9.2 合成材料教案-2024-2025学年九年级化学科粤版（2024）下册

9.2 合成材料 本节重点介绍了三种有机合成材料──塑料、合成纤维、合成橡胶的用途。随后，教材介绍了塑料的使用和回收再生。本节最后以较大篇幅介绍了材料技术的发展，展示了无机非金属材料、复合材料和纳米材料的性能及其应用，让学生了解的新材料层出不穷，正在改变我们的生活方式，提高我们的生活质量，而材料科学的发展离不开化学的发展和应用，学好化学能更好的推动社会的进步和发展。 本节属于知识扩展和应用范畴，它贴近日常生活，联系社会实际。此外，本节的学习有利于培养学生应用知识的能力、实验探究能力和信息处理能力，树立关注自然、关注社会的情感，提高学生的化学素养和激发学习兴趣。 第1课时 有机合成材料 【素养目标】 （1）认识常见的塑料，了解几种常见的塑料和性能。 （2）初步认识合成橡胶、合成纤维的性能及应用。 （3）学会羊毛纤维、棉纤维和合成纤维的简易鉴别方法。 （4）了解有塑料制品的使用和回收再利用，认识白色污染。 （5）培养学生运用阅读、比较、观察、实验的方法对获取的信息进行加工的能力，帮助形成良好的学习习惯和学习方法。 （6）学会辩证的认识化学与社会和技术的相互联系，并能分析简单的社会现象。 【教学重点】 塑料、合成橡胶和合成纤维的性能及应用。 【教学难点】 了解纤维的简易鉴别方法。 【教学准备】 教学课件；棉纤维、羊毛纤维、合成纤维、坩埚钳、酒精灯、火柴、陶土网。 【教学过程】 一、导入新课 ［问题导入］“慈母手中线，游子身上衣。临行密密缝，意恐迟迟归。谁言寸草心，报得三春晖。”是唐代诗人孟郊的著名诗句，你知道当时的线和衣的成分吗？与现代的衣、线成分是否一定相同？ ［学生回答］棉花、羊毛、蚕丝和麻等。 ［教师讲解］现代出现了许多合成纤维，如锦纶、涤纶和腈纶等。人类社会经历了石器时代、青铜器时代、铁器时代等，如今合成材料成了人们关注的热点。什么是有机合成材料？接下来我们一起来学习一下吧。 二、推进新课 知识点1：有机合成材料 ［演示］播放flash动画演示：石油中跳出一个个乙烯分子，乙烯分子连成链状。 ［讲解］有机物中碳原子间可以连接成碳链或碳环，因此有些有机物的相对分子质量比较大，通常将相对分子质量高达几千到几百万的化合物称为有机高分子化合物。像塑料、合成橡胶和合成纤维这些，以石油化工产品为主要原料，通过化学合成的方法制成的有机高分子化合物，称为合成有机高分子化合物，简称合成材料。 ［设问］生活中的哪些常见物品是由塑料制成的？ ［展示］教师课件展示几种生活中常见的用品，请同学们判断那些是塑料制品。 ［讲解］塑料的主要成分是合成树脂。合成树脂是由许多相对分子质量小的有机物聚合后形成的高分子化合物，它的相对分子质量可以达到几万、几十万,甚至上百万。例如，许多乙烯分子(C2H4)可聚合形成聚乙烯。 ［过渡］塑料种类很多，根据受热后的变化，可将塑料分为热塑性塑料和热固性塑料两大类。 ［阅读］安排学生阅读课本P115最上面一段，总结不同种塑料在受热时的特点。 ［总结］ 特性 举例 用途 热塑性塑料 受热会软化，冷却后硬化，并可以反复加工软化 聚乙烯、聚氯乙烯、聚丙烯等 制造一般生活日用品 热固性塑料 受热时会软化成型，但冷却固化后，就再不能用加热的方式使之软化 酚醛树脂、脲醛树脂等 制造插座、开关等 ［讨论］请结合生活经验，讨论下列问题： 问题1：当我们保存重要证件或照片时，常见的处理方式是将证件或照片表面覆盖塑料片，通过专用的装置处理后，前后两面的塑料就形成了密封层，这是什么原理？这种材料属于热塑性塑料还是热固性塑料？ 回答：这种材料属于热塑性塑料，这种密封方式利用了热塑性塑料受热会软化，冷却后硬化，并可以反复加工软化的特点。 问题2：酚醛塑料俗称电木，它是热固性塑料，我们生活中的电木插座，破裂后能否热修补？ 