化学与材料研制(4)
第9章 化学与社会可持续发展第3节 新型材料的研制(课件)2024-2025九下化学沪教
塑料
组成元素
能否包装食品
燃烧现象
燃烧情况
是否产生烟
是否有气味
聚乙烯
C、
能
易燃，离火持续燃烧
不产生烟
无刺激性气味
塑料
组成元素
能否包装食品
燃烧现象
燃烧情况
是否产生烟
是否有气味
聚氯乙烯
C、、
不能
不易燃，离火即灭
产生大量烟
有刺激性气味（聚乙烯和聚氯乙烯的鉴别方法：灼烧，闻气味）
1.复合材料的概念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。2.复合材料的优点复合材料集中了组成材料的优点，具有更优异的综合性能。3.常见的复合材料（1）钢筋混凝土：钢筋和混凝土的复合材料。（2）机动车的轮胎：用合金钢与橡胶的复合材料制成。（3）玻璃纤维增强塑料：塑料和玻璃纤维的复合材料。（4）飞机的机翼、飞行器头锥：用碳纤维复合材料制成。
第9章 化学与社会可持续发展
第3节 新型材料的研制
九下化学 HJ
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。
1.金属材料的发展历程
无机材料包括金属材料和无机非金属材料两大类。
2.无机非金属材料
示例
用氧化铝 等为原料生产的耐高温、高强度的陶瓷，可用来制造发动机零件；用羟基磷酸钙 为原料生产的陶瓷甚至能够制造人工骨、人工关节及人造假牙等。
典例1 下列实验室中常见的化学仪器所用的主要材料，属于无机非金属材料的是( )
C
A.木制试管夹
B.铁架台
C.玻璃烧杯
D.燃烧匙
人教版九年级下册化学 第八单元 金属和金属材料 实验活动4 金属的物理性质和某些化学性质 (2)
4．现有甲、乙、丙三种金属，分别与空气和氧气反应，现象如下表所示：
据此信息，这三种金属活动性由强到弱为
(A )
甲
乙
丙
空气
剧烈燃烧
变黑
变黑
氧气 更剧烈燃烧 变黑 剧烈燃烧
A．甲>丙>乙
B．甲>乙>丙
C．乙>丙>甲
D．丙>乙>甲
5．如图，为了验证镁、铜两种金属活动性大小，应该选择
(A )
A．稀硫酸 B．硫酸镁溶液 C．氯化钠溶液 D．植物油
2．金属的化学性质 (1)金属跟氧气的反应 ①铁在潮湿的空气里(既有 H2O 又有 O2 时)易生锈，铁锈是混合物，主
要成分是 Fe2O3·xH2O。
防锈方法：在铁表面涂一层保护膜(如刷漆或涂油)，镀锌等金属或 烤蓝等。
②铁丝在氧气中燃烧：化学方程式为 3Fe＋2O2=点==燃==Fe3O4。
(2)金属跟酸的反应 铁与稀硫酸反应：Fe＋H2SO4===FeSO4＋H2↑ (3)金属跟化合物溶液的反应 铁跟硫酸铜溶液反应：Fe＋CuSO4===FeSO4＋Cu
易错点：活泼金属与酸反应生成盐和氢气，但浓 H2SO4 和 HNO3 除外， 因为它们有较强的氧化性，与金属反应不产生氢气。
易混点：位于前面的金属能将后面的金属从它们的化合物溶液中置 换出来，若化合物不溶于水就不能置换(K、Ca、Na 除外)。
1．观察镁、铝、铁、铜的颜色和光泽：
金属 颜色和光泽
实验步骤
实验现象
实验结论
分别将打磨后的铁丝、银丝 铁丝表面有红色物质析
插入盛有CuSO4溶液的试管中， 出，银丝表面无现象
观察现象
金属活动性： Fe>Cu>Ag
几个不同版本教材比较
第四单元 燃烧与燃料 第一节 燃烧与灭火 第二节 化学反应的表示 第三节 化石燃料及其利用 第四节 大自然中的二氧化碳 第五单元 常见的酸和碱 第一节 生活中的酸和碱 第二节 酸和碱的性质 第三节 中和反应及其应用 第四节 化学反应中的有关
