6.1 化学与材料研制（教学课件）化学新教材鲁教版五四学制九年级全一册

该初中化学课件聚焦无机非金属材料、有机高分子材料和复合材料，系统讲解玻璃、塑料、玻璃钢等典型材料的制备原理、性能及用途。以2025年中国航天大事记导入，通过“生活实例—原理分析—应用拓展”路径，搭建从化学视角认识材料的学习支架。 其亮点在于融合航天等科技实例，培养科学态度与责任，如舱外服材料体现材料对国防的支撑。通过玻璃制备方程式、塑料“白色污染”解决措施等，渗透化学观念与科学思维，含视频辅助及典型范例总结，能激发学生兴趣，助力教师高效教学。

第六单元 化学与社会发展 第一节 化学与材料研制 九年级化学全一册·鲁教版五四学制2024 学习内容导览 2 无机非金属材料 1 有机高分子材料和复合材料 2 明·学习目标 1.能区分无机非金属材料、有机高分子材料、复合材料，了解常见材料的制备原理、性能和用途。知道玻璃、塑料、玻璃钢等典型材料的化学本质。 2.通过“生活实例—原理分析—应用拓展”的思维路径，提升从化学视角分析材料问题的能力。了解“白色污染”的成因与危害，初步认识材料发展对环境的影响。 3.感受材料研制对航天、信息、国防等领域的支撑作用，增强民族自豪感与科学使命感。树立“绿色化学”理念，关注材料发展与环境保护的平衡，培养社会责任感。 3 引·新课导入 材料是人类社会物质文明进步的重要标志之一，从远古的石器、陶器，到如今支撑高科技发展的特种材料，每一次材料的革新都推动着人类文明迈上新台阶。尤其是新型材料的研制，更是助力我国在载人航天、探月探火、深海深地探测、超级计算机、卫星导航等诸多领域取得重大突破，让我国成功进入创新型国家行列。 这些令人自豪的科技成就背后，化学究竟扮演着怎样的关键角色？今天，就让我们一同走进《化学与材料研制》的世界，揭开材料与化学的神秘关联。 4 无机非金属材料 01 探·知识奥秘 一、无机非金属材料 无机非金属材料 材料是人类社会物质文明进步的重要标志之一。从古至今，人类社会开发利用的材料包括金属材料、无机非金属材料、有机高分子材料，还有复合材料等。材料对我们的生活有哪些影响？ 从火箭发动机到深空探测器中的二氧化硅纳米颗粒，正成为突破航天材料瓶颈的“超级粘合剂”。 芯片是电脑、智能家电等的核心部件，主要是用纯度极高的单质硅制成的。 玻璃被誉为改变世界面貌的伟大发明之一，是 一种在现代社会中广泛使用的无机非金属材料。 保护航天员生命安全的舱外服采用多层织物制作，内部采用涤纶或芳纶，保护航天员免受微流星体的撞击 探·知识奥秘 一、无机非金属材料 无机非金属材料 如今玻璃在我们的生活中随处可见，观察一下你的身边，有哪些玻璃制品？你了解玻璃吗？你知道玻璃是如何制成的吗？ 我们的生活离不开玻璃，窗户、灯、水杯，玻璃处处可见。好用又常见的玻璃是如何制得的呢？玻璃有什么优点？ 普通玻璃是一种硅酸盐材料。在工业生产中，通常是将石英砂（主要成分是SiO2）、纯碱（Na2CO3）、 石灰石（主要成分是 CaCO3）按一定的质量比混合，经高温烧制而成。 探·知识奥秘 一、无机非金属材料 无机非金属材料 石英砂SiO2 石灰石Na2CO3 纯碱CaCO3 玻璃的制作原料 CaCO3+SiO2=====CaSiO3+CO2↑ Na2CO3+SiO2=====Na2SiO3+CO2↑ 高温 高温 玻璃制造原理 主要涉及的化学反应方程式： 探·知识奥秘 一、无机非金属材料 无机非金属材料 种类 特性 用途 普通玻璃 在较低温度下软化 玻璃窗、玻璃瓶、玻璃杯 石英玻璃 膨胀系数小，耐酸、碱，强度大、滤光 化学仪器；高压水银灯、紫外灯的灯壳等 光学玻璃 透光性能好，有折光性和色散性 眼镜片；照相机、显微镜、望远镜用于凹凸透镜等光学仪器 玻璃纤维 