9.2 新型材料的研制-课件-2020-2021学年沪教版九年级化学下册（43张PPT）
文档属性
| 名称 | 9.2 新型材料的研制-课件-2020-2021学年沪教版九年级化学下册（43张PPT） |  | |
| 格式 | pptx | ||
| 文件大小 | 3.1MB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 沪教版 | ||
| 科目 | 化学 | ||
| 更新时间 | 2021-07-02 21:14:37 | ||
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文档简介
第九章 化学与社会发展
第2节 新型材料的研制
学习目标
返回
认识常见的无机材料、合成材料、复合材料，体会通过化学方法可将用途小的物质转化为用途大的物质。
新课导入
石器时代
新课导入
青铜器时代
青铜（主要为Cu、Sn合金）
新课导入
铁器时代
铁耙
两汉时期 西汉农具
一、常见的材料
新课讲解
金属材料： 纯金属和合金
新课讲解
钛合金与人体有很好的“相容性”，因此可用来制造人造骨。
钛金属腕表
新课讲解
钛和钛合金被认为是21世纪的重要材料，它具有很多优良的性能，如熔点高、密度小、可塑性好、易于加工、机械性能好等。尤其是抗腐蚀性能非常好，即使把它们放在海水中数年，取出后仍光亮如新，其抗腐蚀性能远优于不锈钢，因此被广泛用于火箭、导弹、航天飞机船舶、化工和通讯设备等。
新课讲解
钛合金
钛合金优点：
高强度；高韧性；耐腐蚀；质地轻。
新课讲解
储氢合金
主要由钛系储氢合金、锆系储氢合金、铁系储氢合金以及稀土系储氢合金
重要应用
利用储氢合金制造镍氢电池
新课讲解
形状记忆合金是具有形状记忆效应的合金被广泛用于做人造卫星和宇宙飞船的天线，水暖系统、防火门和电路断电的自动控制开关，以及牙齿矫正等医疗材料。
新课讲解
形状记忆合金的特点
形状记忆合金材料是一种新型的功能材料，其特点是在一定的外力作用下可以改变其形态(形状和体积)，但当温度升高到某一定值时，它又可完全恢复原来的形态。
全程Ti-Ni记忆合金花
新课讲解
金属材料
包括纯金属和合金
金属材料使用的历史
几种新型合金
钛合金
储氢合金
“形状记忆”合金
青铜器时代：青铜
铁器时代：生铁和钢
近现代: 铝
新课讲解
无机非金属材料
陶瓷、水泥、大理石、 玻璃等。
古代的陶瓷
新型陶瓷材料
其他无机非金属材料
新课讲解
古代的陶瓷 —— 陶器
新石器时代马家窑文化
螺旋纹彩陶双耳瓮
新石器时代半坡文化
陶俑壶
新石器时代
彩陶人面纹钵
新课讲解
古代的陶瓷 —— 瓷器
清光绪
青花云纹瓶
唐
骆驼载乐俑
北宋
白釉刻花梅瓶
新课讲解
某些新型陶瓷能承受高温、强度高
氮化硅(Si3N4)陶瓷在1 200 ℃左右的高温下，仍具有很高的强度，可用来制造汽轮机叶片、轴承、永久性模具等。
新课讲解
某些新型陶瓷具有生物特性
据新华社墨西哥城2004年1月20日电墨西哥科学院日前发表的一份材料说，该国科研人员经过10年的努力，成功开发出一种可供移植的新型陶瓷骨。
研究者强调说，这种陶瓷骨具有组织相容性和生物稳定性好等特点。它不会导致排异反应，有利于诱导骨质的生长。这种人工骨富含钙、锌，有利于手术后伤口皮肤更快愈合。
新课讲解
某些新型陶瓷具有压电效应
如安放在打火机中的压电陶瓷，一经敲打即刻产生一个电火花，将机械能转变成电能。
医用B超发生器的心脏也是一块压电陶瓷，它实现的却是一个逆向转换：将电脉冲转变成机械振动，产生超声波。
新课讲解
玻璃
新课讲解
污染变色玻璃
