9.2 化学合成材料
本课题从学生的生活经验出发,主要介绍了常见的塑料、合成纤维和合成橡胶的性能和用途,以及一些新型有机合成材料。目的是使学生充分认识化学与生活、生产的密切联系,以及材料在人类社会的发展中所起到的巨大作用,提高学生的化学素养,这是本课题的重点。
教学目标
1.知识与技能
(1)了解有机化合物和有机高分子化合物的特点。
(2)知道塑料、合成纤维和合成橡胶的性能和用途。
2.过程与方法
(1)认识有机合成材料的发展对人类社会的进步所起的重要作用。
(2)能用变化与联系的观点分析化学现象和问题。
(3)能主动地与他人进行交流和讨论,并能清楚地表达自己的观点。
3.情感态度与价值观
(1)了解学习化学的重要价值。
(2)培养学生关注社会和人类生存环境的情感。
(3)增进学生对“事物是一分为二的”辩证唯物主义观点的认识。
教学重点
通过有机合成材料的教学,提高学生的化学素养。
教学难点
提高学生化学素养。
教学方法
探究、启发、实验、阅读、讲解、讨论等。
教具准备
投影仪和相关资料;
酒精灯、试管、试管夹、火柴;
聚乙烯塑料碎片、棉花、羊毛、木片、干草;的确良、尼龙、腈纶等合成纤维制品。
课时安排
教学过程
[引言]从人们的衣食住行,到探索太空世界,都离不开材料。材料的应用和发展与人类社会文明的进步紧密相连。
在日常生活中,我们用得最多的是有机合成材料。如塑料、合成橡胶、合成纤维等。有机合成材料的诞生,结束了人类只能依靠天然材料的历史。
[板书]化学合成材料
[过渡]到底什么是化学合成材料呢?要找到答案,首先必须回顾什么是有机化合物。
[讲解]化合物主要有两大类:无机化合物和有机化合物。人们把像葡萄糖这类含碳的化合物叫做有机化合物,简称有机物。
[讲解]有机物的数目异常庞大。为什么会是这样呢?请大家看课本回答。
[学生看书后回答]
有机物除含有碳元素外,还可能含有氢、氧、氯、氮和磷等元素。在有机物中,碳原子不但可以和氢、氧、氮等原子直接结合,而且碳原子之间还可以互相连接起来,形成碳链或碳环。由于原子的排列方式不同,所表现出来的性质也就不同。因此,有机物的数目异常庞大。
[注:教师此时可用一有机分子模型进行演示:如可用一碳原子数为六的可拆装的烃的球棍模型分别安装成直链、支链、环状等结构让学生观看,并指出若用氯原子换掉一个不同位置的H原子,便又是一种新的物质。这样,可使学生印象深刻]
[讲解]有些有机物的相对分子质量比较小,如乙醇、葡萄糖等。通常称它们为小分子。有些有机物的相对分子质量比较大,从几万到几十万,甚至高达几百万或更高,如淀粉、蛋白质等。通常称它们为有机高分子化合物,简称有机高分子。
[板书]1.有机高分子化合物是相对分子质量很大的有机物。
[过渡]用有机高分子化合物制成的材料就是有机高分子材料。如棉花、羊毛和天然橡胶等就属于天然有机高分子材料。但由于天然有机高分子材料数量有限,远不能满足人口增长和社会发展对有机高分子材料的需求。随着化学科学的发展,合成有机高分子材料应运而生,简称合成材料。
[板书]一、常见的有机合成材料
[讲解]有机合成材料的出现是材料发展史上的一次重大突破。从此,人类摆脱了只能依靠天然材料的历史,在改造大自然的进程中大大前进了一步。
合成材料品种很多,塑料、合成纤维、合成橡胶就是我们通常所说的三大合成材料。
[板书]三大合成材料:塑料、合成纤维和合成橡胶。
[讲解]由于合成材料的原料丰富易得、制造加工简单、性能千变万化,(如用石油产品、煤、石灰石、水、空气等为原料,通过一系列的化学反应就可制得多种多样、性能各异的合成材料。)所以,合成材料一经出现,便得到了广泛的应用。
[引导学生看图塑料制品的应用
[讲解]由于高分子化合物大部分是由小分子聚合而成的,所以也常被称为聚合物。如聚乙烯分子就是由成千上万个乙烯分子“手拉手”聚合而成的高分子化合
[板书]1.热塑性塑料和热固性塑料
[讨论]装食品用的聚乙烯塑料应如何封口?电木插座破裂后能否热修补?
