資源簡介

第九章　現代生活與化學
9.2　化學合成材料
設計說明 本節課簡要地介紹了常見的合成材料——塑料、合成纖維、合成橡膠以及層出不窮的新材料——無機非金屬材料、復合材料、納米材料等，使學生對合成材料有一個初步的了解。 學生在生活中已經接觸很多塑料、橡膠和纖維制品，在講有機合成材料時應多聯系生活實際，以學生自學、合作學習為主要形式，提出一些自學提綱，讓學生帶著問題，通過閱讀討論交流，發表意見，師生共同完成學習任務。幾種纖維的鑒別，布置兩組學生在課前收集一些從布料中抽取的纖維的樣品，進行家庭實驗，錄制視頻，課上展示。白色污染部分采用組織發動學生開展辯論的方法，提前布置兩組學生課前進行相關資料的查閱。正方：合成材料要不斷地加強研制和使用；反方：合成材料，造成白色污染，應減少研究并控制使用。課上討論、總結，簡單介紹白色污染的危害及治理知識。 教學目標 【知識與技能】 1.能說出塑料、合成纖維、合成橡膠三大合成材料及其特性，會辨別合成材料。 2.了解白色污染及其防治方法。 3.能辨別幾種典型的新材料。 【過程與方法】 1.通過燃燒的實驗，根據現象鑒別天然纖維和合成纖維，歸納鑒別的方法。 2.學會用分析實驗現象的方法，得出結論。 3.能積極主動與他人交流和討論，逐步形成良好的學習習慣。 【情感、態度與價值觀】 1.認識材料與人類生活、社會發展的密切關系。 2. 通過白色污染及其防治方法的辯論， 樹立辯證唯物主義的觀點。 3.通過幾種典型的新材料的辨別，了解人類在不斷地創造出新材料，進一步體會“化學”定義中“創造物質”的含義，樹立合理使用材料的意識，學會用全面、發展的眼光看待問題。 重點難點 教學重點 合成材料的特性、鑒別天然纖維和合成纖維的方法、防治白色污染的方法。 教學難點 鑒別天然纖維和合成纖維的方法，應用所學的知識解釋和解決實際問題，感受化學對改善和促進社會發展的積極作用。 教學方法 1.采用閱讀指導法學習幾類有機合成材料的性質和用途。 2.通過實驗觀察法學習幾類纖維的鑒別方法。 3.講解討論法：白色污染部分采用組織發動學生開展辯論的方法，增強學生收集資料和語言表達能力。 教具、學具 一些塑料、合成橡膠、合成纖維的制品、學生實驗視頻、多媒體課件等。 授課時數 1課時 教學過程 導入新課 【實物展示】教師展示一些塑料、合成橡膠、合成纖維的制品，現代人的生活離不開合成材料，塑料、合成橡膠、合成纖維三大合成材料在生活中使用最多。合成材料在很多方面具有更為優良的性能，而且，人們可以根據需要合成出具有某些特殊性能的材料，從我們的日常生活到現代工業、農業、國防和科學技術等領域，都離不開合成材料。這節課我們學習化學合成材料。 　　　　　　 講授新課 一、常見的有機合成材料 【教師講解】 塑料、合成橡膠和合成纖維是常見的三大合成材料，它們都是以石油化工產品為主要原料，通過化學合成的方法制成的有機高分子化合物，簡稱合成高分子化合物。用合成高分子化合物制成的材料就是合成材料。 例1　下列生活用品所使用的主要材料，屬于有機合成材料的是（　　） 　　 A.羊毛衫　　　　　B.塑料水杯　　C.純棉毛巾　　　　D.不銹鋼鍋 答案：B 【教師點撥】 1.有機高分子化合物又分為天然有機高分子化合物（如淀粉、纖維素、天然橡膠）和合成有機高分子化合物（如塑料、合成橡膠和合成纖維）。棉花、羊毛、亞麻、蠶絲、天然橡膠等都屬于天然有機高分子材料。 2.合金是指由一種金屬與其他金屬或非金屬熔合而成的具有金屬特性的混合物，合金屬于金屬材料，不是合成材料。