美国加州大气污染观测实验室研制出一种能探测污染的污染变色玻璃。这种玻璃受到污染气体污染时能改变颜色，例如当受到酸性气体污染时变成绿色、受到含胺气体污染时变成黄灰色等，用它来制作污染检测材料和标示材料将具有广泛的用途。
自洁玻璃
日本东京大学发明了一种二氧化钛（TiO2）涂层玻璃，能防止污垢和水点聚积于表面，可达到自动清洗和防震的效果，可不费气力清洁玻璃窗。
新课讲解
涂有隐形材料的飞机---F117
新课讲解
天然橡胶：
森林中有一种高大的乔木，叫作“三叶树”。如果用小刀在它的树皮上割开一个小口子，便会有牛奶似的树汁流淌出来。这种树汁，就是今天人们所熟悉的橡胶的最初来源。在印第安人的土语中，“橡胶”就是“树木的眼泪”的意思。
新课讲解
棉花和羊毛的纤维都是天然纤维
新课讲解
由于天然有机高分子材料的有限，人们以石油、煤、天然气、等物质作原料，经化学合成和加工制得的化学高分子材料，主要有塑料、合成橡胶、合成纤维。
新课讲解
有机合成材料
（１）塑料：塑料的品种很多，用途也各不相同。常见的塑料：聚乙烯（PE）、聚氯乙烯（PVC）、聚苯乙烯（PS）、有机玻璃（PMMA）和电木塑料。使用最多的是聚乙烯塑料和聚氯乙烯塑料。
新课讲解
聚氯乙烯
聚乙烯
考考你？你知道聚乙烯和聚氯乙烯的区别方法吗？
提示你：聚氯乙烯含有C、H、Cl三种元素而聚乙烯只含有C、H两种元素。
新课讲解
实验：点燃聚乙烯及聚氯乙烯
实验样品
实验现象
解释与结论
聚乙烯
聚氯乙烯
组成元素为C、H，生成物为CO2、H2O，故聚乙烯无毒，可用于包装食品。
组成元素为C、H、Cl，生成物除了CO2、H2O外，还有HCl或其他含氯物质。故聚氯乙烯有毒，不宜用于包装食品。
边燃烧边熔化，无刺激性气味，无黑烟
不易点燃，燃烧时有刺激性气味，并有大量黑烟
新课讲解
实验：点燃聚乙烯及聚氯乙烯
实验样品
实验现象
解释与结论
聚乙烯
聚氯乙烯
组成元素为C、H，生成物为CO2、H2O，故聚乙烯无毒，可用于包装食品。
组成元素为C、H、Cl，生成物除了CO2、H2O外，还有HCl或其他含氯物质。故聚氯乙烯有毒，不宜用于包装食品。
边燃烧边熔化，无刺激性气味，无黑烟
不易点燃，燃烧时有刺激性气味，并有大量黑烟
新课讲解
如何在生活中减少“白色污染”的产生？
新课讲解
怎样减少白色污染？
1.尽可能的减少使用塑料制品
2.回收废旧塑料
3.研制和推广可降解塑料
4.制造和使用回收塑料
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.节约石油资源。
新课讲解
（2）合成橡胶
人们常用的合成橡胶有丁苯橡胶，顺丁橡胶和氯丁橡胶等。合成橡胶与天然橡胶相比，具有高弹性，绝缘性、耐油和耐高温等性能，因而广泛应用于工农业、国防、交通及日常生活中。
新课讲解
可耐两千度高温的透明橡胶
新课讲解
（3）合成纤维
合成纤维的强度高、弹性好、耐磨和耐化学腐蚀，但它的吸水性和透气性较差。因此，合成纤维常常与棉纤维或羊毛纤维混合纺织，使衣服穿起来既舒适美观。
新课讲解
几种纤维的性质比较实验
性质
纤维
种类
灼烧情况
受酸影响
受碱液影响
结论与解释
棉花（天然植物纤维）
迅速燃烧，产生黄色火焰，有烧纸的气味，固体剩余物松脆
变脆
稍微膨胀，变脆
植物纤维主要是由纤维素组成，在酸性或者碱性溶液中容易水解为葡萄糖
羊毛线（天然动物纤维）
燃烧，并产生烧焦羽毛的气味，固体剩余物松脆
几乎无变化
变脆
动物纤维中含有蛋白质，在碱性溶液中容易被分解。
尼龙线（合成纤维）
燃烧时先卷曲、融化，后燃烧，冷却后固体剩余物变硬
几乎无变化
几乎无变化
合成纤维耐酸碱溶液的腐蚀
新课讲解
复合材料
1.定义：是将两种或者两种以上的材料复合成一体而形成的材料，具有更优异的综合性能。
2.主要几种复合材料
