3.2.1 常见合金及应用课件2026-2027学年高一上学期人教版（2019）化学必修一

见 微 知 著 化 育 万 物 预习提纲 ① 不锈钢锅、钢轨、铝合金门窗、金首饰都是合金，它们与纯金属在组成上有什么不同？ ② 为什么合金的硬度一般比成分金属大，熔点却比成分金属低？ ③ 生铁和钢都是铁碳合金，含碳量不同会带来哪些性能差异？ 常见的合金及应用 人教版高中化学必修第一册　第三章　第二节　金属材料 第1课时 见 微 知 著 化 育 万 物 1．通过观察不锈钢制品、钢轨、铝合金构件等实物，并与纯金属的原子排列模型对比，掌握合金的概念及“硬度大、熔点低”的性能规律，提高宏观辨识与微观探析素养。 2．通过列表比较铁合金、铝合金与新型合金的组成、性能与用途，能依据性能为用途选材，提高证据推理与模型认知素养。 3．通过了解钛合金、储氢合金、形状记忆合金等材料的应用，体会材料发展对社会进步的推动，提高科学态度与社会责任素养。 重点：合金的性能与结构；铁合金、铝合金与新型合金 难点：含碳量对钢性能的影响；材料的选择与使用 学习重难点 学习目标 见 微 知 著 化 育 万 物 环节一：身边的合金 我们身边的合金 不锈钢制成的厨具 锰钢制成的钢轨 黄金制成的饰品 合金　两种以上金属（或金属与非金属）熔合而成。 合金属于混合物，各成分保持各自的化学性质。 纯金太软、纯铁易锈、纯铝强度低——加“料”成合金才好用。 见 微 知 著 化 育 万 物 环节二：为什么合金更硬 合金性能的微观解释 纯金属与合金的原子排列 结构　原子大小相同、排列规整，原子层间易滑动；掺入其他原子，层状排列被破坏。 性能　硬度更大，熔点更低。 思考　铜的熔点 1 083 ℃，钠的沸点 883 ℃，能成合金吗？ 提示　不能，铜熔化前钠已气化。 见 微 知 著 化 育 万 物 环节三：常见的三类合金 铁合金、铝合金与新型合金 合金 主要成分 主要性能 典型用途 生铁 Fe、C 2%～4.3% 硬而脆，不可锻 铁锅、机床底座 钢 Fe、C 0.03%～2% 硬而韧，可锻轧 钢轨、钢板、刀具 不锈钢 钢中加 Cr、Ni 抗腐蚀，易清洁 餐具、医疗器械 硬铝 Al、Cu、Mg 等 密度小、强度高 飞机、飞船、门窗 钛合金 Ti 为主 强度大，生物相容 人造骨骼、航空件 储氢合金 La-Ni 等 吸氢成氢化物 氢能储运 钢分碳素钢与合金钢；形状记忆合金、耐热合金同属新型合金。 见 微 知 著 化 育 万 物 环节三：常见的三类合金 从材料到用途 铁合金：锰钢钢轨 铝合金：飞机蒙皮 新型合金：钛合金关节 三类合金的分工　铁合金：用量最大、强度可调；铝合金：轻而耐蚀； 新型合金（钛合金、储氢、记忆合金）各显其能。 铝表面生成致密 Al2O3 薄膜，比疏松的铁锈更能保护内部金属。 见 微 知 著 化 育 万 物 环节四：钢里的碳 碳素钢：含碳量决定性能 碳素钢 含碳量 性能与典型用途 低碳钢 0.03%～0.3% 韧性好、易焊接；钢板、钢丝、钢管 中碳钢 0.3%～0.6% 强韧兼备；钢轨、车轮、齿轮 高碳钢 0.6%～2% 硬度大、性脆；刀具、量具、弹簧 低碳钢 0.03%～0.3% 中碳钢 0.3%～0.6% 高碳钢 0.6%～2% 含碳量升高 → 硬度增大、韧性下降 合金钢　加入 Cr、Ni、Mn 等元素，如不锈钢含铬、镍而抗腐蚀。 见 微 知 著 化 育 万 物 环节五：怎样选材料 性能决定用途 用途 选用材料 主要理由 飞机机身、机翼 硬铝（铝合金） 密度小、强度高、抗腐蚀 钢轨、车轮 中碳钢（锰钢） 强度高、硬度大、耐磨 餐具、医疗器械 不锈钢 含铬、镍，抗腐蚀，易清洁 眼镜框、天线 形状记忆合金 受力变形后受热可恢复原状 选材三看：性能是否满足要求、价格是否合理、资源与环境是否友好。 