计算
山东教育版化学教材（下册）
第六单元 海洋中的化学 第八单元 化学与健康
相同点
（3）依据学生的认知发展规律和知识基础 组织教科书内容，努力创设问题情景，突出 教科书的思考性，将新知识的学习与问题解 决活动有机结合，引导学生积极主动地建构 化学知识。 （4）改革教科书内容的呈现方式，重视科 学探究活动的设计，处理好探究过程与结果 的关系，提高探究活动的效率，促进学生学 习方式的转变。
山东教育版化学教材（上册）
第一单元 化学改变了世界 第一节 奇妙的化学 第二节 化学之旅 第三节 走进化学实验室 第二单元 水和溶液 第一节 水分子的运动 第二节 水的组成 第三节 认识原子 第四节 物质在水中的溶解 第三单元 我们周围的空气 第一节 空气的成分 第二节 物质组成的表示
第三节 性质活泼的氧气
保护
第九单元 溶液
课题1 溶液的形成 课题2 溶解度 课题3 溶质的质量分数 第十单元 酸和碱
课题1 常见的酸和碱
课题2 酸和碱之间会发生 什么反应 第十一单元 盐和化肥 课题1 生活中常见的盐 课题2 化学肥料 拓展性课题 物质的分类 第十二单元 化学与生活 课题1 人类重要的营养物 质 课题2 化学元素与人类健 康 课题3 有机合成材料
相同点
（5）设计不同形式、不同层次的评价活动， 为学生提供多样化的学习评价方式，重视引 导学生对学习过程和学习结果进行反思、整 理，培养学生自我反思的意识和能力。 （6）注重图文并茂，特别是运用微观粒子模 型促进学生对概念的理解；语言力求生动、 简明，富有人性化；版面设计新颖活泼，有 利于激发学生的学习兴趣。
化学与材料科学范文
化学与材料科学范文
结构化学与材料科学是探究物质构成，结构与性质的综合学科，是材
料科学发展的核心。
它追求以结构学和理论物理学为基础，结合物理、化学、数学等学科，研究材料构成和性质的关系及材料的开发与应用，以及
材料的宏观结构和细节构造的设计及材料系统的性能表征的相关理论，综
合运用数学模型和计算机的技术，研究材料的结构、性能、加工性能及固
态形貌调整等与材料科学有关的问题。
结构化学与材料科学把物理、化学、力学、计算机等多学科的知识融合到一起，利用实验，理论计算，热力学
等来构筑新材料，探讨材料的性能。
材料科学分为基础与应用，基础研究关注的是材料的性质、构造和结构。
结构化学与材料科学主要包括固体结构、固体行为、晶体化学、非晶
态材料、相变机理、金属多相反应等。
例如固体结构，可以研究原子在固
体中的排布，相互作用及从结构上影响材料性质的基础。
从晶体化学角度，可以运用空间群理论来研究各种晶体的结构，晶体系统及特定材料的反应
机理。
初中化学鲁教版九年级下册第十一单元 化学与社会发展11.2 化学与材料研制-章节测试习题
章节测试题1.【答题】下列有关“化学之最”的叙述中，错误的是（）A.最简单的有机物是甲烷B.相对分子质量最小的气体是氢气C.地壳中含量最多是铝元素D.天然存在最硬的物质是金刚石【答案】C【分析】本题考查有机物、相对分子质量、地壳中的元素含量、金刚石。
【解答】A、甲烷的化学式为CH4，是最简单的有机物；选项正确；B、氢气的相对分子质量是2，是相对分子质量最小的气体；选项正确；C、地壳中含量最多的元素是氧元素；选项错误；D、金刚石硬度很大，是天然存在的最硬的物质；选项正确。
故选C。
2.【答题】下列常见的物品中是用天然材料制成的是（）A.木框门B.日光灯管C.铝合金门窗D.陶瓷花瓶【答案】A【分析】本题考查合成材料。