合成材料是通過化學方法合成的高分子化合物，包括塑料、合成橡膠和合成纖維。 1.塑料 【學生活動】學生閱讀教材第267~268頁，觀察圖9-5、9-6，思考下列問題，閱讀后進行簡答。 塑料的主要成分是什么？ （2）根據受熱后的變化，可將塑料分為哪兩大類？如何區分？ 【教師點撥】 （1）塑料的主要成分是合成樹脂，合成樹脂是有許多相對分子質量小的有機物聚合后形成的高分子化合物，它的相對分子質量可以大到幾萬、幾十萬，甚至上百萬。 例如許多乙烯分子可聚合形成聚乙烯。 人們發現了自然界高分子的結構以后，就模仿合成了像聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯高分子，還有丁烯橡膠、丁苯橡膠和聚酯纖維等高分子。 根據受熱后的變化，可將塑料分為熱塑性塑料和熱固性塑料兩大類。聚乙烯、聚氯乙烯和聚丙烯等熱塑性塑料受熱后會軟化，冷卻后硬化，并可以反復加工，此類塑料用來制造一般的生活用品。酚醛塑料、脲醛樹脂等熱固性塑料受熱時會軟化成型，但冷卻固化后就不能用加熱的方式使之軟化，該類塑料可用來制電器用品。 例2 制造下列物品應用熱固型塑料的是（　　） A.雨衣 B.炒菜用的鐵鍋手柄 C．食品保鮮膜 D.大棚薄膜塑料 答案：B 【學生活動】辨別一下，這些實物中哪些是塑料 閱讀“知識視窗”。說說你對“知識視窗”所介紹的塑料的認識并相互交流評價，討論塑料的成分和種類。 　　　 聚四氟乙烯作　　　脲醛塑料制品　電線外面的塑料層　聚苯乙烯制成 內襯的不粘鍋　　　　　　　　　　是聚氯乙烯　　　　的燈飾外殼 【知識視窗】 幾種常見的塑料 名稱代碼縮寫代號特性用途聚酯01PET堅韌、較硬、透明飲料瓶、光盤、纖維制品高密度聚乙烯02HDPE強度較大、熔點較高食品盒、藥瓶、玩具聚氯乙烯03PVC較堅韌、較硬板材、用具、管材、薄膜低密度聚乙烯04LDPE較柔軟、易熔化塑料袋、塑料瓶、薄膜聚丙烯05PP強度不大、不易變形玩具、纖維、醫用器件、瓶蓋聚苯乙烯06PS質輕、硬脆泡沫杯、包裝材料、家具
【教師講解】塑料具有很多優良的性能，如一般都質輕、柔軟、絕緣、耐腐蝕、易加工成型，另外塑料的原料來自于石油化工，成本較低，因而塑料制品價格低廉，因此塑料在許多制造業中可以代替金屬和木材，獲得廣泛的應用。 例3　查閱資料： 代號名稱聚酯高密度聚乙烯聚氯乙烯聚丙烯化學式(C10H8O4)n(C2H4)n(C2H3Cl)n(C3H6)n用途礦泉水瓶、碳酸飲料瓶等清潔用品、沐浴產品的包裝等雨衣、建材、塑料膜等微波爐餐盒、果汁飲料瓶等
根據表中信息，請回答下列問題： （1）PET中含有　　　　元素，屬于　　　　（填“有機化合物”或“無機化合物”）。01號塑料主要用于制作　　　　（寫出一種即可），不宜長期重復使用（耐熱至70 ℃）。 （2）PVC與HDPE對比，其組成中除含有C、H元素外，還含有　　　　 　　　元素，03號塑料高溫時容易產生有害物質，不宜用于包裝食品。 （3）05號塑料具有的化學性質是　　　　　　（寫出一點即可）。 答案：（1）C、H、O（或碳、氫、氧）　有機化合物　礦泉水瓶（其他合理答案均可）　（2）Cl（或氯）　（3）耐熱（或無毒，其他合理答案均可） 【教師導入】 我們在生活中還大量使用合成橡膠和合成纖維。 2.合成橡膠 合成橡膠的彈性、耐磨性、絕緣性等性能比天然橡膠優越，廣泛應用于輪胎和制鞋工業等。 3.合成纖維 【學生活動】閱讀教材第269~270頁，簡單交流合成纖維的優缺點。閱讀并思考纖維的種類有棉纖維、羊毛纖維、合成纖維及其鑒別方法。 