内容正文:
第一节 常见的材料(第二课时 有机合成材料) 教案
一、教学基本信息
项目
内容
教材版本
义务教育化学教科书(北京版)
年级
九年级下册
课题
有机合成材料
课时
1 课时
课标依据
义务教育化学课程标准(2022 年版)
二、教学目标
了解高分子材料的分类,知道塑料、合成纤维、合成橡胶是常见的有机合成材料,认识其在生产生活中的重要应用。
掌握棉纤维、羊毛纤维与合成纤维的鉴别方法,能结合生活实例说出塑料、合成纤维、合成橡胶的优缺点。
认识 “白色污染” 的危害与防治措施,了解可降解塑料等新型材料的发展,树立合理使用化学物质、保护环境的意识。
了解无机非金属材料、纳米材料的应用,感受化学材料对社会发展的推动作用,发展科学态度与社会责任素养。
三、教学重难点
教学重点:塑料、合成纤维、合成橡胶的性质与用途;天然纤维与合成纤维的鉴别方法。
教学难点:高分子材料的结构特点;导电塑料、可降解塑料等新型材料的原理理解。
四、教学准备
实验器材:酒精灯、坩埚钳、棉线、纯羊毛毛线、腈纶线、火柴。
教学素材:生活中常见塑料制品(PE 塑料袋、PVC 水管、PP 法兰)、北京冬奥会纪念钞、可降解餐盒、导电塑料传感器图片等。
五、教学过程
(一)导入新课(3 分钟)
展示神舟十五号返回舱降落伞、速滑竞赛服、汽车轮胎等图片,提问:这些物品的制作材料是什么?它们有什么特殊性能?引出课题——有机合成材料。
(二)高分子材料概述(5 分钟)
定义:高分子材料(聚合物材料)是以高分子化合物为基体,配以助剂构成的材料,相对分子质量一般在 10000 以上。
分类:
天然高分子材料:棉花、羊毛、天然橡胶等。
合成高分子材料:塑料、合成纤维、合成橡胶等。
(三)塑料(10 分钟)
定义与原料:塑料是在一定温度和压力下可塑造成型的合成高分子材料,原料主要来自石油化工产品。
生活中的塑料制品及优缺点分析
塑料制品
主要成分
优点
不足
塑料袋
聚乙烯(PE)
质轻、透明、化学性质稳定、防水
难降解,易造成白色污染,受热易变形
水管
聚氯乙烯(PVC)
耐腐蚀、轻便、成本低
高温下可能释放有害物质,难降解
法兰
聚丙烯(PP)
强度高、耐化学腐蚀、耐高温
低温韧性较差,难降解
塑料纪念钞材料
BOPP(双向拉伸聚丙烯)
使用寿命长、耐磨损、难以伪造
成本较高,回收难度大
学科拓展:导电塑料
普通塑料是良好的绝缘体,而聚乙炔掺杂碘后电导率大幅提高,接近金属导体。
应用:抗静电添加剂、电磁屏蔽材料、太阳能电池、智能窗等。
白色污染与可降解塑料
危害:废旧塑料难以自然降解,破坏土壤、水体生态环境。
解决措施:废旧塑料再生利用、开发可降解塑料(如聚乳酸餐盒)。
参考答案:
问题1 答案
一般塑料为共价化合物,分子中无自由移动的带电粒子,电子被束缚在共价键中,因此不易导电;导电塑料(如掺杂碘的聚乙炔)具有共轭双键结构,电子可在共轭链中离域运动,且掺杂提供了额外载流子,因此可以导电。
问题2 答案
1. 发生了化学变化:乙炔在催化剂作用下聚合生成新物质聚乙炔,后续掺杂碘时也形成了电荷转移络合物,有新物质生成,属于化学变化。
2. 聚乙炔形成了连续的共轭电子体系,掺杂碘后电子离域程度大幅提高,电子结构接近金属,对可见光产生强烈反射,因此呈现金属光泽。
(四)合成纤维(12 分钟)
纤维的分类
天然纤维:棉花、羊毛、蚕丝、麻等。
合成纤维:以石油、煤、天然气等为原料,经化学反应制得的高分子化合物,如腈纶、涤纶等。
探究・实践:区分棉纤维、羊毛纤维和合成纤维
项目
内容
探究目的
区分棉纤维、羊毛纤维和合成纤维
猜想假设
用燃烧法能区分棉纤维、羊毛纤维和合成纤维
探究步骤
1. 用坩埚钳依次夹取一小段棉线、纯羊毛毛线和腈纶线,分别放在酒精灯火焰上点燃。
2. 闻三者燃烧时的气味,并观察燃烧过程和燃烧后的灰烬。
3. 记录观察到的现象:
- 棉线:燃烧时无特殊气味,灰烬呈灰白色、粉末状。
- 纯羊毛毛线:燃烧时有烧焦羽毛的气味,灰烬呈黑褐色小球,易碎。
- 腈纶线:燃烧时有特殊气味,灰烬呈黑色硬块,不易压碎。
探究结论
可用燃烧法区分棉纤维、羊毛纤维和合成纤维:棉纤维燃烧无异味,灰烬为粉末状;羊毛纤维燃烧有烧焦羽毛气味;合成纤维燃烧有特殊气味,灰烬为硬块。
合成纤维的性能与用途
性能:强度高、弹性好、耐磨、耐化学腐蚀。
用途:服装面料、运输带、轮胎帘子线、降落伞、宇航服等。
(五)合成橡胶(5 分钟)
橡胶的分类与原料
天然橡胶:从橡胶树中获取,产量有限。
合成橡胶:以石油炼制产品和天然气为原料制得,可满足工业生产需求。
性能与用途:具有高弹性,是制造飞机、汽车轮胎、体育跑道、医疗器械的重要材料。
(六)无机非金属材料与纳米材料拓展(3 分钟)
陶瓷、玻璃、水泥是常见的无机非金属材料,功能陶瓷在热性能、机械性能等方面有独特优势。
石墨烯、碳纳米管是纳米材料,具有优异的力学、电学性能,应用前景广阔,我国在该领域处于全球领先水平。
(七)课堂小结(2 分钟)
回顾有机合成材料的分类、塑料 / 合成纤维 / 合成橡胶的性质与用途、天然纤维与合成纤维的鉴别方法,强调合理使用合成材料、防治白色污染的重要性。
六、板书设计
高分子材料概述
定义:相对分子质量≥10000 的聚合物材料
分类:天然(棉花、羊毛)、合成(塑料、合成纤维、合成橡胶)
塑料
定义与原料:石油化工产品,可塑造成型
常见塑料:PE、PVC、PP;优缺点与白色污染
拓展:导电塑料、可降解塑料
合成纤维
分类:天然纤维、合成纤维
鉴别:燃烧法(棉:无异味,粉末状;羊毛:烧焦羽毛味;合成纤维:特殊气味,硬块)
性能:强度高、弹性好、耐磨
合成橡胶
原料:石油、天然气;性能:高弹性
用途:轮胎、跑道等
拓展:无机非金属材料、纳米材料(石墨烯)
七、教学反思
(课后填写:学生对燃烧法鉴别纤维的掌握情况、新型材料拓展内容的理解难度、课堂互动效果及改进方向等)
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