；理解化學在材料研制中的作用，形成 “化學創(chuàng)造新物質，推動材料發(fā)展” 的觀念。
二、科學思維
通過對材料研制過程的分析，培養(yǎng)邏輯推理和歸納總結能力。
三、科學態(tài)度與責任
認識到化學材料對社會發(fā)展的貢獻，同時關注材料使用帶來的環(huán)境問題，增強社會責任感；培養(yǎng)嚴謹、創(chuàng)新的科學態(tài)度，激發(fā)對化學材料研究的興趣。
核心素養(yǎng)目標
重點：
1. 常見無機非金屬材料（如玻璃）、有機高分子材料（如塑料）、復合材料（如玻璃鋼）的組成、性質和用途。
2. 材料研制與化學科學的關系。
難點：
1. 理解材料的性質與結構的關系。
2. 引導學生運用化學知識分析和解決材料相關的實際問題。
學習重難點
新課導入
材料是人類社會物質文明進步的重要標志之一。從古至今，人類社會開發(fā)利用的材料包括金屬材料、無機非金屬材料、有機高分子材料，還有復合材料等。新型材料的研制助力我國在載人航天、探月探火、深海深地探測、超級計算機、衛(wèi)星導航等領域取得重大成果，進入創(chuàng)新型國家行列。材料研制與化學科學的發(fā)展密切相關。
01 預防重金屬鹽中毒
普通玻璃是一種硅酸鹽材料。在工業(yè)生產中，通常是用石英砂(主要成分是 SiO2)、純堿(Na2CO3)、石灰石(主要成分是 CaCO3)按一定的質量比混合，經高溫燒制而成。
1. 普通玻璃的制取
加熱到一定溫度后迅速冷卻
2. 特殊玻璃——鋼化玻璃
普通玻璃
鋼化玻璃
疊合
2. 特殊玻璃——防彈玻璃
多層玻璃和膠片
防彈玻璃
珠寶柜臺玻璃
裝甲機的瞭望孔等
高溫熔融、抽絲
2. 特殊玻璃——玻璃纖維
玻璃
玻璃纖維
絕緣性和耐熱性好，抗腐蝕性強
玻璃棉保溫材料
光導纖維
3. 其他無機非金屬材料
除玻璃外，重要的無機非金屬材料還有陶瓷、水泥等，它們在我們的生產、生活中都有非常廣泛的用途。
多識一點——從石英砂到芯片
芯片是電腦、“智能家電”等的核心部件，主要是用純度極高的單質硅制成的。然而，自然界里并沒有這種高純硅，人們可以利用石英砂制得純度為 99.9999999% 的高純硅，為計算機等新技術產品的開發(fā)奠定了物質基礎。目前，制備高純硅最廣泛采用的方法為三氯硅烷還原法，其化學反應原理為：
SiO2 + 2C 高溫 Si + 2CO ↑
Si + 3HCl △ HSiCl3 + H2
HSiCl3 + H2 高溫 Si + 3HCl
02 有機高分子材料
1. 有機高分子材料的分類
有機高分子材料
合成有機高分子材料
（有機合成材料）
天然有機高分子材料：如石材、木材、羊毛等
合成纖維
塑料
合成橡膠
2. 塑料
（1）塑料的特點：一般情況下具有質輕、易加工成型、不導電、不傳熱、抗腐蝕性強等特點。
（2）聚乙烯：日常生活中使用的食品袋、包裝袋等，大部分是用聚乙烯塑料制成的。
2. 塑料
（3）聚四氟乙烯的商品名稱為“特氟隆”，被譽為“塑料王”，是由四氟乙烯小分子聚合而成的一種具有特殊性能的塑料。
特點：耐腐蝕、摩擦系數(shù)非常小
應用：常用來制造容器、管道、閥門等，也常用作器具的不沾涂層。
3. 白色污染
塑料的化學性質非常穩(wěn)定，生產和使用后很難自然分解。因此，塑料在為我們的生活創(chuàng)造便利的同時，也對環(huán)境造成了不利影響。人們把塑料給環(huán)境帶來的危害稱為“白色污染”。
3. 白色污染
（1）減少使用不必要的塑料制品，如用布袋代替塑料袋等；
（2）重復使用某些塑料制品如塑料袋、塑料盒等；
（3）使用一些新型的、可降解的塑料，如微生物降解和光降解 塑料等；
（4）回收各種廢棄塑料。
03 復合材料
1. 復合材料
（1）概述：像玻璃鋼這樣由兩種或兩種以上不同性質的材料，通過物理或化學方法復合在一起制成的新材料稱為復合材料。
（2）特點：具有強度高、密度低、加工成型方便、彈性優(yōu)良、耐化學腐蝕和耐高（低）溫等特點。
（3）應用：已逐步取代木材及部分合金，廣泛應用于航空航天、電子電氣、汽車工業(yè)和建筑等領域。
（4）舉例：玻璃鋼、鋼筋混凝土、碳纖維復合材料等。
多識一點——吸波材料
現(xiàn)代戰(zhàn)爭中，為了使飛機、軍艦和導彈等逃過敵方的追蹤，常給它們的外殼涂上吸波材料，把它們“隱藏”起來。當然，它們并非真能隱身，而是因為吸波材料能吸收雷達的電磁波，使敵方的雷達無法捕捉到它們的蹤跡，從而達到逃避追蹤的目的。
吸波材料主要用導電或磁性材料與黏合劑制成。導電材料一般為碳粉、導電纖維等，它們能將電磁波轉化成熱能；磁性材料一般為陶瓷鐵氧體、磁化粒子等，也能將電磁波變成熱能，從而使雷達的電磁波大部分被吸收掉。另外，還有用鐵氧體和絕緣體燒結成的吸波材料，由于材料的粒徑很小，電磁波碰觸之后，在小顆粒之間經過多次不規(guī)則的反射，也可以轉化成熱能被吸收。而黏合劑既起著使吸波材料附著于殼體表面的作用，同時又能減弱電磁波的反射。
總結歸納
隨堂練習
1. 化學材料的發(fā)展對人類的生活和社會的進步有著深遠的影響。下列有關化學材料的說法不正確的是（　）
A. 羊毛屬于合成纖維
B. 汽車輪胎中的橡膠屬于合成橡膠
C. 不銹鋼屬于金屬材料
D. 聚乙烯塑料屬于有機合成材料
A
隨堂練習
2. 下列說法正確的是（ ）
A. 鋼化玻璃是在玻璃中加入鋼材制成的
B. 防彈玻璃是普通玻璃高溫冷卻制成的
C. 燒制玻璃的主要原料是石英砂、純堿、石灰石
D. 光導纖維是用鋼化玻璃拉制成的玻璃纖維
C
隨堂練習
3. 我國自主研制的“極目一號”Ⅲ型浮空艇的錨泊主系纜由聚乙烯纖維制成，該材料屬于（ 　）
A. 天然橡膠 B. 天然纖維
C. 合成材料 D. 金屬材料
C
隨堂練習
4. 2024年4月22日是第55個世界地球日，其主題為“全球戰(zhàn)塑”，旨在呼吁終結塑料危害。下列做法不正確的是( )
A. 露天焚燒塑料垃圾
B. 鼓勵重復使用某些塑料制品
C. 回收礦泉水塑料瓶
D. 使用可降解塑料盒
A
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