耐腐蚀、不怕烧、不导电、不吸水、隔热、吸声、防虫蛀 太空飞行员的宇航服、玻璃钢等 钢化玻璃 耐高温、耐腐蚀、强度大、质轻、抗震裂 运动器材；微波通信器材；汽车、火车窗玻璃等 玻璃的种类和用途 光学玻璃 光纤玻璃 钢化玻璃 探·知识奥秘 一、无机非金属材料 无机非金属材料 面罩：耐辐照高纯石英玻璃 航天服中的无机非金属材料 航天服面窗采用类似空间站窗户的四层复合设计，最外层为耐辐照高纯石英玻璃，可抵御宇宙射线和微陨石冲击；中间层为抗压微晶玻璃，承受0.3MPa以上的压力差；内层防刮涂层玻璃确保视野清晰。这种结构在保持3mm厚度的同时实现超强防护‌ 除玻璃外，重要的无机非金属材料还有陶瓷、水泥等，它们在我们的生产、生活中都有非常广泛的用途。 探·知识奥秘 一、无机非金属材料 无机非金属材料 从沙子到芯片——二氧化硅的重要用途 芯片是电脑、智能家电等的核心部件，主要是用纯度极高的单质硅制成的。然而，自然界里并没有这种高纯硅，人们利用石英砂制得纯度为 99.9999999% 的高纯硅，为计算机等新技术产品的开发奠定了物质基础。二氧化硅不仅是芯片原材料的起点，更是制造过程中不可或缺的功能材料，其绝缘、隔离、掩蔽等特性贯穿芯片制造全流程‌。 SiO2+2C===Si + 2CO↑ Si+3HCl====HSiCl3 + H2↑ HSiCl3+H2===Si + 3HCl↑ 高温 高温 250℃ 探·知识奥秘 一、无机非金属材料 无机非金属材料 自清洁玻璃 你有过擦窗户的经历吗？没有熟练的技巧，往往难以将玻璃擦干净，有时甚至还越擦越脏。这时你是否特别希望能够发明一种可以持久洁净明亮的玻璃？这一愿望已经在化学家那里实现了！ 化学家们利用疏水性（对水有强烈的排斥作用）或亲水性（特别容易与水结合）原理设计出了自清洁玻璃。你能想到涂抹一层特殊涂料后，玻璃表面便可以实现自清洁吗？这种自清洁涂料的设计原理主要是让玻璃表面具有高疏水性，这样玻璃表面很容易被水冲洗干净。 化学家们还利用亲水性设计出了一种含纳米二氧化钛（TiO2）的薄膜，这种薄膜在光照条件下表现出超强的亲水性，使玻璃表面的小水滴聚集成大水滴，大水滴靠重力作用脱落时带走玻璃表面的污渍，实现玻璃自清洁。 拓展阅读 理·核心要点 无机非金属材料 玻璃 其他无机非金属材料 1.除玻璃外，重要的无机非金属材料还有陶瓷、水泥等，它们在我们的生产、生活中都有非常广泛的用途。 2.从沙子到芯片 ——二氧化硅的重要用途 1.普通玻璃是一种硅酸盐材料。在工业生产中，通常是将石英砂（主要成分是SiO2）、纯碱（Na2CO3）、 石灰石（主要成分是 CaCO3）按一定的质量比混合，经高温烧制而成。 2.玻璃制造的反应原理： 3.玻璃的种类：玻璃在高温熔融状态下抽成丝可制成绝缘性和耐热性好、抗腐蚀性强的玻璃纤维，用作绝热保温材料和电绝缘材料等。用特种光学玻璃拉制成的玻璃纤维可作为光导纤维，广泛应用于光纤通信。 CaCO3+SiO2=====CaSiO3+CO2↑ Na2CO3+SiO2=====Na2SiO3+CO2↑ 高温 高温 SiO2+2C===Si + 2CO↑ Si+3HCl====HSiCl3 + H2↑ HSiCl3+H2===Si + 3HCl↑ 高温 高温 250℃ 13 1．神舟飞船在下落过程中与空气摩擦产生大量的热，飞船上的观察窗上安装有一种特殊的玻璃-一硅酸铝玻璃，以便于观察飞船外的情况。下列有关硅酸铝玻璃性质的推测不正确的是（ ） A．耐高温、耐冲击 B．受热易分解 C．不与氧气发生反应 D．透光性好 析·典型范例 B 2．钧瓷产于河南禹州，其以独特的窑变艺术而著称。瓷器属于下列材料中的（ ） A．金属材料 B．无机非金属材料 C．高分子材料 D．