9.3 新型材料的研制 课件-2025-2026学年九年级化学沪教版(2024)下册

地膜覆盖塑料大棚在粮食增产和蔬菜周年供应等方面发挥了重要作用。塑料袋也为人们购物和出行提供了极大的方便，但如果这些塑料制品在使用后被随意丢弃，就会造成白色污染问题。白色污染就是指破损残留的农用薄膜、塑料包装袋没有被及时收集清理，残留于耕地中或4处飘散导致的污染现象，是人们对难降解的塑料垃圾污染环境现象的一种形象称谓。由于造成白色污染的塑料多为聚丙烯。聚苯乙烯、聚氯乙烯等高分子化合物，其自然降解周期需二三百年时间，危害非常大。逐年积累的农用残膜会使土壤环境恶化，严重影响农作物的生长，甚至导致牲畜误食引发死亡。若把废塑料直接填埋，垃圾中的细菌病毒等有害物质会渗出而导致地下水的污染。塑料、垃圾焚烧则会产生二恶英、氯化氢等有毒气体，污染空气，危及人体的健康。针对白色污染带来的环境问题，我国政府推行限塑令等一系列管理法规，对地膜一次性塑料制品的使用做了有关限制。并大力推广光降解塑料。全生物降解农用地膜等无污染的替代品。我们要提高自身的环保意识，积极参与废旧塑料、农用残膜的回收利用。共同创造一个优美宜人的生活环境。 变色玻璃是指在光照、温度、电场等一定条件下改变颜色，且随着条件的变化而发生相应的变化，当施加条件消失后，又能可逆的自动恢复到初始状态的玻璃，也称调光玻璃电磁玻璃，随外界环境的变化而改变自身的透过特性，能够实现对太阳辐射能量的有效控制，从而达到节能的目的。变色玻璃按玻璃特性改变机理主要分为光致变色玻璃、热致变色玻璃、电致变色玻璃等。其中光质变质变色玻璃尤为受到幕墙行业人士的关注。用变色玻璃制作窗玻璃，可使烈日下透过的光线变得柔和且有阴凉之感。 3、聚乙烯和聚氯乙烯的鉴别。这是一块聚乙烯薄膜，它具有无色透明的特征，用力拉扯这块薄膜，聚乙烯薄膜具有良好的柔韧性。这是一块聚氯乙烯薄膜，它同样具有无色透明的特征。用力拉扯这块薄膜，聚氯乙烯薄膜也具有良好的柔韧性。用干锅钳夹住一小块聚乙烯薄膜，放到酒精灯火焰上，点燃后取出，看到聚乙烯能继续燃烧并严重收缩，燃烧后的剩余物成液滴状逐滴滴下，但闻不到刺激性气味。再用干锅钳夹住一小块聚氯乙烯薄膜，也放在酒精灯火焰上，点燃后取出。可以看到，聚氯乙烯不易燃烧，燃烧的薄膜也剧烈收缩，但剩余物连在一起，同时还能闻到刺激性气味。用这种方法可以鉴别聚乙烯和聚氯乙烯。 第3节 新型材料的研制 第9章 化学与社会可持续发展 沪教版·九年级化学 学习目标 1.能结合实例，从物质的性质及其变化的视角，认识材料的科学利用与新材料的研发； 2.能感受无机材料、有机高分子材料、复合材料等在社会生活中的广泛应用。 新课导入 材料是人类赖以生存和发展的重要物质，材料的应用和发展印证了人类文明的进步。 石器时代 青铜时代 铁器时代 蒸汽时代 电器时代 信息时代 人类对材料的认识、制造和使用经历了从天然材料到合成材料、为特定需求设计材料的发展过程。 材料分类 金属材料 无机非金属材料 有机高分子材料(简称：合成材料) 复合材料 无机材料 探索新知 一、无机材料更新换代 1.金属材料 包括________和______。 纯金属 合金 2.无机非金属材料 传统无机非金属材料： 陶瓷、玻璃、水泥。 新型无机非金属材料： 半导体材料、光导纤维等。 