见 微 知 著 化 育 万 物 例题精讲 例题 钢样含碳量的测定 【题目】钢样 10.0 g 充分灼烧，气体通入足量石灰水得 0.50 g 沉淀，求含碳量。 【分析】n(CaCO3) ＝ 0.50 g ÷ 100 g·mol-1 ＝ 0.005 mol C ～ CaCO3 n(C) 0.005 mol 【解】m(C) ＝ 0.005 mol × 12 g·mol-1 ＝ 0.06 g w(C) ＝ 0.06 g ÷ 10.0 g × 100% ＝ 0.6% 【答】含碳量 0.6%，属高碳钢。 见 微 知 著 化 育 万 物 例题精讲 例题 黄铜中锌的质量分数 【题目】20.0 g 黄铜（Cu-Zn）与足量盐酸反应，标况下放出 2.24 L 气体，求 w(Zn)。 【分析】n(H2) ＝ 2.24 L ÷ 22.4 L·mol-1 ＝ 0.1 mol Zn + 2HCl = ZnCl2 + H2↑ n(Zn) 0.1 mol 【解】m(Zn) ＝ 0.1 mol × 65 g·mol-1 ＝ 6.5 g w(Zn) ＝ 6.5 g ÷ 20.0 g × 100% ＝ 32.5% 【答】锌的质量分数为 32.5%，铜为 67.5%。 见 微 知 著 化 育 万 物 环节六：当堂检测与反馈 概念辨析　判断正误 ① 合金一定是由两种金属熔合而成的化合物 （　　） ② 生铁的熔点比纯铁低，硬度和机械强度比纯铁高 （　　） ③ 钢的含碳量越高，硬度和韧性都越大 （　　） ④ 铝制品耐腐蚀，是因为铝不与空气中的氧气反应 （　　） ⑤ 储氢合金能大量吸收 H2 并形成金属氢化物 （　　） 答案　①×　②√　③×　④×　⑤√ 见 微 知 著 化 育 万 物 环节六：当堂检测与反馈 1．下列关于合金的说法正确的是 A．合金中一定只含金属元素 B．合金的熔点一般高于它的成分金属 C．合金的硬度一般大于它的成分金属 D．合金一定是纯净物 答案　C 解析　A 错：合金中也可以含非金属，如生铁中的碳。 B 错：合金的熔点一般低于成分金属。 D 错：合金是混合物；C 对：原子层滑动受阻，硬度增大。 见 微 知 著 化 育 万 物 环节六：当堂检测与反馈 2．下列有关金属材料的说法不正确的是 A．生铁和钢都是铁碳合金，生铁含碳量高 B．不锈钢中除铁外，还含有铬、镍等元素 C．硬铝密度小、强度高，可用于制造飞机 D．形状记忆合金发生形变后不能恢复原状 答案　D 解析　A、B、C 均正确：这是生铁、不锈钢、硬铝的组成与性能。 D 错：形状记忆合金在形变的作用力消失或受热后能恢复原状。 见 微 知 著 化 育 万 物 环节七：课堂总结 常见的合金 及应用 合金概念 两种以上金属（或含非金属）熔合 属于混合物 性能与结构 硬度大、熔点低 原子层滑动受阻 铁合金 生铁 2%～4.3%；钢 0.03%～2% 碳素钢、合金钢（不锈钢） 铝合金 致密 Al2O3 膜保护 硬铝：飞机、飞船材料 新型合金 钛合金、储氢合金 形状记忆、耐热合金 选材 性能、价格、环境 结构决定性能，性能决定用途 见 微 知 著 化 育 万 物 课后作业 一、课后作业 1．列表比较生铁与钢的含碳量、性能和用途，并说明“百炼成钢”的道理。 2．10.0 g 黄铜与足量稀硫酸反应，标准状况下放出 1.12 L 气体，求黄铜中铜的质量分数。 3．调查家中 3 件金属用品，写出材料名称、所属合金类型和选材理由。 二、下节预习提纲 ① 铝比铁活泼，为什么铝制品反而比铁制品耐腐蚀？ ② 铝既能与盐酸反应，又能与 NaOH 溶液反应，这说明铝具有什么特性？ ③ 氧化铝、氢氧化铝是否也能与碱反应？铝制餐具为什么不宜盛放酸碱性食物？ 提示　下节课从“两性”入手，用实验认识 Al、Al2O3、Al(OH)3 的化学性质。 见 微 知 著 化 育 万 物 $