【解答】A、木框门为木质材料，属于天然材料；B、日光灯管为玻璃、塑料等，属于人工合成材料；C、铝合金门窗为合金，属于人工合成材料；D、陶瓷花瓶为陶瓷，属于人工合成材料。
故选A。
3.【答题】下列各物质材料均属于天然材料的是（）A.木材、橡胶、塑料B.羊毛、玻璃、不锈钢C.棉花、木材、大理石D.塑料、陶瓷、合成纤维【答案】C【分析】本题考查合成材料。
【解答】自然界中有的材料叫天然材料。
棉花、木材、大理石均是自然界中本来就有的，是天然材料。
三大合成材料：塑料、合成橡胶、合成纤维。
A中橡胶、塑料是合成材料；B中玻璃、不锈钢是合成材料；C中物质都是天然材料；D中塑料、合成纤维都是合成材料。
故选C。
4.【答题】下列生活用品中，主要由合成材料制成的是（）A.纯棉外套B.铝合金窗C.木制桌椅D.尼龙背包【答案】D【分析】本题考查合成材料。
【解答】A、纯棉属于天然材料，错误；B、铝合金属于金属材料，错误；C、木头属于天然材料，错误；D、尼龙属于合成材料，正确。
故选D。
5.【答题】“分类”是学习化学的重要方法。
下列说法正确的是（）A.塑料和棉花都属于合成材料B.蛋白质和糖类都属于营养物质C.液态氨气和氨水均为纯净物D.氮气和氧气均为化学性质活泼的气体【答案】B【分析】本题考查合成材料、人体所需的六大营养物质、纯净物和混合物的判别、氮气和氧气的化学性质。
化学与新材料的开发应用
化学与新材料的开发应用化学是一门研究物质组成、结构、性质以及变化规律的基础科学。
在化学的研究中，新材料的开发与应用是一个重要的研究方向。
新材料是指在材料科学的领域中，通过先进的化学制备方法、加工技术和性能调控手段，研制出具有优异性能和特殊功能的材料。
新材料的开发与应用涉及到许多化学原理和方法，同时也为化学提供了新的研究课题和应用领域。
1.新材料的分类–纳米材料：纳米材料是指至少在一个维度上尺寸在纳米尺度的材料。
纳米材料的独特性质包括高比表面积、优异的力学性能、良好的热稳定性等。
–复合材料：复合材料是由两种或两种以上不同性质的材料通过物理或化学方法复合在一起，形成具有新性能的材料。
复合材料的优点包括轻质、高强度、良好的耐腐蚀性等。
–功能材料：功能材料是指具有特殊功能，如导电性、磁性、光学性能等材料的统称。
功能材料广泛应用于电子、光电子、能源等领域。
2.新材料的制备方法–化学气相沉积（CVD）：通过气相反应在基底表面沉积材料，制备纳米材料、薄膜等。
–溶液法：利用溶液中的化学反应制备新材料，如溶胶-凝胶法、沉淀法等。
–熔融法：将原料熔融后，通过冷却、拉伸等方法制备新材料。
–化学合成：通过化学反应合成新材料，如自组装、化学键合等。
3.新材料的性能调控–掺杂：将外来原子或分子引入材料中，改变材料的电子性质。
–复合：将不同性质的材料组合在一起，发挥各组分的优点。
–纳米化：通过减小材料的尺寸，调控其性能。
–表面修饰：通过在材料表面引入特定的官能团或物质，改变材料的表面性质。
4.新材料的应用领域–信息技术：纳米电子器件、光电子器件等。
–能源：锂离子电池、太阳能电池等。
–环境保护：催化净化、吸附材料等。
–生物医学：药物载体、生物传感器等。
化学与新材料的开发应用紧密相连，通过化学原理和方法，人们可以研究和开发出具有新性能和新用途的材料，推动科学技术的进步和人类社会的发展。
习题及方法：1.习题：纳米材料的特点是什么？解题思路：回顾纳米材料的定义和性质，找出纳米材料的特点。
化学：专题4《材料加工与性能加工》课件(苏教版选修2).ppt
