資源簡介

(共46張PPT)
第1課時 合金
第三章 鐵 金屬材料
第二節(jié) 金屬材料
人教版化學(xué)必修第一冊
商朝
后母戊鼎
東漢
馬踏飛燕
春秋
銅柄鐵劍
新課導(dǎo)入
鳥巢體育館
神舟十六
“奮斗者”號載人潛水器
新課導(dǎo)入
截止2023年1月22日，“奮斗者”號載人潛水器累計下潛159次，其中萬米級下潛25次。
2023年3月11日，“探索一號”科考船搭載著“奮斗者”號載人潛水器，完成國際首次環(huán)大洋洲載人深潛科考任務(wù)。從“蛟龍”號到“奮斗者”號，中國深潛載人潛水器不斷挑戰(zhàn)洋底最深處的極限。
人教版《九年級下冊化學(xué)》第4頁
如果在金屬中加熱熔合某些金屬或非金屬，就可
以制得金屬特征的合金。
【思考】已知銅的熔點為1083 ℃，鈉的沸點為883 ℃，
請問銅與鈉能否形成合金？
合金的定義：兩種或兩種以上的金屬或金屬跟非金屬熔合而成具有金屬特性的物質(zhì)。
當(dāng)一種金屬的熔點超過另一種金屬的沸點時，不可能
形成合金。
特點：硬度會比其成份金屬大，熔點一般比成份金屬低。
問題1：結(jié)合結(jié)構(gòu)模型解釋合金的硬度為什么比純金屬大？
純金屬結(jié)構(gòu)模型
合金結(jié)構(gòu)模型
初步認(rèn)識
合金的結(jié)構(gòu)、性質(zhì)和應(yīng)用
宏觀性質(zhì)
硬度
熔點
……
微觀結(jié)構(gòu)
原子
大小和排列
用途
決定
決定
【任務(wù)1】列舉常見的金屬材料，想一想其性能與應(yīng)用。
鐵合金、鋁合金、銅合金……
生鐵和鋼的應(yīng)用
【任務(wù)2】請結(jié)合數(shù)據(jù)分析生鐵和鋼的含碳量與性能的關(guān)系。
鐵合金 含碳量 性能
生鐵 2%～4.3% 硬度大，抗壓，性脆，可鑄造
鋼 0.03%～2% 良好的延展性，機(jī)械性能好，可鍛造
含碳量
性能
【任務(wù)3】分別用于制作鋼絲和鋼軌的鋼含碳量有差異嗎？請查看課本分析哪一種含碳量高？
ω(C) 0.3%
0.3%<ω(C)<0.6%
了解碳素鋼的類型
低碳鋼（ω(C) 0.3%）
中碳鋼（ω(C) 0.3%～0.6%）
高碳鋼（ω(C) >0.6%）
碳素鋼
（Fe、C）
含碳量
【任務(wù)4】請結(jié)合數(shù)據(jù)分析碳素鋼的含碳量與性能的關(guān)系。
低碳鋼 ω(C) 0.3% 韌性、焊接性好，
強(qiáng)度低
中碳鋼 ω(C) 0.3%～0.6% 強(qiáng)度高，韌性及
加工性好
高碳鋼 ω(C) >0.6% 硬而脆，熱處理
后彈性好
鋼的含碳量越低，韌性越好，硬度越低；含碳量越高，韌性越差，硬度越高。
【問題2】用于制作防護(hù)網(wǎng)的鋼絲和制作捕魚網(wǎng)兜的鋼絲含碳量有差異嗎？如果有差異，哪一種含碳量高呢？
防護(hù)網(wǎng)鋼絲
魚網(wǎng)鋼絲
ω(C) 0.3%
ω(C) 0.25%
降低
含碳量
進(jìn)一步認(rèn)識
合金的結(jié)構(gòu)、性質(zhì)和應(yīng)用
宏觀性質(zhì)
韌性
強(qiáng)度
微觀結(jié)構(gòu)
元素
組成與含量
用途
決定
決定
各種各樣性能的鋼
不銹鋼炊具
錳鋼鐵軌
鎢鋼鉆頭
……
了解合金鋼
不銹鋼（Cr 18％、Ni 8％）
錳鋼（Mn 12％、Si 0.7％）
鎢鋼（W 18％）
合金鋼
（特種鋼）
碳素鋼
添加
元素
鋼中合金元素的主要作用
資料卡片
鐵合金的分類
生鐵
2％～4.3％
鋼
0.03％～2％
鐵
合
金
碳素鋼
低碳鋼 0.3%
中碳鋼 0.3%～0.6%
高碳鋼 >0.6%
合金鋼
不銹鋼
錳鋼
鎢鋼
……
含碳量
元素
組成
含碳量
元素
組成
“硬鋁”（含Cu 4%、Mg 0.5%、Mn 0.5%、Si 0.7%）
帶翼的金屬 —— 硬鋁（一種鋁合金）
密度小、強(qiáng)度高，具有較強(qiáng)的抗腐蝕能力，是制造飛機(jī)和宇宙飛船的理想材料。
【問題3】為什么鐵合金、鋁合金是生活、生產(chǎn)中使用最廣
泛的金屬材料？能否從原料來源的角度進(jìn)行解釋？
金屬單質(zhì)
自然資源
（金屬礦物）
合金
應(yīng)用
調(diào)整組成
熔和
分離
轉(zhuǎn)化
深入認(rèn)識
合金的結(jié)構(gòu)、性質(zhì)和應(yīng)用
性質(zhì)
熔合條件
組成結(jié)構(gòu)
用途
決定
決定
物理、
化學(xué)、
機(jī)械性能
元素
種類、含量
相應(yīng)
應(yīng)用領(lǐng)域
時間、溫度等
金屬材料的發(fā)展——新型合金