（1）钢筋混凝土：钢筋（金属材料）和混凝土（无机非金属材料）的复合材料；
（2）机动车轮胎：合金钢（金属材料）和合成橡胶（合成材料）的复合材料；
3）玻璃钢：塑料（合成纤维）和玻璃纤维（无机非金属材料）的复合材料；
（4）碳纤维。
新课讲解
机动车轮胎
新课讲解
玻璃钢
新课讲解
例
B
解析：橡胶具有较好的弹，可以减轻汽车行驶过程中的震动和颠簸
1.利用橡胶来制造汽车轮胎，可以减轻汽车行驶时的震动与颠簸。这是因为橡胶具有（ ）
A.较好的导热性 B.较好的弹性
C.较大的密度 D.较大的硬度
典例分析
课堂小结
分类
天然有机高分子材料：天然橡胶，天然纤维（如羊毛、蚕丝、棉花等）
合成有机高 分子材料
废弃塑料会引起“白色污染”
合成纤维：尼龙、涤纶、腈纶等
合成橡胶：丁苯橡胶、顺丁橡胶等
塑料
热塑性：聚乙烯、聚氯乙烯等
热固性：酚醛塑料、脲醛塑料等
鉴别
合成纤维：先熔化再燃烧或边熔化边燃烧，有特殊气味，灰烬呈黑色或褐色硬块
天然纤维
棉纤维：易燃烧，有烧纸的气味，灰烬呈灰色、细而软
羊毛纤维：燃烧时起泡成球，不延续燃烧，有烧毛发的气味，灰烬呈黑褐色小
球、易碎
鉴别：天然纤维与合成纤维采用_______法
燃烧
D
当堂小练
1.为了防止废弃塑料带来的“白色污染”，下列做法不可取的是（ ）
A.回收各种废弃塑料
B.将用过的塑料袋立即焚烧
C.使用可降解塑料
D.用布购物袋替代一次性塑料购物袋
2.下列不属于复合材料的是（ ）
A.玻璃钢 B.橡胶
C.碳纤维 D.树脂纤维
B
B
D
当堂小练
3.如图是某服装标签的部分内容，下列有关认识正确的是（ ）
A.涤纶属于天然纤维
B.涤纶属于有机高分子材料
C.棉花属于合成有机高分子材料
D.通过灼烧方法不能区别涤纶和羊毛
4.下列属于高分子合成材料的是（ ）
A.天然橡胶 B.陶瓷
C.合金 D.合成纤维
5.下列材料属于合成材料的是（ ）
A.陶瓷 B.机动车轮胎
C.棉麻织物 D.铝合金
B
B
D
D
当堂小练
则棉花、羊毛的编号分别为（ ）
A.①② B.③①
C.②③ D.无法断定
纤维编号
①
②
③
灼烧时的气味
特殊气味
烧纸气味
烧毛发气味
6.我们穿的衣服通常是由纤维织成的，小明灼烧棉花、羊毛、涤纶三种纤维得到下列气味：
C
第2节 新型材料的研制
学习目标
返回
认识常见的无机材料、合成材料、复合材料，体会通过化学方法可将用途小的物质转化为用途大的物质。
新课导入
石器时代
新课导入
青铜器时代
青铜（主要为Cu、Sn合金）
新课导入
铁器时代
铁耙
两汉时期 西汉农具
一、常见的材料
新课讲解
金属材料： 纯金属和合金
新课讲解
钛合金与人体有很好的“相容性”，因此可用来制造人造骨。
钛金属腕表
新课讲解
钛和钛合金被认为是21世纪的重要材料，它具有很多优良的性能，如熔点高、密度小、可塑性好、易于加工、机械性能好等。尤其是抗腐蚀性能非常好，即使把它们放在海水中数年，取出后仍光亮如新，其抗腐蚀性能远优于不锈钢，因此被广泛用于火箭、导弹、航天飞机船舶、化工和通讯设备等。
新课讲解
钛合金
钛合金优点：
高强度；高韧性；耐腐蚀；质地轻。
新课讲解
储氢合金
主要由钛系储氢合金、锆系储氢合金、铁系储氢合金以及稀土系储氢合金
重要应用
利用储氢合金制造镍氢电池
新课讲解
形状记忆合金是具有形状记忆效应的合金被广泛用于做人造卫星和宇宙飞船的天线，水暖系统、防火门和电路断电的自动控制开关，以及牙齿矫正等医疗材料。
新课讲解
形状记忆合金的特点
形状记忆合金材料是一种新型的功能材料，其特点是在一定的外力作用下可以改变其形态(形状和体积)，但当温度升高到某一定值时，它又可完全恢复原来的形态。
全程Ti-Ni记忆合金花
新课讲解
金属材料
包括纯金属和合金
金属材料使用的历史
