資源簡介

第十一單元　化學與社會發展
第二節　化學與材料研制
設計說明 化學是研究物質的組成、結構、性質以及變化規律的科學，是一門與材料、生命、信息、環境、能源、地球、空間、核科學等密切交叉和相互滲透的中心科學，是發現和創造新物質的主要手段。本節教材以用途廣泛的非金屬材料、來自石油的有機高分子材料和性能優良的復合材料為題介紹了化學科學在材料研制中的巨大貢獻，特別是新型材料在航空航天、電子、汽車工業和建筑等領域的廣泛應用。通過對新材料的學習，使學生明確學習化學的目的，提高學習興趣。另外用圖片展示了我國航天器上應用的新材料等內容，這既是很好的愛國主義教育，又能使學生理解學習化學的重要性。 學生在日常生活中經常見到普通玻璃和塑料制品，但玻璃、塑料究竟是用什么原料、通過什么方法制成的，化學在它們的開發與研制中有什么樣的作用，多數學生卻不一定思考過這些問題。盡管在開始學習化學時，我們可以靠新材料的研制與應用激發學生的學習興趣、喚起學生的問題意識，但由于絕大部分學生并未接觸或參觀過玻璃、塑料的生產工藝流程，所以他們很難將玻璃與沙子、塑料與石油聯系在一起，也不可能知道塑料和玻璃鋼之間的關系。因此，本節教學應定位于讓學生感受化學的神奇作用，體會用化學方法可以使價格低廉、用途小的物質轉化為用途大的物質，通過有意混合可以改善物質的性能、擴展物質的使用范圍，進一步增強學生對化學在實現物質轉化、改良物質性能進而服務社會中的重要地位的認識。 教學目標 知識與技能 1.了解普遍玻璃的生產原理，知道幾種常見的新型玻璃。 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，并能用分子聚合的觀點認識有機高分子材料的形成過程。 3.知道“白色污染”的危害和防治方法。 4.認識復合材料的特征及優良性能，知道常見的復合材料。 過程與方法 1.通過對學習內容的社會調查和有關資料的查閱，培養學生從多種渠道獲取信息的能力，并對獲取的信息進行加工。 2.積極主動與他人進行交流和討論，清楚地表達自己的觀點，逐步形成良好的學習習慣和學習方法。 情感、態度與價值觀 1.通過學習，認識有機合成材料的發展對人類社會的進步所起的重要作用。體會通過化學方法可以將用途小的物質轉化為用途大的物質。 2.通過對“白色污染”的介紹，培養學生關注社會、關注生活的情感。 重點難點 教學重點 認識材料發展史，了解玻璃、塑料、復合材料的性能及應用。 教學難點 天然纖維與合成纖維、聚乙烯塑料與聚氯乙烯塑料的鑒別方法。 教學方法 1.引導學生樹立辯證地看待問題的觀點，認識到雖然合成材料在人類社會的進步中起著巨大作用，但是不合理使用也會給人類帶來危害。 2.體會用化學方法可以使價格低廉、用途小的物質轉化為用途大的物質。 教具、學具 多媒體教學、CAI課件 各種玻璃制品實物、塑料制品實物、金屬、合金制品實物等。 授課時數 1課時 教學過程 導入新課 投影：大屏幕展示石器、青銅器、瓷器、輪胎和航天器圖片。引起學生思考。 　　　　　　 　　　　　　　　 師：材料是人類社會物質文明進步的重要標志之一。從古至今，人類社會開發利用的材料很多，如金屬材料、無機非金屬材料、有機高分子材料，另外還有復合材料等。材料研制與化學科學的發展密切相關。通過學習應用廣泛的幾種代表材料，看看材料到底在人類日常生活中有著怎樣廣泛的應用。 講授新課 一、用途廣泛的無機非金屬材料 師問：你知道窗戶上的玻璃是什么材料，它是怎樣制造出來的呢？ 投影： 　　　　 師：玻璃被譽為改變世界面貌的偉大發明之一，是一種在現代社會中廣泛使用的無機非金屬材料。普通玻璃是一種硅酸鹽材料。那么，玻璃是怎樣制造出來的呢？ 1.制造玻璃的原料及反應原理 學生閱讀：課本第99頁相關內容回答。 師問：制造玻璃的原料有哪些？ 生答：石英砂、純堿、石灰石。 師問：生產玻璃的反應條件是什么？ 生答：高溫。 師問：生產玻璃的過程中發生了哪些反應？ 