发蓝钢带
阳极氧化概述
• 铝阳极氧化技术是用铝金属制件作阳极,在电解作 用下铝金属制件表面形成氧化物薄膜的过程。 • 初期应用
–表面改性——耐磨性、耐蚀性、电气绝缘性,表面色泽 美观。
• 近期应用
–精密分离膜：耐热、可调孔径、规整 – AAO模板：制作纳米功能材料
应用
建筑装饰材 料
耐磨耐腐蚀 材料
电绝缘材料
第一单元 材料的加工处理 金属的表面处理
由教材P67活动与探究回答下列问题 1. 铝及其合金进行阳极氧化的目的是什么？
2. 实验中的NaOH起什么作用？
3. 茜素的作用是什么？
茜素：一种有机颜料
一、铝阳极氧化的一般原理
• 阳极：铝或铝合金制品 阴极：在电解溶液中化学 稳定性高的材料 • 铝阳极氧化的原理实质上 就是水电解的原理。 – 在阴极上
2. 阳极氧化处理
• 以铝及其合金作为阳 极，选择合适的电解 液、阳极化温度、电 流密度和氧化时间进 行阳极氧化，从而得 到所需的氧化铝膜
3. 染色处理
• 一般阳极氧化膜的孔隙直 径 为 0.01-0.03μm ， 而 染 料 在水中分离成单分子，直 径 为 0.0015-0.0030μm ， 着 色时染料被吸附在孔隙表 面上并向孔内扩散、堆积 • 染料与氧化铝进行离子键、 氢键结合而使膜层着色， 经封孔处理，染料被固定 在孔隙内。
1. 什么是复合材料？你知道哪些复合材料？
2. 为什么人类要制造复合材料？
刻蚀玻璃
第二单元 材料组成的优化
1. 你知道哪些合金，合金与纯金属比起来有什 么特点？ 2. 什么是贮氢合金？以及它是如何用来贮存氢 气的？ 3. 什么是硅酸盐材料？ 4. 特种陶瓷和传统陶瓷相比有哪些优点？ 5. 高纯硅是如何被生产出来的？ 6. 什么是纳米材料？
聚氨酯化学与工艺4化学
RNCO
RNCO
RNCO
在该特征基团中 N,C,O原子的电负性顺序为O>N>C
氧原子（O）电负性最大，是亲核中心， 可吸引含活性氢化合物分子上的氢原子而生 成羟基，但不饱和碳原子上的羟基不稳定， 重排成为氨基甲酸酯(若反应物为醇)成脲(若 反应物为胺)。
碳原子（C）电子云密度最低，呈较强的 正电性，为亲电中心，易受到亲核试剂的进 攻。
3,3’-二甲基二苯甲烷-4,4‘-二异氰酸酯
0.11 0.11 0.10
3、空间位阻效应
在芳香族二异氰酸酯分子中，假如两个－NCO 基团同时处在一个芳环上，那么其中的一个NCO基 对另一个NCO基反应活性的影响往往是比较显著的。
但是当两个NCO基分别处在同一分子中的不同芳 环上，或它们被烃链或芳环所隔开，这样它们之间 的相互影响就不大，而且随链烃长度的增加或芳环 数目的增加而减小。
CH3
CH2
27
10
CH2
[
CH2
]
6
1
0.5
CH3 NHCOOBu
k2
CH3 +BuOH
NCO
NCO
k4' + BuOH
CH3 NHCOOBu
NCO k4
+BuOH
CH3 NCO
NHCOOBu k2'
+BuOH
NHCOOBu
2,4-TDI中-NCO与-OH反应活性比较 (NCO:OH=1:1)
反应速度常数/(1mol/s)
若异氰酸酯与羟基的反应速度远大于 与脲基、胺基及氨基甲酸酯等的反应速度， 合成的产物基本为线型结构。
若异氰酸酯与脲基、氨基甲酸酯基的反 应速度接近或稍大于与羟基的反应速度， 则产物中的缩二脲键及脲基甲酸酯等交联 结构增加。
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1.有机合成材料的出现是材料发展史上的一次重大突破。