几种新型合金
钛合金
储氢合金
“形状记忆”合金
青铜器时代：青铜
铁器时代：生铁和钢
近现代: 铝
新课讲解
无机非金属材料
陶瓷、水泥、大理石、 玻璃等。
古代的陶瓷
新型陶瓷材料
其他无机非金属材料
新课讲解
古代的陶瓷 —— 陶器
新石器时代马家窑文化
螺旋纹彩陶双耳瓮
新石器时代半坡文化
陶俑壶
新石器时代
彩陶人面纹钵
新课讲解
古代的陶瓷 —— 瓷器
清光绪
青花云纹瓶
唐
骆驼载乐俑
北宋
白釉刻花梅瓶
新课讲解
某些新型陶瓷能承受高温、强度高
氮化硅(Si3N4)陶瓷在1 200 ℃左右的高温下，仍具有很高的强度，可用来制造汽轮机叶片、轴承、永久性模具等。
新课讲解
某些新型陶瓷具有生物特性
据新华社墨西哥城2004年1月20日电墨西哥科学院日前发表的一份材料说，该国科研人员经过10年的努力，成功开发出一种可供移植的新型陶瓷骨。
研究者强调说，这种陶瓷骨具有组织相容性和生物稳定性好等特点。它不会导致排异反应，有利于诱导骨质的生长。这种人工骨富含钙、锌，有利于手术后伤口皮肤更快愈合。
新课讲解
某些新型陶瓷具有压电效应
如安放在打火机中的压电陶瓷，一经敲打即刻产生一个电火花，将机械能转变成电能。
医用B超发生器的心脏也是一块压电陶瓷，它实现的却是一个逆向转换：将电脉冲转变成机械振动，产生超声波。
新课讲解
玻璃
新课讲解
污染变色玻璃
美国加州大气污染观测实验室研制出一种能探测污染的污染变色玻璃。这种玻璃受到污染气体污染时能改变颜色，例如当受到酸性气体污染时变成绿色、受到含胺气体污染时变成黄灰色等，用它来制作污染检测材料和标示材料将具有广泛的用途。
自洁玻璃
日本东京大学发明了一种二氧化钛（TiO2）涂层玻璃，能防止污垢和水点聚积于表面，可达到自动清洗和防震的效果，可不费气力清洁玻璃窗。
新课讲解
涂有隐形材料的飞机---F117
新课讲解
天然橡胶：
森林中有一种高大的乔木，叫作“三叶树”。如果用小刀在它的树皮上割开一个小口子，便会有牛奶似的树汁流淌出来。这种树汁，就是今天人们所熟悉的橡胶的最初来源。在印第安人的土语中，“橡胶”就是“树木的眼泪”的意思。
新课讲解
棉花和羊毛的纤维都是天然纤维
新课讲解
由于天然有机高分子材料的有限，人们以石油、煤、天然气、等物质作原料，经化学合成和加工制得的化学高分子材料，主要有塑料、合成橡胶、合成纤维。
新课讲解
有机合成材料
（１）塑料：塑料的品种很多，用途也各不相同。常见的塑料：聚乙烯（PE）、聚氯乙烯（PVC）、聚苯乙烯（PS）、有机玻璃（PMMA）和电木塑料。使用最多的是聚乙烯塑料和聚氯乙烯塑料。
新课讲解
聚氯乙烯
聚乙烯
考考你？你知道聚乙烯和聚氯乙烯的区别方法吗？
提示你：聚氯乙烯含有C、H、Cl三种元素而聚乙烯只含有C、H两种元素。
新课讲解
实验：点燃聚乙烯及聚氯乙烯
实验样品
实验现象
解释与结论
聚乙烯
聚氯乙烯
组成元素为C、H，生成物为CO2、H2O，故聚乙烯无毒，可用于包装食品。
组成元素为C、H、Cl，生成物除了CO2、H2O外，还有HCl或其他含氯物质。故聚氯乙烯有毒，不宜用于包装食品。
边燃烧边熔化，无刺激性气味，无黑烟
不易点燃，燃烧时有刺激性气味，并有大量黑烟
新课讲解
实验：点燃聚乙烯及聚氯乙烯
实验样品
实验现象
解释与结论
聚乙烯
聚氯乙烯
组成元素为C、H，生成物为CO2、H2O，故聚乙烯无毒，可用于包装食品。
组成元素为C、H、Cl，生成物除了CO2、H2O外，还有HCl或其他含氯物质。故聚氯乙烯有毒，不宜用于包装食品。
边燃烧边熔化，无刺激性气味，无黑烟
不易点燃，燃烧时有刺激性气味，并有大量黑烟
新课讲解
如何在生活中减少“白色污染”的产生？
新课讲解
怎样减少白色污染？
1.尽可能的减少使用塑料制品
