资源简介

第十一单元　化学与社会发展
第二节　化学与材料研制
设计说明 化学是研究物质的组成、结构、性质以及变化规律的科学，是一门与材料、生命、信息、环境、能源、地球、空间、核科学等密切交叉和相互渗透的中心科学，是发现和创造新物质的主要手段。本节教材以用途广泛的非金属材料、来自石油的有机高分子材料和性能优良的复合材料为题介绍了化学科学在材料研制中的巨大贡献，特别是新型材料在航空航天、电子、汽车工业和建筑等领域的广泛应用。通过对新材料的学习，使学生明确学习化学的目的，提高学习兴趣。另外用图片展示了我国航天器上应用的新材料等内容，这既是很好的爱国主义教育，又能使学生理解学习化学的重要性。 学生在日常生活中经常见到普通玻璃和塑料制品，但玻璃、塑料究竟是用什么原料、通过什么方法制成的，化学在它们的开发与研制中有什么样的作用，多数学生却不一定思考过这些问题。尽管在开始学习化学时，我们可以靠新材料的研制与应用激发学生的学习兴趣、唤起学生的问题意识，但由于绝大部分学生并未接触或参观过玻璃、塑料的生产工艺流程，所以他们很难将玻璃与沙子、塑料与石油联系在一起，也不可能知道塑料和玻璃钢之间的关系。因此，本节教学应定位于让学生感受化学的神奇作用，体会用化学方法可以使价格低廉、用途小的物质转化为用途大的物质，通过有意混合可以改善物质的性能、扩展物质的使用范围，进一步增强学生对化学在实现物质转化、改良物质性能进而服务社会中的重要地位的认识。 教学目标 知识与技能 1.了解普遍玻璃的生产原理，知道几种常见的新型玻璃。 2.了解塑料的特性，知道高分子材料是由小分子聚合而成的，并能用分子聚合的观点认识有机高分子材料的形成过程。 3.知道“白色污染”的危害和防治方法。 4.认识复合材料的特征及优良性能，知道常见的复合材料。 过程与方法 1.通过对学习内容的社会调查和有关资料的查阅，培养学生从多种渠道获取信息的能力，并对获取的信息进行加工。 2.积极主动与他人进行交流和讨论，清楚地表达自己的观点，逐步形成良好的学习习惯和学习方法。 情感、态度与价值观 1.通过学习，认识有机合成材料的发展对人类社会的进步所起的重要作用。体会通过化学方法可以将用途小的物质转化为用途大的物质。 2.通过对“白色污染”的介绍，培养学生关注社会、关注生活的情感。 重点难点 教学重点 认识材料发展史，了解玻璃、塑料、复合材料的性能及应用。 教学难点 天然纤维与合成纤维、聚乙烯塑料与聚氯乙烯塑料的鉴别方法。 教学方法 1.引导学生树立辩证地看待问题的观点，认识到虽然合成材料在人类社会的进步中起着巨大作用，但是不合理使用也会给人类带来危害。 2.体会用化学方法可以使价格低廉、用途小的物质转化为用途大的物质。 教具、学具 多媒体教学、CAI课件 各种玻璃制品实物、塑料制品实物、金属、合金制品实物等。 授课时数 1课时 教学过程 导入新课 投影：大屏幕展示石器、青铜器、瓷器、轮胎和航天器图片。引起学生思考。 　　　　　　 　　　　　　　　 师：材料是人类社会物质文明进步的重要标志之一。从古至今，人类社会开发利用的材料很多，如金属材料、无机非金属材料、有机高分子材料，另外还有复合材料等。材料研制与化学科学的发展密切相关。通过学习应用广泛的几种代表材料，看看材料到底在人类日常生活中有着怎样广泛的应用。 讲授新课 一、用途广泛的无机非金属材料 师问：你知道窗户上的玻璃是什么材料，它是怎样制造出来的呢？ 投影： 　　　　 师：玻璃被誉为改变世界面貌的伟大发明之一，是一种在现代社会中广泛使用的无机非金属材料。普通玻璃是一种硅酸盐材料。那么，玻璃是怎样制造出来的呢？ 1.制造玻璃的原料及反应原理 学生阅读：课本第99页相关内容回答。 师问：制造玻璃的原料有哪些？ 生答：石英砂、纯碱、石灰石。 师问：生产玻璃的反应条件是什么？ 生答：高温。 师问：生产玻璃的过程中发生了哪些反应？ 