儲氫合金、鈦合金、耐熱合金、記憶合金……
【任務(wù)5】請閱讀課本83頁，看看介紹了哪些新型合金？
儲氫合金
（1）氫能的利用關(guān)鍵要解決什么問題？
（2）儲氫合金的儲氫原理是什么
安全儲存和運(yùn)輸問題。
能夠大量吸收H2，并與H2結(jié)合成金屬氫化物，受熱又會分解放出氫氣。
氫氣與汽油兩用車上的儲氫裝置
Ti- Fe合金、La-Ni合金等
了解儲氫合金工作原理
儲氫合金
金屬氫化物
常溫、常
壓吸收H2
升溫或減
壓釋放H2
人造骨頭
“蛟龍”號
“奮斗者”號
鈦合金
鈦合金強(qiáng)度高、耐腐蝕性好、耐熱性高。生物相容性好。
鈦合金主要用于制作飛機(jī)發(fā)動機(jī)及壓氣機(jī)部件，其次為火箭、導(dǎo)彈和高速飛機(jī)的結(jié)構(gòu)件。
鈦：銀白色金屬光澤，密度4.5g/cm3，熔點1725℃，沸點3260℃。具有良好的延展性。在常溫下，鈦的外形很像鋼鐵，但遠(yuǎn)比鋼鐵堅硬，而重量只有同樣大小的鋼鐵的一半。安然無恙“躺”在各種強(qiáng)酸、強(qiáng)堿中；連最兇猛的酸—王水，也不能腐蝕它。
目前，鈦合金70%用于飛機(jī)、火箭、導(dǎo)彈、人造衛(wèi)星、宇宙飛船等尖端領(lǐng)域。這是因為鈦的冶煉比較困難，冶煉鈦要在高溫條件下，而高溫時鈦的化學(xué)性質(zhì)變得活潑，需用惰性氣體保護(hù)，還要使用不含氧的材料，工藝要求，冶煉成本高于鐵或鋁。
耐熱合金
在高溫下具有高的抗氧化性與持久強(qiáng)度的合金，也叫高溫合金。
噴氣式飛機(jī)的發(fā)動機(jī)葉片
由鎳、鐵、碳和鈷組成的鎳鈷合金，能承受1100℃的高溫。
神奇的形狀記憶合金
形狀記憶合金
被廣泛用于做人造衛(wèi)星和宇宙飛船的天線，水暖系統(tǒng)、防火門和電路斷電的自動控制開關(guān)，以及牙齒矯正等醫(yī)療材料。
稀土金屬(冶金工業(yè)的維生素)p84
范圍：元素周期表中原子序數(shù)從57～71（鑭系元素）
和鈧、釔，共17種元素。
課堂練習(xí)
1.判斷正誤
(1)合金一定是不同金屬熔合而成的具有金屬特性的化合物(　　)
(2)生鐵的熔點比純鐵低，但機(jī)械強(qiáng)度和硬度比純鐵高(　　)
(3)青銅比純銅的硬度低(　　)
(4)生鐵中的鐵與純鐵的化學(xué)性質(zhì)不同(　　)
(5)地震災(zāi)區(qū)重建要使用大量鋼材，鋼材是合金(　　)
課堂練習(xí)
2．下列關(guān)于合金的說法中，正確的是 (　　)
A．合金的熔點一定比各成分金屬的低
B．在我國使用最早的合金是鋼
C．生鐵的含碳量為0.03%～2%
D．稀土金屬可以用于生產(chǎn)合金
課堂練習(xí)
3．目前用量最大、用途最廣的合金是___，根據(jù)其化學(xué)成分，可分為___和___兩大類。不銹鋼在空氣中比較穩(wěn)定，不易生銹，有很強(qiáng)的抗腐蝕能力，其合金元素主要是___。
課堂練習(xí)
4. 下列關(guān)于新型合金材料說法不正確的是(　　)A.鑭鎳合金能大量吸收H2形成金屬氫化物，可作儲氫材料B.鈦合金生物相容性好，強(qiáng)度大，可作人造骨骼C.形狀記憶合金可在使合金發(fā)生形變的作用力消失后恢復(fù)原狀D.利用合金的熔點低于成分金屬這一特點可制得耐熱合金
課后作業(yè)
2、完成課后鞏固練習(xí)題。
1、自我梳理本節(jié)課知識點，根據(jù)知識清單，整理筆記。
CONTENTS
PART 1 鐵合金
PART 2 鋁和鋁合金
PART 3 新型合金
PART 4 物質(zhì)的量在化學(xué)方程式
計算中的應(yīng)用
課時安排
第一課時 合金
第二課時 鋁及其化合物
第三課時 物質(zhì)的量在化學(xué)方程式計算中的應(yīng)用
人教社化學(xué)答疑
教學(xué)目標(biāo)
1.通過合金的學(xué)習(xí)培養(yǎng)學(xué)生深刻認(rèn)識化學(xué)對人類美好生活的重大貢獻(xiàn)，培養(yǎng)學(xué)生強(qiáng)大的社會責(zé)任感。
2.從結(jié)構(gòu)角度認(rèn)識合金及其性能，理解結(jié)構(gòu)決定性質(zhì)，發(fā)展宏觀辨識與微觀探析的核心素養(yǎng)。
1.認(rèn)識純金屬與它們的合金在性能上的主要差異。
2.知道生活、生產(chǎn)中常見合金如鐵合金的主要成分、性能及用途。
3.了解新型合金的成分及用途。
核心素養(yǎng)
謝謝聆聽

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