复合材料 析·典型范例 B 有机高分子材料 和复合材料 02 探·知识奥秘 一、有机高分子材料和复合材料 有机高分子材料 与石材、木材、羊毛等天然材料不同，合成材料是人们利用化学方法创造出来的。常见的有机合成材料包括塑料、合成纤维和合成橡胶等，它们几乎全部是以石油产品为原料合成的，都属于有机高分子材料。这些材料的开发利用，大大改善了天然材料供应不足或难以满足使用要求的状况。 天然有机 高分子材料 有机 高分子材料 棉花 羊毛 天然橡胶 塑料 合成纤维 合成橡胶 合成有机 高分子材料 17 探·知识奥秘 一、有机高分子材料和复合材料 有机高分子材料——塑料 塑料的品种很多，用途也各不相同。使用最多的是聚乙烯塑料（ PE ）、聚氯乙烯塑料（ PVC ） 、聚甲基丙烯酸甲酯（有机玻璃PMMA） 、酚醛树脂（电木PF）和聚四氟乙烯（塑料王）等 。 塑料具有比重轻、强度高、化学性质稳定、电绝缘性好、耐摩擦等优点。 观看视频，了解塑料的种类和作用，及使用时的注意事项。 18 探·知识奥秘 一、有机高分子材料和复合材料 有机高分子材料——塑料 我们日常生活中使用的食品袋、包装袋等，大部分是用聚乙烯等塑料制成的。聚乙烯是由许多乙烯分子连在一起、聚合成大分子后得到的。 19 探·知识奥秘 一、有机高分子材料和复合材料 有机高分子材料——塑料 用有机高分子化合物制成的材料就是有机高分子材料。大部分有机高分子化合物是由小分子聚合成的。如淀粉 (C6H10O5)n 、聚乙烯塑料等。 乙烯气体分子(CH2==CH2) 化学变化 聚乙烯分子 [CH2—CH2]n — — 聚合 不同的塑料就是由不同的小分子聚合成大分子形成的。 20 探·知识奥秘 一、有机高分子材料和复合材料 有机高分子材料——塑料 聚四氟乙烯 [CF2-CF2]n（塑料王-特氟隆） 被誉为“塑料王”的聚四氟乙烯（商品名称为“特氟龙”），就是由四氟乙烯小分子聚合而成的一种具有特殊性能的塑料。 特点: 耐腐蚀、摩擦系数非常小 应用: 常用来制造容器、管道、阀门等 21 探·知识奥秘 一、有机高分子材料和复合材料 白色污染 塑料的危害 合成材料的应用与发展大大方便了人类的生活，但是，合成材料的废弃物的急剧增加也带来了环境问题，废弃塑料带来的“白色污染”尤为严重。 减少白色污染的措施 减少使用不必要的塑料制品，如用布袋代替塑料袋等； 重复使用某些塑料制品如塑料袋、塑料盒等； 使用一些新型的、可降解的塑料，如微生物降解和光降解塑料等； 回收各种废弃塑料。 22 探·知识奥秘 一、有机高分子材料和复合材料 拓展阅读 气凝胶隔热层‌ 二氧化硅气凝胶作为航天服中间隔热层，可在真空环境下保持宇航员体温稳定（温差波动＜±2℃）‌ 外层防护层 环氧树脂与碳纤维/芳纶纤维复合形成的预浸料，其固化后玻璃化转变温度（Tg）达280℃，可承受0.4MPa压力载荷 贴身舒适层 采用高密度编织技术，涤纶纤维与聚四氟乙烯涂层复合。该材料在保持透气性的同时实现防辐射功能 贴身舒适层 防护层 航空航天中的有机高分子材料 23 探·知识奥秘 一、有机高分子材料和复合材料 复合材料 复合材料：将两种或两种以上的材料通过物理或化学方法复合成一体而形成的材料。 优点：强度高、密度低、加工成型方便、弹性优良、耐化学腐蚀、耐高（低）温性好等特点。是一类更具有广阔发展前景的新型材料。 在塑料（有机合成材料）中加入玻璃纤维（无机合成材料）制成的，既有玻璃般的透明性或半透明性，又具有钢铁般的高强度。 