生答：生产玻璃过程中主要反应的化学方程式： CaCO3+SiO2CaSiO3+CO2↑， Na2CO3+SiO2Na2SiO3+CO2↑。 投影：玻璃窑。 教师点拨：玻璃中含有二氧化硅、硅酸钙、硅酸钠等物质，是混合物。 2.特殊玻璃的制造和应用 师：普通玻璃经过各种物理或化学方法加工处理，可制成多种具有特殊用途的玻璃。 设问：钢化玻璃、防弹玻璃和玻璃纤维是怎样制成的 投影： 　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　光导纤维 生：阅读课本第99页，思考后回答。 教师点拨： （1）将普通玻璃加热到一定温度后迅速冷却，可制成强度高、耐高温的钢化玻璃。 （2）将多层玻璃和胶片叠合在一起，可制成防弹玻璃。 （3）玻璃在高温熔融状态下抽成丝可制成绝缘性和耐热性好、抗腐蚀性强的玻璃纤维，用作绝热保温材料和电绝缘材料等。用特种光学玻璃拉制成的玻璃纤维可作为光导纤维，广泛应用于光纤通信。 3.其他常见的无机非金属材料 师：像玻璃这样的重要无机非金属材料还有陶瓷、水泥等，它们在我们的生产、生活中都有非常广泛的应用。 投影：几种重要的无机非金属材料。 师问：我们身边哪些材料是天然材料？ 生答：棉花、羊毛、天然橡胶。 投影： 　　　　　　 棉花　　　　　　　　　羊毛　　　　　　　　　天然橡胶 二、来自石油的有机高分子材料 师：与天然材料不同，合成材料是人们利用化学方法创造出来的。常见的有机合成材料包括塑料、合成纤维和合成橡胶等，它们几乎全部是以石油产品为原料合成的，都属于有机高分子材料。这些材料的开发利用，大大改善了天然材料供应不足或难以满足使用要求的状况。【 投影：几种常见的合成材料。 　　　　 塑料　　　　　　　合成纤维　　　　　　合成橡胶 师：塑料是人工合成的一类有机高分子材料，在我们的生活中比比皆是，洗漱用品、餐具、炊具、文具、电视机、冰箱、飞机、人造卫星等，已被广泛用于农业、工业、建筑、包装、国防尖端工业以及人们日常生活等各个领域。其特点是质轻、易加工成型、不导电、不传热、抗腐蚀性强。与钢铁、水泥、木材并称为四大工业材料，其生产的年增长率以塑料居首位。生活中有多种塑料，你会区分吗？你了解它们吗？请你阅读课本了解。 1.塑料 师：请同学们阅读课本101页，回答下列问题。 设问：塑料具有哪些特点？ 生答：塑料一般情况下具有质轻、易加工成型、不导电、不传热、抗腐蚀性强等特点。 教师点拨：我们日常生活中使用的食品袋、包装袋等，大部分是用聚乙烯塑料制成的。聚乙烯是由许多乙烯分子连在一起、聚合成大分子后得到的。 投影：乙烯聚合成大分子。 拓展：几种常见的塑料 ①聚乙烯 无毒，可以用来盛装食物，只是强度差些，且不能经受80 ℃以上的高温，并有一定的透气性，不宜长期用来盛装茶叶、香料等。 ②聚氯乙烯 有毒，因而不宜与食品直接接触。聚氯乙烯塑料常用于做雨衣、鞋底、床罩、窗帘、桌布、手提包等。 ③塑料王 “塑料王”化学名称为聚四氟乙烯，由四氟乙烯小分子聚合而成的具有特殊性能的塑料，其商品名称叫“特氟隆”。它最大的特点是耐腐蚀、摩擦系数非常小，常用来制造容器、管道和阀门等，也常用作器具的不粘涂层。 教师点拨：鉴别聚乙烯和聚氯乙烯可以用燃烧法，聚氯乙烯燃烧有刺激性气味。 师：塑料包装物在使用后被抛弃在环境中，给生态环境带来很大破坏。由于废旧塑料包装物大多呈白色，因此造成的环境污染被称为“白色污染”。 学生讨论：使用塑料的利与弊 教师点拨：科学是一把双刃剑，白色不是纯洁，而是污染。 师生讨论：治理“白色污染”的途径有哪些？ （1）减少使用不必要的塑料制品，如用布袋代替塑料袋等。 （2）重复使用某些塑料制品，如塑料袋、塑料盒等。 （3）使用一些新型的、可降解的塑料，如微生物降解塑料和光降解塑料等。 （4）回收各种废弃塑料。 投影：图片《棉花的纤维是天然纤维》和图片《合成纤维制品》。 　　　　　　　 