【教師點撥】 （1）合成纖維是用某些低分子物質經化學反應合成的高分子材料。它的品種很多，如尼龍、滌綸和人造羊毛（聚丙烯腈）等。 （2）合成纖維的優缺點：①優點：耐磨、耐腐蝕、不縮水，用它做的衣服，不易褶皺，結實耐穿。②缺點：吸濕性和透氣性差。 （3）棉、麻、蠶絲、羊毛屬于天然纖維，天然纖維的吸濕性和透氣性較好，因此人們把合成纖維和天然纖維混紡，這樣制成的織物兼有兩類纖維的優點。 例4　下列衣物所使用的主要材料屬于合成纖維的是（　　） A.純棉夾克　　B.羊絨圍巾　　C.腈綸上衣　　D.絲綢衣服 解析：純棉夾克是用棉花制成的，羊絨圍巾是用羊毛制成的，絲綢衣服是用蠶絲制成的，棉花、羊毛、蠶絲均屬于天然纖維；腈綸上衣是用腈綸制成的，腈綸屬于合成纖維。　　 答案：C 【實驗觀察】播放學生錄制的家庭小實驗視頻，內容為利用自己準備的棉線、毛線和從各種布料中抽出的纖維完成【實驗9-3】纖維的鑒別。 目的　了解纖維的簡易鑒別方法。 【實驗9-3】請你從各種布料中抽出一些纖維，按以下兩種方法及下表中所給信息，鑒別它們分別是哪種纖維。 　　　　 【教師點撥】幾種纖維的鑒別 棉纖維、羊毛纖維、合成纖維的成分不同，灼燒會產生不同的現象。鑒別棉纖維往往通過灼燒后聞氣味、觀察灰燼的辦法。棉纖維燃燒后產生灰色的細而軟的灰燼；鑒別羊毛通過聞燃燒產生氣味的方法，羊毛燃燒產生燒毛發氣味，灰燼為黑褐色小球、易碎；合成纖維先熔化再燃燒，或邊熔化邊燃燒，有特殊氣味，灰燼為黑色或褐色硬塊，不易碎。 例5　市場出售的服裝都掛有面料成分及洗滌說明的標簽，某件衣服的標簽如下所示。 （1）面料中的天然纖維是　　　　，合成纖維是　　　　。 （2）檢驗面料主要成分為絲的簡便方法是 　　　。 解析：從標簽的成分分析，絲屬于天然纖維，錦綸、滌綸是合成纖維，鑒別天然纖維和合成纖維的簡便方法是燃燒法。 答案：（1）絲　錦綸、滌綸　（2）取面料少許灼燒，有燒毛發的氣味，手指輕壓灰燼變成粉末 二、白色污染的危害與治理 【多媒體投影】播放視頻“白色污染”的危害，并引導學生思考如何解決“白色污染”的問題。 【學生整理】 1.“白色污染”的形成 塑料制品在自然條件下難以降解，能長期存在，大量的塑料垃圾成為一類難于處理的環境污染物，造成所謂“白色污染”。 2.“白色污染”的危害 塑料制品長期堆積，給人們的視覺帶來不良刺激，進入土壤，會影響土壤的物、熱傳遞，微生物生長，導致農作物減產，被動物當食物吞入，不能被消化，導致器官損傷和死亡，治理“白色污染”已成為全球關注的熱點。 3.“白色污染”的治理措施 （1）實行塑料制品回收再生、循環利用。 （2）控制塑料薄膜袋的生產和使用。 （3）提倡自帶環保購物袋。 （4）開發、利用可降解的塑料。 【學生活動】以使用塑料的利與弊為題進行辯論，參考論點： 利：①塑料的制造成本較低，且耐用、防水 ②塑料容易被制成不同的形狀 ③大部分塑料的抗腐蝕能力較強，不與酸或堿發生反應 ④塑料一般不導熱、不導電，是良好的絕緣體 弊： ①有些塑料容易燃燒，燃燒時產生有害氣體 ②大部分塑料不會腐爛，也不能被細菌分解，容易造成“白色污染” ③回收利用廢棄塑料時，分類十分困難，而且經濟上不合算 ④塑料是由石油煉制的產品制成的，石油資源是有限的 教師引導學生通過討論正確看待合成材料的兩面性，呼吁大家珍惜資源、愛護環境、合理使用化學物質。 三、層出不窮的新材料 【教師講解】人類社會至今大約300多萬年的歷史，人類社會的物質生活從非常低下的原始狀態，發展到今天這樣高度發展水平，這中間經歷哪些時代？