生答：生產玻璃過程中主要反應的化學方程式： CaCO3+SiO2CaSiO3+CO2↑， Na2CO3+SiO2Na2SiO3+CO2↑。 投影：玻璃窯。 教師點撥：玻璃中含有二氧化硅、硅酸鈣、硅酸鈉等物質，是混合物。 2.特殊玻璃的制造和應用 師：普通玻璃經過各種物理或化學方法加工處理，可制成多種具有特殊用途的玻璃。 設問：鋼化玻璃、防彈玻璃和玻璃纖維是怎樣制成的 投影： 　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　光導纖維 生：閱讀課本第99頁，思考后回答。 教師點撥： （1）將普通玻璃加熱到一定溫度后迅速冷卻，可制成強度高、耐高溫的鋼化玻璃。 （2）將多層玻璃和膠片疊合在一起，可制成防彈玻璃。 （3）玻璃在高溫熔融狀態下抽成絲可制成絕緣性和耐熱性好、抗腐蝕性強的玻璃纖維，用作絕熱保溫材料和電絕緣材料等。用特種光學玻璃拉制成的玻璃纖維可作為光導纖維，廣泛應用于光纖通信。 3.其他常見的無機非金屬材料 師：像玻璃這樣的重要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應用。 投影：幾種重要的無機非金屬材料。 師問：我們身邊哪些材料是天然材料？ 生答：棉花、羊毛、天然橡膠。 投影： 　　　　　　 棉花　　　　　　　　　羊毛　　　　　　　　　天然橡膠 二、來自石油的有機高分子材料 師：與天然材料不同，合成材料是人們利用化學方法創造出來的。常見的有機合成材料包括塑料、合成纖維和合成橡膠等，它們幾乎全部是以石油產品為原料合成的，都屬于有機高分子材料。這些材料的開發利用，大大改善了天然材料供應不足或難以滿足使用要求的狀況。【 投影：幾種常見的合成材料。 　　　　 塑料　　　　　　　合成纖維　　　　　　合成橡膠 師：塑料是人工合成的一類有機高分子材料，在我們的生活中比比皆是，洗漱用品、餐具、炊具、文具、電視機、冰箱、飛機、人造衛星等，已被廣泛用于農業、工業、建筑、包裝、國防尖端工業以及人們日常生活等各個領域。其特點是質輕、易加工成型、不導電、不傳熱、抗腐蝕性強。與鋼鐵、水泥、木材并稱為四大工業材料，其生產的年增長率以塑料居首位。生活中有多種塑料，你會區分嗎？你了解它們嗎？請你閱讀課本了解。 1.塑料 師：請同學們閱讀課本101頁，回答下列問題。 設問：塑料具有哪些特點？ 生答：塑料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。 教師點撥：我們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。聚乙烯是由許多乙烯分子連在一起、聚合成大分子后得到的。 投影：乙烯聚合成大分子。 拓展：幾種常見的塑料 ①聚乙烯 無毒，可以用來盛裝食物，只是強度差些，且不能經受80 ℃以上的高溫，并有一定的透氣性，不宜長期用來盛裝茶葉、香料等。 ②聚氯乙烯 有毒，因而不宜與食品直接接觸。聚氯乙烯塑料常用于做雨衣、鞋底、床罩、窗簾、桌布、手提包等。 ③塑料王 “塑料王”化學名稱為聚四氟乙烯，由四氟乙烯小分子聚合而成的具有特殊性能的塑料，其商品名稱叫“特氟隆”。它最大的特點是耐腐蝕、摩擦系數非常小，常用來制造容器、管道和閥門等，也常用作器具的不粘涂層。 教師點撥：鑒別聚乙烯和聚氯乙烯可以用燃燒法，聚氯乙烯燃燒有刺激性氣味。 師：塑料包裝物在使用后被拋棄在環境中，給生態環境帶來很大破壞。由于廢舊塑料包裝物大多呈白色，因此造成的環境污染被稱為“白色污染”。 學生討論：使用塑料的利與弊 教師點撥：科學是一把雙刃劍，白色不是純潔，而是污染。 師生討論：治理“白色污染”的途徑有哪些？ （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，如微生物降解塑料和光降解塑料等。 （4）回收各種廢棄塑料。 投影：圖片《棉花的纖維是天然纖維》和圖片《合成纖維制品》。 　　　　　　　 