金属材料——合金 合金的性质特点： 硬度比成分 熔点比成分 大 低 黄铜：铜和锌的合金 点击图片播放视频 变色玻璃 无机非金属材料——陶瓷 新型陶瓷材料的特点：耐高温、强度高、耐腐蚀。 唐三彩 陶瓷髋关节 陶瓷假牙 二、合成材料层出不穷 三大有机合成材料 塑料、合成纤维、合成橡胶 塑料 合成纤维 合成橡胶 塑料 （1）常见的塑料有哪些？ （2）塑料的优点有哪些？ 阅读书本 回答问题 （1）常见的塑料有：聚乙烯(PE)、聚氯乙烯(PVC)、聚苯乙烯(PS)、有机玻璃(PMMA)等。 （2）塑料的优点：质轻、比较坚固和耐磨、不导电、容易加工、价格便宜等。 实验探究 取聚乙烯塑料、聚氯乙烯塑料各一小块，分别点燃，观察燃烧情况，比较产生的气味有什么不同。 总结 （1）元素组成的不同 （2）毒性的不同 （3）鉴别方法 点击图片播放视频 点击图片播放视频 白色污染 应对“白色污染”的措施 （1）减少使用不必要的塑料制品 （2）重复使用某些塑料制品 （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）促进废弃塑料的回收和利用 合成纤维 合成纤维是以石油产品、煤、石灰石、水和空气等为原料,通过一系列化学反应制造的。涤纶和锦纶布料、人造羊毛、降落伞绳、渔网等都是合成纤维制品。 实验探究 取少许棉纱线、羊毛绒和化纤织物纤维(如尼龙丝线等)，分别在酒精灯火焰上灼烧，观察各种材料的燃烧情况，辨别其产生的气味。 点击图片播放视频 几种纤维的性质实验 有烧纸味，残留有黑色灰烬 烧焦羽毛的气味，燃烧后灰烬较多 燃烧较慢，有特殊气味，趁热可拉丝 棉纱线 羊毛绒 化纤织物 实验探究 合成纤维 天然纤维 合成纤维有哪些优点？ 强度高、耐磨、弹性好、耐化学腐蚀 含有合成橡胶的制品 天然橡胶 合成橡胶有哪些优点？ 更优良的弹性、绝缘性和耐高温性 合成橡胶 复合材料是将两种或两种以上的材料复合成一体而形成的材料。 复合材料具有重量轻、强度高、加工成型方便、弹性优良、耐化学腐蚀、耐高温等优点。 三、复合材料异军突起 常见的复合材料 钢筋混凝土 玻璃纤维增强塑料（俗称：玻璃钢） ①航空航天领域。制造飞机机翼和前机身、卫星天线、太阳能电池翼和外壳、大型运载火箭的壳体、发动机壳体、航天飞机结构件等。 复合材料的应用领域 ②汽车工业。制造汽车车身、受力构件、传动轴、发动机架及其内部构件。 复合材料的应用领域 ③化工、纺织和机械制造领域。可用于制造化工设备、纺织机、造纸机、复印机、高速机床、精密仪器等。 复合材料的应用领域 ④医学领域。制造医用X光机和矫形支架等。 复合材料的应用领域 1.下列常见材料中，属于金属材料的是______；属于无机非金属材料的是_______；属于合成材料的是_______(均填序号)。 ①陶瓷 ②有机玻璃 ③铝合金 ④塑料 ⑤钢材 ③⑤ ① ②④ 2.钙元素和磷元素是人体牙齿和骨骼中的重要组成元素。如牙釉质中的主要成分是羟基磷灰石，其化学式为Ca5(OH)(PO4)3。它由_____种元素组成，其相对分子质量为_____，钙元素的质量分数为________(精确到0.1% )。 4 502 39.8% 3.生活中一次性塑料袋的大量使用，会造成严重的能源资源浪费和环境污染。