哪些典型物質或者材料可以作為人類物質文明發展過程的劃分標準？ 【學生回答】材料是社會進步的重要標志，人類從石器時代到復合材料時代的發展都是以新材料的使用為標志的。 【教師補充】材料的分類 【學生活動】閱讀教材第272~274頁，舉例說出幾類新材料及其優良性能。 1.無機非金屬材料 （1）陶瓷：我國古代的人們用黏土來燒制杯、碗和花瓶等陶瓷類生活用品和工藝品，隨著陶瓷工藝及應用的不斷發展，已制造出耐高溫、耐腐蝕、高強度及可導電的各種新型陶瓷，用于加工成工業反應容器、機械零部件、人造骨骼與牙齒等。 （2）玻璃：普通玻璃是由石英砂、石灰石、純堿按一定配比混合后在高溫條件下熔煉成的。由特殊材料制成的玻璃具有高強度、傳送通訊信號等性能，可用于制造防彈玻璃、透明防火材料、光導纖維等。 2.復合材料 （1）玻璃鋼：世界上產量最大、應用最廣的復合材料。這種復合材料堅硬、質輕、耐腐蝕，強度相當于鋼材，常用于制造車廂、船體、飛機部件和頭盔等。 （2）碳纖維：碳纖維復合材料堅韌、質輕、耐高溫和耐腐蝕。用于制造飛機、火箭、衛星和文體用品。 （3）導電塑料：一般分為復合型和結構型兩大類型。復合型導電塑料是用在普通塑料中填充碳或金屬元素等方法來生產的，而結構型導電塑料是在合成塑料的過程中使有機物分子結合成特殊結構從而具有導電性。 3.納米材料：當物質小到納米尺度時，會出現一系列特異效應，使其光、熱、電、磁和力學等性質發生顯著變化。 【教師講述】 （1）復合材料：將一種增強材料（如纖維）合理地復合包埋在另一種材料（如合成樹脂）中，可使各材料的優點互補，缺點相消，從而制造出具有特殊優異性能的復合材料。 （2）復合材料的優點 復合材料集中了組成材料的優點，并避免了組成材料的缺點，具有綜合性能更優異的特點。其既能充分利用資源，又能節約能源。 （3）復合材料的應用 由于復合材料一般具有強度高、質量小、耐高溫、耐腐蝕等優異性能，在綜合性能上超過了單一材料，因此復合材料在航空航天、導彈以及民用等許多領域都有廣泛用途，成為當今材料科學技術發展的熱點。 （4）納米材料是指納米尺度的粉末、纖維、膜或塊體等材料，這些材料具備其他一般材料所沒有的優越性能。 （5）納米材料的發展及應用 ①用納米技術將原子一個一個地組裝起來，制成各種納米器件和機器。 ②納米器件和機器在電子、醫療、機械和航空等領域都有廣闊的應用前景。 例6　材料是時代進步的標志。下列關于材料的說法錯誤的是（　　） A.塑料屬于有機合成高分子材料 B.玻璃屬于硅酸鹽材料 C.制造芯片的硅屬于非金屬材料 D.鋁鎂合金屬于復合材料 解析：塑料是由小分子化合物聚合而成的，屬于有機合成高分子材料，A正確； 玻璃、陶瓷、水泥等都屬于硅酸鹽材料，B正確；硅的名稱中帶有“石”字旁，屬于非金屬材料，C正確； 鋁鎂合金屬于金屬材料，D錯誤。 答案：D 課堂小結 1.有機合成材料主要有塑料、合成橡膠和合成纖維等，是相對分子質量較大的高分子化合物。有機合成材料在人們的生產、生活中有廣泛的應用，但也要注意防治合成材料帶來的白色污染。 2.新型陶瓷與玻璃、復合材料和納米材料正在不斷的開發和應用。 當堂達標 1.下列材料屬于有機合成材料的是（　　） A.鋁合金 B.聚乙烯塑料 C.天然橡膠 D.玻璃 答案：B 2.有的高分子材料具有熱固性——受熱不熔化，有的高分子材料具有熱塑性——受熱易熔化。制造下列物品不需要具有熱固性材料的是（　　） A.食品、衣服等的外包裝 B.家用電器的開關 C.電視機外殼 D.