掺有金属短纤维、碳纤维、有机高分子材料等复合物，兼具刚性和韧性的结构件，已应用于舱外航天服的关节活动部件和头盔框架‌ 合金钢（金属材料）和合成橡胶（有机合成材料）形成的复合材料，形成刚柔并济的力学特性，适用于动态负载场景 碳纤维复合材料 机动车轮胎 玻璃钢 01 03 02 24 探·知识奥秘 一、有机高分子材料和复合材料 复合材料 气密层 航天服中的气密层使用碳纤维复合材料，作为航天服支撑和保护的核心材料，其抗拉强度达3500MPa以上，重量仅为钢材的1/4，可显著降低航天服整体重量并提升抗冲击性能‌ 25 理·核心要点 有机高分子材料 和复合材料 有机高分子材料 复合 材料 1.复合材料：将两种或两种以上的材料通过物理或化学方法复合成一体而形成的材料。 2.复合材料优点：强度高、密度低、加工成型方便、弹性优良、耐化学腐蚀、耐高（低）温性好等特点。是一类更具有广阔发展前景的新型材料。 3.常见的复合材料：玻璃钢、碳纤维复合材料、机动车轮胎 1.天然有机高分子材料：羊毛、棉花、天然橡胶 2.合成有机高分子材料：塑料、合成纤维、合成橡胶 3.塑料的品种很多，用途也各不相同。使用最多的是聚乙烯塑料（ PE ）、聚氯乙烯塑料（ PVC ） 、聚甲基丙烯酸甲酯（有机玻璃PMMA） 、酚醛树脂（电木PF）和聚四氟乙烯（塑料王）等 。 4.塑料具有比重轻、强度高、化学性质稳定、电绝缘性好、耐摩擦等优点。 5.用有机高分子化合物制成的材料就是有机高分子材料。大部分有机高分子化合物是由小分子聚合成的。如淀粉 (C6H10O5)n 、聚乙烯塑料等。 6.塑料的危害：合成材料的废弃物的急剧增加也带来了环境问题，废弃塑料带来的“白色污染”尤为严重。 26 1．下列与汽车有关的说法，错误的是（ ） A．车身钢铝混合材料属于金属材料 B．轮胎是采用弹性好的塑料制成的 C．与燃油汽车相比电动汽车更环保 D．座椅采用的真皮材质属于天然高分子材料 析·典型范例 B 2．青少年帮厨既可培养劳动习惯，也可将化学知识应用于实践。在厨房清洁时常用如图所示物品，下列有关说法错误的是（ ） A．使用钢丝球用力洗刷纯铜锅具，不会留下划痕 B．丝瓜瓤与纯棉抹布含有天然高分子 C．废弃后易产生“白色污染”的是海绵百洁布 D．擦除水渍可以选用纯棉抹布或海绵百洁布 析·典型范例 D 理·核心要点 化学与材料研制 无机非金属材料 有机高分子材料和复合材料 1.天然有机高分子材料：羊毛、棉花、天然橡胶 2.合成有机高分子材料：塑料、合成纤维、合成橡胶 3.塑料的品种很多，用途也各不相同。使用最多的是聚乙烯塑料（ PE ）、聚氯乙烯塑料（ PVC ） 、聚甲基丙烯酸甲酯（有机玻璃PMMA） 、酚醛树脂（电木PF）和聚四氟乙烯（塑料王）等 。 4.复合材料：将两种或两种以上的材料通过物理或化学方法复合成一体而形成的材料。 5.常见的复合材料：玻璃钢、碳纤维复合材料、机动车轮胎 1.普通玻璃是一种硅酸盐材料。在工业生产中，通常是将石英砂（主要成分是SiO2）、纯碱（Na2CO3）、 石灰石（主要成分是 CaCO3）按一定的质量比混合，经高温烧制而成。 2.玻璃制造的反应原理： 3.除玻璃外，重要的无机非金属材料还有陶瓷、水泥等，它们在我们的生产、生活中都有非常广泛的用途。 CaCO3+SiO2=====CaSiO3+CO2↑ Na2CO3+SiO2=====Na2SiO3+CO2↑ 高温 高温 29 1．2024年世界地球日的主题为“全球战塑”。下列说法错误的是（ ） A．用竹制品替代不可生物降解的塑料制品 B．研发易降解塑料，减少白色污染 C．焚烧废弃塑料，减少地表塑料制品 D．实行塑料制品分类，循环使用塑料资源 析·典型范例 C 2．材料是社会文明进步的重要标志。下列有关材料的说法，正确的是（ ） A．塑料属于合成高分子材料 B．铝合金门窗由复合材料制成 C．玻璃钢属于金属材料 D．棉花属于合成纤维 析·典型范例 A THANKS! 谢谢观看 九年级化学全一册·鲁教版五四学制2024 Lavf58.46.101 Lavf58.46.101 Lavf58.46.101 $