《棉花的纤维是天然纤维》　　　　　　　《合成纤维制品》 2.合成纤维 师问：纤维分为几类？各有什么优缺点？ 生答：纤维分为天然纤维和合成纤维。天然纤维的吸水性和透气性好，合成纤维强度高、耐磨、弹性好、耐化学腐蚀，但吸水性、透气性较差。 教师点拨：合成纤维分为涤纶、锦纶、腈纶等。具有强度高、弹性好、耐磨、耐化学腐蚀、不发霉、不怕虫蛀、不缩水、吸水性和透水性较差的特点。 　　　　　　　　 （涤纶、锦纶、腈纶等） 3.合成橡胶 过渡：橡胶也是人们生活和工业生产中不可缺少的材料。橡胶最初是从橡胶树等植物中获得的。随着工业的发展对橡胶需求的不断增长，人们根据天然橡胶的分子组成和结构，用化学方法制得了合成橡胶。 教师点拨：合成橡胶与天然橡胶相比，具有高弹性、绝缘性、耐油和耐高温等性能，因而广泛应用于工农业、国防、交通及日常生活中。 设问：怎样用简单的方法区分棉纤维、羊毛纤维和合成纤维？ 教师点拨：用镊子分别夹取三种纤维样品，点燃，闻气味，冷却后，用手捻捻灰烬，观察现象。有烧焦羽毛的气味，灰烬能捻碎，该纤维是羊毛纤维。有烧纸气味，灰烬能捻碎，该纤维是棉纤维。有刺激性气味，灰烬不能捻碎，该纤维是合成纤维。 三、性能优良的复合材料 投影：展示钢筋混凝土、玻璃钢制造的快艇、汽车轮胎等。 　　　　　　 钢筋混凝土　　　　　玻璃钢制造的快艇　　　　汽车轮胎 讲解：1.复合材料的定义：由两种或两种以上不同性质的材料，通过物理或化学方法复合在一起制成的新材料称为复合材料。 2.复合材料的优点：复合材料可以发挥各组成材料的优点、克服单一材料的缺陷，从而使其应用范围大为拓展。由于复合材料具有强度高、密度低、加工成型方便、弹性优良、耐化学腐蚀和耐高（低）温性好等特点。 课堂小结 1.有机合成材料对人类的生产生活起着重大作用。使用有机合成材料会对环境造成影响，我们要合理使用它们。 2.复合材料可以发挥各组成材料的优点、克服单一材料的缺陷，具有更广泛的用途。 当堂达标 1.有机合成材料的出现是材料发展史上的一次重大突破。下列物质属于有机合成材料的是（　　） A.棉花 B.蛋白质 C.维生素 D.塑料 答案：D 2.下面说法错误的是（　　） A.有机合成材料都是高分子材料 B. 棉花、羊毛、聚乙烯都是合成材料 C.焚烧聚乙烯塑料会造成环境污染 D.使用过的塑料、橡胶应回收利用 答案：B 3.下列属于复合材料的是（　　） A.合金 B.棉花 C.钢筋混凝土 D.合成橡胶 答案：C 4.下列四种材料中，请选择适当的序号填空。 ①玻璃；②塑料；③玻璃钢；④不锈钢。 （1）属于金属材料的是 。 （2）属于无机非金属材料的是 。 （3）属于合成材料的是 。 （4）属于复合材料的是 。 答案：（1）④　（2）①　（3）②　（4）③ 5.面料中属于有机合成材料的是______。燃烧法可鉴别棉纤维与合成纤维，现象为____________________________的是合成纤维。 答案：涤纶　有刺激性气味，剩余物用手指挤压不成粉末状 6.从今年12月起，我省将全面实施“禁塑”，拒绝“白色污染”。 （1）治理“白色污染”有什么意义？（写出一条即可） （2）拒绝“白色污染”，你该怎么做？（同上） 答案：（1）减少对土壤的破坏或减少对水资源的污染等。 （2）使用环保购物袋或使用一些新的、可降解的塑料。（合理即可） 板书设计 第十一单元　化学与社会发展 第二节　化学与材料研制 一、用途广泛的无机非金属材料 1.制造玻璃的原料及反应原理 2.特殊玻璃的制造和应用 3.其他常见的无机非金属材料 二、来自石油的有机高分子材料 1.塑料 2.合成纤维 3.合成橡胶 三、性能优良的复合材料 1.复合材料的定义 2.复合材料的优点 教学反思

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