炒菜鍋的手柄 答案：A 3.材料是生產、生活的物質基礎，下列物品與材料類別對應關系錯誤的是（　　） A.鋼筋混凝土——復合材料 B.滌綸衣服——有機合成材料 C.玻璃鋼——金屬材料 D.陶瓷假牙——無機非金屬材料 答案：C 4.下列說法中不正確的是（　　） A.合成橡膠的彈性、耐磨性比天然橡膠優越 B.裝食品的聚乙烯塑料袋可通過加熱進行封口 C.塑料、纖維和橡膠都屬于有機合成材料 D.棉、羊毛的吸濕性、透氣性比尼龍、滌綸強 答案：C　 5.如下所示，為某品牌服裝布料的標簽。 （1）該面料主要是由三大合成材料之中的　　　　　　　　　　　組成；同時，我們由此可以判斷，該服裝面料具有　　　　　　 　　和　　　　　 　　　　　的優點（寫兩點）。 （2）為了防止衣服使用后的不恰當處理，我們可以通過標簽上面的　　　 　 　　　　了解它的特性，從而避免不必要的損失。 （3）如何鑒別里料中是否含有羊毛？　　　　　　。 答案：（1）合成纖維　耐磨　耐腐蝕　（2）洗滌說明　（3）從里料中抽出部分布料，點燃，聞氣味，聞到有燒毛發的氣味，說明里料中含有羊毛 6.我國禁止生產、銷售、使用超薄塑料購物袋，并實行塑料購物袋有償使用制度。這樣做的主要目的是　　　　。新規定實行后預計塑料袋的使用量將減少2/3，但是其危害并沒有根本解決，為盡量減少其危害，請你提出兩條合理的建議： 　　　　　　　　　　 　　　。 日常生活中使用的塑料袋有兩種，一種是用聚乙烯［(CH2CH2)n］制成的，可用于盛裝食品；另一種是用聚氯乙烯［(CH2CHCl)n］制成的。聚氯乙烯燃燒的化學方程式是： (CH2CHCl)n+O22nCO2+nH2O+nHCl （1）通過點燃的方法可以鑒別聚乙烯和聚氯乙烯。如果塑料點燃時有強烈的刺激性氣味，這種塑料可能是由　　　　制成的。 （2）某同學設計了如圖所示實驗來驗證塑料燃燒的產物。 若A瓶燃燒的是聚氯乙烯塑料，在B瓶中可以看到的現象是　　　　　　 　 　　　，C、D兩瓶中發生反應的化學方程式分別為　　　　　　　　　　　、 　　　　　　　　　　　。若A瓶中用的是聚乙烯塑料，則在C瓶中　　　（填“能”或“不能”）觀察到沉淀。 解析：超薄塑料購物袋是非生物降解材料，在自然狀態下，能長期存在，不會分解，一旦被丟棄，會造成“白色污染”；為了減少其危害，可用布袋等來替代塑料袋或使用可降解的塑料袋。（1）聚氯乙烯燃燒時可產生有刺激性氣味的氣體。（2）產物中二氧化碳和氯化氫氣體一旦溶于水會分別形成碳酸和鹽酸，因此能使濕潤的藍色石蕊試紙變紅色，生成的水蒸氣會在瓶壁上冷凝成小水珠。聚乙烯燃燒不會產生氯化氫氣體，故在C瓶中不會有白色沉淀生成。 答案：減少“白色污染”　用布袋等替代塑料袋、回收利用廢舊塑料袋、使用可降解塑料袋等（任選兩條）　（1）聚氯乙烯　
（2）藍色石蕊試紙變紅，瓶內壁有水霧（或瓶內有白霧）產生　HCl+AgNO3AgCl↓+HNO3　Ca(OH)2+CO2CaCO3↓+H2O　不能 板書設計 第九章　現代生活與化學 9.2　化學合成材料 一、常見的有機合成材料 1.塑料：成分 分類：熱塑性塑料、熱固性塑料 2.合成橡膠 3.合成纖維：天然纖維和合成纖維的鑒別方法 二、白色污染的危害與治理 1.形成原因及危害 2.治理措施 三、層出不窮的新材料 1.無機非金屬材料：陶瓷、玻璃 2.復合材料：玻璃鋼、碳纖維、導電塑料 3.納米材料 教學反思

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