回答：不能。 问题3：锅铲的手柄是热塑性塑料还是热固性塑料？为什么？ 回答：热固性塑料，因为热固性塑料受热后不会变形，接触温度较高的物体既可以隔热也不会因变形而影响使用。 ［阅读］阅读课本P115中间部分内容，总结塑料的性能。 ［总结］塑料 （1）分类：热固性塑料和热塑性塑料。 （2）性能 ①优点：一般都质轻、柔软、绝缘、耐腐蚀、易成型、易加工、价格低廉，可用作代替金属和木材的材料，在制造业中广泛应用。 ②缺点：易老化、易燃烧、耐热性差。 ［学生活动］阅读课本P116“知识视窗”内容，讨论对塑料之王的认识。 ［展示］课件展示人工割区橡胶的场景。 [教师讲解］树木最忌割皮，人们却常常在清晨割这种树的皮，这是因为这种树时橡胶树，能产生天然橡胶。树皮是它的产胶组织，流出的汁就是天然橡胶。 ［讨论］拉扯橡皮筋，你发现橡胶具有 性。 用砂纸打磨网球鞋底，你发现橡胶具有 性。 燃烧车轮外胎碎片，你发现橡胶 。 实验桌面上铺了一层橡胶，是因为橡胶具有 。 ［回答］弹性 耐磨性 不易燃烧 耐腐蚀性 ［讲解］合成橡胶是利用小分子物质合成的一类弹性特别强的高分子化合物，如丁苯橡胶、氯丁橡胶、丁腈橡胶等。橡胶最初是从橡胶树等植物中获取的。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。可见，与塑料一样，合成橡胶也是一种人工合成的高分子材料。 ［总结］合成橡胶 性能：弹性、耐磨性、绝缘性等性能比天然橡胶优越。 应用：广泛应用于轮胎和制鞋工业等。 ［教师讲解］合成纤维是用某些小分子物质经化学反应合成的高分子材料。它的品种很多，如尼龙、涤纶、人造羊毛（聚丙烯腈）等。合成纤维耐磨、耐腐蚀、不缩水，用它做的衣服，不易褶皱，结实耐穿。但是，合成纤维的吸湿性和透气性差。因此，人们把合成纤维和天然纤维混纺，这样制成的织物兼有两类纤维的优点，很受欢迎。 ［总结］纤维的性能与应用 优点：耐磨、耐腐蚀、不缩水、不易褶皱、结实耐穿。 缺点：吸湿性和透气性差。 应用：制缆绳，作过滤材料、建筑材料等或作纺织原料。 ［情景设置］大多同学都穿过羊毛衣服，当你从商场买来一件毛衣时，你如何鉴定该毛衣的面料是不是纯羊毛呢？ ［布置任务］请同学们阅读课本P117【表9-2】、【表9-3】中的内容，以小组为单位展开讨论，并设计实验方案。 方案一：观察面料的光泽。 方案二：用手摸面料，感受面料的手感。 方案三：抽取面料纤维，拉伸纤维，观察现象。 方案四：抽取纤维样品，点燃观察现象。 ［评价］以上几种方案非常全面，但我们经过比较后不难发现，方案一、二、三中比较的纤维性质差别较小，对面料的认识经验要求较高，判断起来难度较大，故实际生活中，我们多用燃烧法鉴别纤维的种类。 ［学生实验］组织学生利用灼烧的方法鉴别棉、羊毛和锦纶三种纤维。 ［实验现象］ 纤维种类 燃烧情况 气味 灰烬 棉纤维 易燃、直接燃烧 烧纸的气味 灰色、细而软 羊毛纤维 起泡成球、不延续燃烧 烧毛发的气味 黑褐色小球、易碎 合成纤维 先熔化再燃烧或边熔化边燃烧 特殊气味 黑色或褐色硬块 ［结论］可以用燃烧法，比较燃烧情况、气味、灰烬等鉴别纤维的种类。 ［教师讲解］有机合成材料在改善人们的生活条件方面发挥了重要作用，但也带来了环境和安全问题。不同的塑料性能不同，用途各异，使用时要小心。生活中常见的塑料有以下几种： 对人体的影响 使用时的注意事项 聚氯乙烯、聚苯乙烯 含有对人体健康有害的成分 不可用来制作餐具或食品袋 聚乙烯、聚丙烯 无毒 可用来制作食品袋和餐具 再生塑料 含有对人体健康有害的成分 用于装垃圾等，不可用来装食品 ［学生活动］阅读课本P199“塑料制品的使用和回收再生”，总结“白色污染”的形成、危害和防治。 ［总结］ 三、典例剖析 例 根据你的生活经验和所学知识，对下列物质按要求进行分类（填写标号）。 ①电灯灯罩 ②轮胎 ③尼龙绳 ④一次性雨衣 ⑤电视机外壳 ⑥输送机皮带 ⑦医用手套 ⑧电木插座 ⑨一次性注射器 ⑩毛衣 （1）属于纤维制品的是 ； （2）属于塑料制品的是 ； （3）属于橡胶制品的是 。 【解析】日常生活中用的最多的塑料、合成纤维、合成橡胶等都属于合成有机高分子材料，简称合成材料。 【答案】（1）③⑩ （2）①④⑤⑧⑨ （3）②⑥⑦ 四、课堂检测 教师安排学生做当堂训练中的题目，并有针对性地讲解。 五、课堂小结 ［提问］请同学们互相讨论一下，本节课你学到了哪些内容，还有没有感到疑惑的知识，谈谈本节课你的收获与感悟。 ［小结］学完本课你应当知道： 1.有机高分子材料 （1）分类：天然有机高分子和合成材料 2.塑料的分类和特征 3.天然橡胶与合成橡胶的性能及应用 4.纤维的分类和鉴别方法 5.塑料制品的使用和回收再生 六、布置作业 完成课后作业练习，并预习后续内容。 第2课时 层出不穷的新材料 【素养目标】 （1）了解材料科学发展的历史。 （2）认识无机非金属材料、纳米材料、复合材料及其在社会生产和生活中的应用。 （3）通过学习层出不穷的新材料，认识化学的材料发展前沿的变化。 （4）培养学生多元化看待材料的性能与应用，建立科学发展观。 【教学重点】 材料技术的发展、纳米材料、复合材料。 【教学难点】 新材料的性能。 【教学准备】 教学课件。 【教学过程】 一、导入新课 ［引言］请同学们看以下一些住宅图，并注意它们各自的构成材料。 ［图片展示］ 原始人居住的洞穴 用茅草搭起来的房屋 用泥巴盖起来的房子 用石头建起来的房子 用木头建起来的房子 水泥砖瓦房 高楼大厦 现代居室 ［问］大家看了这些图片以后，想到了什么? ［学生发言］甲：人类社会是越来越进步的。 乙：所用材料越来越高级。 丙：人类智慧的力量是无穷的。 丁：人类可以在自然条件材料的基础上进行再加工。 戊：人类加工自然资料的技术越来越高，以至于根本看不出它们的本来面目。 …… ［教师评价］大家回答得很好。以上图片说明这样一个事实，即在人类社会发展的过程中，大自然馈赠与人类的材料(如泥土、木材、石头等)，已远远不能满足人类社会发展的需求。为了人类自身发展的需要，人们总是在大自然的馈赠之外，用自己的聪明才智和勤劳的双手，不断地研制、创造着各种各样的新材料，以满足人类物质文明和科学技术不断发展的需要。 人类使用和制造材料有着悠久的历史，从制造出第一种材料──陶开始，发展到今天，材料的品种越来越多，琳琅满目的各种材料组成了一个庞大的材料家族。本节课，我们就来认识几种新型材料。 二、推进新课 知识点1：了解新材料的发展经历 ［导入新课］新材料的出现，常常会引发新的技术革命，进而推进社会发展，给人类创造新的生活方式。因此，材料是人类文明发展不同阶段的里程碑。 ［展示］课件出示不同历史时期的经典材料。 ［观看视频］了解新材料的发展经历过的各个时代。 ［讲解］人类在历史上曾经历过石器时代、青铜器时代、铁器时代、高分子材料时代。目前，新材料技术正朝着更小尺寸、更多功能、更加环保的方向发展，一批具有多功能的新型复合材料正在被不断开发出来。 知识点2：无机非金属材料 ［过渡］普通玻璃是怎样制取的？与金属材料和有机合成材料相比，陶瓷有什么特点? ［阅读］请大家看课本P120“无机非金属材料”内容，总结常见的无机非金属材料的类型。 ［总结］无机非金属材料： （1）传统无机非金属材料：水泥、陶瓷、玻璃等。 （2）新型无机非金属材料 ①新型陶瓷：耐高温、耐腐蚀、高强度、可导电，可加工成工业反应容器、机械零部件、人造骨骼与牙齿等。 ②新型玻璃：由特殊材料制成，具有高强度、能传送通信信号等性能，可用于制造防弹玻璃、透明防火材料、光导纤维等。 ［讲解］传统无机非金属材料与现在所用的许多金属材料和有机合成材料相比，有许多独特的优势，这使得很多行业的科学家都对它情有独钟，然而，它的弱点的存在，又使它的应用范围受到了一定的限制。为此，科学家们进行深入的研究和探索，并进行了反复的实验，随之而来的便是多种多样具有特殊性能的新型无机非金属材料的问世。 知识点3：复合材料 ［讲师讲解］玻璃和塑料是我们常见的化学材料，我们知道了它们的许多优点，这些材料也有对应的缺陷，为了满足不同领域的需要，人们将一种增强材料（如纤维）合理地复合包埋在另一种材料（如合成树脂）中，可使各材料的优点互补，缺点相消，从而制造出具有特殊优异性能的复合材料。 ［阅读］阅读课本P120“复合材料”。 ［交流］什么样的材料属于复合材料，复合材料有什么特点？ ［总结］复合材料 1.定义：将一种增强材料（如纤维）合理地复合包埋在另一种材料（如合成树脂）中，制造出的具有特殊优异性能的材料。 2.特点：复合材料中各组成材料的优点互补，缺点相消，综合性能更优异。 3.常见的复合材料 玻璃钢 碳纤维复合材料 导电塑料 组成 玻璃纤维和有机高分子材料 碳纤维与树脂、金属或陶瓷等 复合型:普通塑料中填充碳或金属元素；结构型:使有机物分子结合成特殊结构 性能 坚硬、质轻、耐腐蚀、强度相当于钢、密度比钢小得多 坚韧、质轻、耐高温、耐腐蚀 可起到导电、防静电或电屏蔽等作用 用途 制造车厢、船体、飞机部件、头盔等 制造飞机、火箭、卫星、文体用品等 应用广泛，如用于制造各种电子器件设备的外壳 ［讲解］复合材料在航空航天、导弹以及民用的许多领域都有广泛用途，成为当今材料科学技术发展的热点。 知识点4：纳米材料 ［过渡］纳米材料是近年来备受关注的新型材料。什么是纳米材料？它有什么性能？ ［布置任务］请大家阅读课本P121“纳米材料”部分内容，归纳纳米材料的定义及性能。 ［归纳］纳米材料 1.定义：纳米（1nm=1×10-9m）尺度的粉末、纤维、膜或块体等。 2.性能：当物质小到纳米尺度时，会出现一系列特异效应，其光学、热学、电学、磁学、力学和化学等性质发生显著变化。因此，纳米材料具备其他一般材料所没有的优越性能。 3.应用：制成各种纳米器件和机器。在电子、医疗、机械、航空等领域有广阔的应用前景。 三、典例剖析 例 随着社会的发展，新技术发挥着越来越多的作用。请根据材料回答下列问题： （1）制作氢氧燃料电池电极的多孔性碳具有导电性，写出制作电极材料的物质名称： 。 （2）某些碳氢化合物也能作为燃料电池的燃料，如天然气（甲烷）等。请写出甲烷燃烧的化学方程式 。 （3）“渗透法”是航天飞船上利用特制半透膜进行污水处理，实现水循环利用的新方法。这种半透膜允许水分子通过，同时阻止像盐、糖、蛋白质等分子通过。“渗透法”与下列常用净水法在原理上最接近的是 （用字母表示）。 A.吸附 B.沉降 C.过滤 D.蒸馏 （4）为了满足尖端技术发展的需要，人们综合不同材料的优点，制成了比原来单一材料的性能优越得多的 材料，如玻璃钢、碳纤维等。 【解析】（1）石墨具有导电性，常用来制作电极材料。（2）甲烷燃烧生成二氧化碳和水，据此书写化学反应方程式。（3）过滤是利用滤纸能够使液体和溶于液体的物质透过，固体颗粒不能透过的特殊功能，将混合物分离开来的。“渗透法”中的半透膜的功能相当于过滤中滤纸的功能。（4）复合材料的性能要优于组成它的成分材料，在工业生产和社会生活中具有广阔的应用前景，是新型材料研制的一个重要发展方向。 【答案】（1）石墨 （3）C （4）复合 四、课堂检测 教师安排学生做当堂训练中的题目，并有针对性地讲解。 五、课堂小结 1.认识了几种新材料。 2.了解材料科学的发展方向。 六、布置作业 1.完成课后作业练习，并预习下节的内容。 2.余到网络上进行网上冲浪，查找纳米材料、纳米技术、材料科学方面的资料，并与同学们进行交流。 1 学科网（北京）股份有限公司 $$