下 列物质属于有机合成材料的D是（ ）
A．棉花
B．蛋白质
C．维生素
D．塑料
2. 下面说法错误的是（ B ）
A．有机合成材料都是高分子材料
B. 棉花、羊毛、聚乙烯都是合成材料
C．焚烧聚乙烯塑料会造成环境污染
D．使用过的塑料、橡胶应回收利用
3.考古发现，早在一万多年前我国已开始制造和使用陶器。 现代人们已能生产新型陶瓷材料，如用氧化铝等为原料生产 的陶瓷制造发动机零件。下列有关氧化铝陶瓷的说法错误的 是( B ) A.该陶瓷属于无机非金属材料 B.该陶瓷中的原料氧化铝属于非金属氧化物 C.该陶瓷耐高温、强度高 D.该陶瓷耐酸、碱等化学物质的腐蚀
(2)合成橡胶特点： 弹性好、防水好、耐磨
透气性差、穿着时有闷热感
三、性能优良的复合材料
隐形飞机材料
汽车的外轮胎
钢筋混凝土
(1)定义： 两种或两种以上不同性质材料按一定方式复合 在一起形成的材料。 (2)特点：
强度高、安全性高、耐高温、抗疲劳
(3)常见的复合材料： 玻璃钢、 汽车的外轮胎、隐形材料、 钢筋混凝土
(3)常见的塑料： 聚乙烯 聚四氟乙烯 聚氯乙烯 （无毒） (塑料王) (有毒)
聚乙烯保鲜膜
讨论：塑料的广泛应用，给我们的生活带来了怎样
的影响？（从正反两面进行回答）
塑料给我们的生活带来很多好处，也带来了一些问 题。
生活中白色污染随处可见
怎样减少白色污染？
1.尽可能减少使用白色制品 2.回收废旧塑料 3.制造和使用降解塑料 4.制造和使用回收塑料
第二节 化学与材料研制
铜
器
石
时
器
代
时
代
铁 器 时 代
当今
信息时代
1.知道材料可分为天然材料、合成材料等；又可分为金 属材料、无机非金属材料、有机合成材料、复合材料。能 分别举一两个例子，或根据所提供的常见材料判定其所属 类别。 2.了解材料科学在社会发展中的重要性。 3.知道聚乙烯、聚氯乙烯、有机玻璃等都属于塑料；熟悉 聚乙烯、聚氯乙烯的使用上的区别和鉴别方法。熟知“白 色污染”的含义、危害及解决之道。 4.能用简单的实验方法区分棉纤维、羊毛纤维和合成纤维。 5.认识新材料开发与社会发展的密切关系。
1.普通玻璃的生产原理、几种常见的新型玻璃及用途。 2.塑料的特性，认识有机高分子材料的形成过程。 3.玻璃钢的制造原理及复合材料。
重点：普通玻璃的生产原理，塑料的特性，玻璃钢的制造原 理及复合材料。 4.树立合理利用各种材料和环境保护的意识。
2.水泥
（1）原料： 黏土、石灰石 （2）类别： 混合物 （3）性质： 遇水会发生硬化变质
3.陶瓷
（1）原料： 黏土 （2）特点： 不结实、易碎
二、来自石油的有机合成材料
塑料
合成纤维
合成橡胶
各种各样的塑料
1.塑料
(1)定义：人工合成的一类有机高分子化合物
(2)特点：质轻、易加工、不导电、不传热、抗腐蚀
回收废旧塑料的好处：
1.减少废弃塑料的数量，减少白色污染 2 3个月
2.合成纤维
(1)常见的合成纤维：
涤纶、丙纶、氨纶、腈纶、锦纶 (2)合成纤维特点：
弹性差、透气性差、吸汗性差，穿着时 有闷热感，其染色性也差。
3.合成橡胶
(1)常见的合成橡胶：
皮手套、汽车的内胎、胶水、皮筋、 水鞋、塑胶跑道
一、应用广泛的非金属材料
1.玻璃是如何制成的
（1）原料：石英砂、纯碱、石灰石
（2）设备：玻璃窑
（3）原理：
高温
CaCO3 + SiO2 ══ CaSiO3 + CO2↑
高温
Na2CO3 + SiO2 ══ Na2SiO3 + CO2↑
（4）类别：混合物
（5）分类：钢化玻璃、防弹玻璃、光导纤维