2.回收废旧塑料
3.研制和推广可降解塑料
4.制造和使用回收塑料
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.节约石油资源。
新课讲解
（2）合成橡胶
人们常用的合成橡胶有丁苯橡胶，顺丁橡胶和氯丁橡胶等。合成橡胶与天然橡胶相比，具有高弹性，绝缘性、耐油和耐高温等性能，因而广泛应用于工农业、国防、交通及日常生活中。
新课讲解
可耐两千度高温的透明橡胶
新课讲解
（3）合成纤维
合成纤维的强度高、弹性好、耐磨和耐化学腐蚀，但它的吸水性和透气性较差。因此，合成纤维常常与棉纤维或羊毛纤维混合纺织，使衣服穿起来既舒适美观。
新课讲解
几种纤维的性质比较实验
性质
纤维
种类
灼烧情况
受酸影响
受碱液影响
结论与解释
棉花（天然植物纤维）
迅速燃烧，产生黄色火焰，有烧纸的气味，固体剩余物松脆
变脆
稍微膨胀，变脆
植物纤维主要是由纤维素组成，在酸性或者碱性溶液中容易水解为葡萄糖
羊毛线（天然动物纤维）
燃烧，并产生烧焦羽毛的气味，固体剩余物松脆
几乎无变化
变脆
动物纤维中含有蛋白质，在碱性溶液中容易被分解。
尼龙线（合成纤维）
燃烧时先卷曲、融化，后燃烧，冷却后固体剩余物变硬
几乎无变化
几乎无变化
合成纤维耐酸碱溶液的腐蚀
新课讲解
复合材料
1.定义：是将两种或者两种以上的材料复合成一体而形成的材料，具有更优异的综合性能。
2.主要几种复合材料
（1）钢筋混凝土：钢筋（金属材料）和混凝土（无机非金属材料）的复合材料；
（2）机动车轮胎：合金钢（金属材料）和合成橡胶（合成材料）的复合材料；
3）玻璃钢：塑料（合成纤维）和玻璃纤维（无机非金属材料）的复合材料；
（4）碳纤维。
新课讲解
机动车轮胎
新课讲解
玻璃钢
新课讲解
例
B
解析：橡胶具有较好的弹，可以减轻汽车行驶过程中的震动和颠簸
1.利用橡胶来制造汽车轮胎，可以减轻汽车行驶时的震动与颠簸。这是因为橡胶具有（ ）
A.较好的导热性 B.较好的弹性
C.较大的密度 D.较大的硬度
典例分析
课堂小结
分类
天然有机高分子材料：天然橡胶，天然纤维（如羊毛、蚕丝、棉花等）
合成有机高 分子材料
废弃塑料会引起“白色污染”
合成纤维：尼龙、涤纶、腈纶等
合成橡胶：丁苯橡胶、顺丁橡胶等
塑料
热塑性：聚乙烯、聚氯乙烯等
热固性：酚醛塑料、脲醛塑料等
鉴别
合成纤维：先熔化再燃烧或边熔化边燃烧，有特殊气味，灰烬呈黑色或褐色硬块
天然纤维
棉纤维：易燃烧，有烧纸的气味，灰烬呈灰色、细而软
羊毛纤维：燃烧时起泡成球，不延续燃烧，有烧毛发的气味，灰烬呈黑褐色小
球、易碎
鉴别：天然纤维与合成纤维采用_______法
燃烧
D
当堂小练
1.为了防止废弃塑料带来的“白色污染”，下列做法不可取的是（ ）
A.回收各种废弃塑料
B.将用过的塑料袋立即焚烧
C.使用可降解塑料
D.用布购物袋替代一次性塑料购物袋
2.下列不属于复合材料的是（ ）
A.玻璃钢 B.橡胶
C.碳纤维 D.树脂纤维
B
B
D
当堂小练
3.如图是某服装标签的部分内容，下列有关认识正确的是（ ）
A.涤纶属于天然纤维
B.涤纶属于有机高分子材料
C.棉花属于合成有机高分子材料
D.通过灼烧方法不能区别涤纶和羊毛
4.下列属于高分子合成材料的是（ ）
A.天然橡胶 B.陶瓷
C.合金 D.合成纤维
5.下列材料属于合成材料的是（ ）
A.陶瓷 B.机动车轮胎
C.棉麻织物 D.铝合金
B
B
D
D
当堂小练
则棉花、羊毛的编号分别为（ ）
A.①② B.③①
C.②③ D.无法断定
纤维编号
①
②
③
灼烧时的气味
特殊气味
烧纸气味
烧毛发气味
6.我们穿的衣服通常是由纤维织成的，小明灼烧棉花、羊毛、涤纶三种纤维得到下列气味：
C