我国从2008年6月1日起，在全国范围内限制塑料购物袋的生产、销售和使用。请回答下列问题。 (1)聚氯乙烯完全燃烧生成CO2、H2O、HCl，由此可知聚氯乙烯塑料中一定含有_____________元素。 (2)与同学交流你对限制生产、销售和使用塑料购物袋的看法。 碳、氢、氯 塑料购物袋能为消费者提供便利，但由于过量使用及回收处理不到位等原因，造成了严重的资源浪费和环境污染，特别是超薄塑料购物袋容易破损，大多被随意丢弃，成为“白色污染”的主要来源。因此要限制塑料购物袋的生产、销售和使用。 4.高温陶瓷材料可用于制造陶瓷发动机。陶瓷发动机的材料可选用氮化硅( Si3N4)，它的机械强度高、硬度大、热膨胀系数低、导热性好、化学稳定性高。工业上普遍采用高纯硅与纯氮在1300℃时反应制得氮化硅。工业上生产氮化硅反应的化学方程式为__________________________________，该反应属于____________（填基本反应类型)。 3Si+2N2 Si3N4 1300℃ 化合反应 5.超导材料具有在特定温度下电阻值等于零的特性。1987年，中国科学家发现超导体钇钡铜氧化物体系(Y—Ba—Cu—O)在温度达到-183℃时，电阻值为零。后来其他科学家研究发现铋锶钙铜氧化物体系(Bi—Sr—Ca—Cu—O)也具有超导性，其电阻值为零时的温度为-153℃。这些研究成果使超导体应用研究向前迈进了一大步。 (1)从元素周期表中查出钙、钡、铜、氧的原子序数。 (2)超导体的工业化生产对高新科技发展有什么意义?请举例说明。 (1)钙的原子序数为：20 钡的原子序数为：56 铜的原子序数为：29 氧的原子序数为：8 (2)超导体的工业化生产将会制造出大批导电性良好的超导体；若将超导体应用于电力传输，则会极大地降低电能在传输过程中的损耗，能够节约大量能源。 6.请查阅资料，了解我国航天科技领域中使用的新型材料及其主要的优越性能。 我国航天科技领域中使用的新型材料主要包括钛合金、碳纤维增强复合材料以及高温合金等。 钛合金：具有高强度、低密度、良好的耐腐蚀性和耐高温性能，能够显著提高飞行器的性能和使用寿命。 碳纤维增强复合材料：具有轻质、高强度、高刚度等特点，能够减轻航空航天器的重量，提高载荷能力。 高温合金：具有优异的高温强度、良好的抗氧化和抗腐蚀性能，还具有良好的抗疲劳性能、抗断裂韧性等综合性能。 这些新型材料的应用，为我国航天科技的发展提供了强有力的支撑。 课堂小结 材料 金属材料、无机非金属材料、高分子材料 新型材料: 复合材料、功能材料等 $$区分棉纤维、羊毛纤维和涤纶。日常生活中有很多棉纤维、羊毛纤维和涤纶面料制成的衣物。三种纤维的主要成分都属于有机物，推测它们都可以燃烧，燃烧时的现象和产物的状态不同，收集三种纤维。依次用干锅钳加持，将其点燃，观察记录燃烧时的现象和产物的状态。观察到棉纤维容易燃烧，燃烧时纤维卷缩，有黄色火焰，无明显气味。灰烬疏松，呈浅灰色。羊毛纤维燃烧时发生卷缩，有黄色火焰和少量黑烟，有烧毛发的焦糊味。灰烬呈黑色致粹，用手指轻压会变为粉末。涤纶接近火焰时迅速卷缩融化，燃烧时有明亮的黄色火焰和大量黑烟，能闻到烧塑料的气味。灰烬为黑褐色硬块。用手能压碎。三种纤维由于成分不同，燃烧时的现象和产物的状态不同。