《棉花的纖維是天然纖維》　　　　　　　《合成纖維制品》 2.合成纖維 師問：纖維分為幾類？各有什么優缺點？ 生答：纖維分為天然纖維和合成纖維。天然纖維的吸水性和透氣性好，合成纖維強度高、耐磨、彈性好、耐化學腐蝕，但吸水性、透氣性較差。 教師點撥：合成纖維分為滌綸、錦綸、腈綸等。具有強度高、彈性好、耐磨、耐化學腐蝕、不發霉、不怕蟲蛀、不縮水、吸水性和透水性較差的特點。 　　　　　　　　 （滌綸、錦綸、腈綸等） 3.合成橡膠 過渡：橡膠也是人們生活和工業生產中不可缺少的材料。橡膠最初是從橡膠樹等植物中獲得的。隨著工業的發展對橡膠需求的不斷增長，人們根據天然橡膠的分子組成和結構，用化學方法制得了合成橡膠。 教師點撥：合成橡膠與天然橡膠相比，具有高彈性、絕緣性、耐油和耐高溫等性能，因而廣泛應用于工農業、國防、交通及日常生活中。 設問：怎樣用簡單的方法區分棉纖維、羊毛纖維和合成纖維？ 教師點撥：用鑷子分別夾取三種纖維樣品，點燃，聞氣味，冷卻后，用手捻捻灰燼，觀察現象。有燒焦羽毛的氣味，灰燼能捻碎，該纖維是羊毛纖維。有燒紙氣味，灰燼能捻碎，該纖維是棉纖維。有刺激性氣味，灰燼不能捻碎，該纖維是合成纖維。 三、性能優良的復合材料 投影：展示鋼筋混凝土、玻璃鋼制造的快艇、汽車輪胎等。 　　　　　　 鋼筋混凝土　　　　　玻璃鋼制造的快艇　　　　汽車輪胎 講解：1.復合材料的定義：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.復合材料的優點：復合材料可以發揮各組成材料的優點、克服單一材料的缺陷，從而使其應用范圍大為拓展。由于復合材料具有強度高、密度低、加工成型方便、彈性優良、耐化學腐蝕和耐高（低）溫性好等特點。 課堂小結 1.有機合成材料對人類的生產生活起著重大作用。使用有機合成材料會對環境造成影響，我們要合理使用它們。 2.復合材料可以發揮各組成材料的優點、克服單一材料的缺陷，具有更廣泛的用途。 當堂達標 1.有機合成材料的出現是材料發展史上的一次重大突破。下列物質屬于有機合成材料的是（　　） A.棉花 B.蛋白質 C.維生素 D.塑料 答案：D 2.下面說法錯誤的是（　　） A.有機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.焚燒聚乙烯塑料會造成環境污染 D.使用過的塑料、橡膠應回收利用 答案：B 3.下列屬于復合材料的是（　　） A.合金 B.棉花 C.鋼筋混凝土 D.合成橡膠 答案：C 4.下列四種材料中，請選擇適當的序號填空。 ①玻璃；②塑料；③玻璃鋼；④不銹鋼。 （1）屬于金屬材料的是 。 （2）屬于無機非金屬材料的是 。 （3）屬于合成材料的是 。 （4）屬于復合材料的是 。 答案：（1）④　（2）①　（3）②　（4）③ 5.面料中屬于有機合成材料的是______。燃燒法可鑒別棉纖維與合成纖維，現象為____________________________的是合成纖維。 答案：滌綸　有刺激性氣味，剩余物用手指擠壓不成粉末狀 6.從今年12月起，我省將全面實施“禁塑”，拒絕“白色污染”。 （1）治理“白色污染”有什么意義？（寫出一條即可） （2）拒絕“白色污染”，你該怎么做？（同上） 答案：（1）減少對土壤的破壞或減少對水資源的污染等。 （2）使用環保購物袋或使用一些新的、可降解的塑料。（合理即可） 板書設計 第十一單元　化學與社會發展 第二節　化學與材料研制 一、用途廣泛的無機非金屬材料 1.制造玻璃的原料及反應原理 2.特殊玻璃的制造和應用 3.其他常見的無機非金屬材料 二、來自石油的有機高分子材料 1.塑料 2.合成纖維 3.合成橡膠 三、性能優良的復合材料 1.復合材料的定義 2.復合材料的優點 教學反思

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