[讨论结果]因聚乙烯塑料有热塑性,故可用加热的方法进行封口;因电木插座具有热固性,故不能进行热修补。
[介绍]塑料的品种很多,用途也各不相同。
[投影或发放资料] 几种常见塑料的性能和用途
[讲解]聚乙烯塑料和聚氯乙烯塑料是我们使用最多的塑料。
[过渡]高分子材料中的纤维有天然纤维和合成纤维之分。
[展示]棉花、羊毛、木片、干草。
[讲述]以上这些物质都是天然纤维,它们可以制成棉布、纯毛线、纸张等。它们透气性好、吸水性也好,但它们易缩水,易被虫蛀。
[展示]的确良、尼龙、腈纶等合成纤维制品。
[讲解]以上物品属合成纤维制品,它们最明显的优点是:强度高、弹性好、耐磨、耐化学腐蚀、不发霉、不怕虫蛀、不缩水。缺点是:吸水性、透气性差。
[设问]我们穿的衣服通常是由纤维织成的。我们怎样才能穿上既舒适又挺脱的衣服呢?
[生]可用天然纤维和合成纤维进行混合纺织。
[师]很正确。这也是商店里的时髦衣物多为混纺织品的缘故。
[板书]2.合成橡胶
[设问]合成橡胶的出现是人类向自然学习取得的成果。与天然橡胶相比,合成橡胶有哪些优点呢?
[学生看书后问答]具有高弹性、绝缘性、耐油和耐高温等性能。
[承接]正因为如此,合成橡胶广泛应用于工农业、国防、交通及日常生活中。
[引导学生看课本图 (合成橡胶的用途)]
[转折]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。这是因为大部分塑料在自然环境中很难降解,长期堆积会破坏土壤,污染地下水,危害海洋生物的生存;而且如果焚烧含氯塑料会产生有毒的氯化氢气体,从而对空气造成污染。
[板书]3.合成纤维
[请学生阅读资料:认识服装的标签]
[补充]合成纤维除了供人类穿着外,在生产和国防上也有很多用途。例如,尼龙可以制降落伞绳、轮胎帘子线、缆绳和渔网等。
随着新兴科学技术的发展,近年来还出现了许多具有某些特殊性能的特种合成纤维,如芳纶纤维、碳纤维、耐辐射纤维、光导纤维和防火纤维等。
[过渡]橡胶也是人们生活和工业生产中不可缺少的材料。最初人们从橡胶树、橡胶草等植物中获得天然橡胶。随着工业的发展对橡胶需求的不断增长,人们在了解了天然橡胶分子的组成和结构后,进行仿照,并用化学方法人工合成了橡胶,即合成橡胶。
[引导学生看课本图 (塑料垃圾对大自然的污染)]
[板书]二、白色污染
[投影资料]1.白色污染
2.“白色污染”的现状及其危害
[过渡]由此可见,“白色污染”问题是人类亟待解决的一个问题。那么,我们应该从哪些方面着手来解决“白色污染”呢?
[板书]3. 防止白色污染的措施
[请学生看书回答]
方法有:1.减少使用不必要的塑料制品,如用布袋代替塑料袋等;
2.重复使用某些塑料制品如塑料袋、塑料盒等;
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.回收各种废弃塑料。
[讲解]减少使用、加强回收、使用可降解塑料是目前治理“白色污染”的主要措施。
回收废弃塑料是非常重复的,因为塑料回收不仅可以减少废弃塑料的数量,而且节约资源。但塑料的分类是回收和再利用的一大障碍,因为不同种类的塑料,其再利用的途径是不同的。
[设问]我们应该怎样解决这个困难呢?
[引导学生看ppt资源(可降解塑料的降解过程)]
[讲解]从改进塑料的配方和生产工艺入手,研制新型的可降解塑料,是治理“白色污染”的最有前景的措施。
[投影资料] 可降解塑料
[过渡]近年来,为了解决使用合成材料带来的环境问题,新型有机合成材料逐渐向对环境友好的方向发展。此外,为满足计算机,生物工程、海洋工程和航空航天工业等尖端技术发展的需要,人们还研制出了许多新型有机合成材料。
[板书]三、新型有机合成材料。
资料1.无机非金属材料
2.复合材料
3.纳米材料
[小结]通过本课题的学习,我们知道了什么叫有机物和有机合成材料。并知道有机合成材料不管是现在,还是在将来对我们都很重要。
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