第一节　合金教学设计模板

人教版选修1《化学与生活》第三章

《探索生活材料》

第一节

《合金》——

教学设计

河源市田家炳实验中学 谢惠丽

一、教材分析

《合金》是《探索生活材料》主题中的第一个知识内容，本节包括认识合金和使用合金两部分内容。《合金》知识具有承上启下的教学作用，在化学1和化学2的学习基础上进一步了解生活中的常用材料。通过本节内容学习，有助于学生进一步了解生活中的常用材料，能通过实例认识化学在发展生活材料中的重要作用，认识化学与人类生活的关系，激发学生学习化学的兴趣，促进科学素养的全面提高。

二、学情分析

学生初中已经接触学习了部分金属，在化学1和化学2学习中对金属的性质进行更为系统的学习，具备了知识扩展的能力和思维。通过本节的学习，学生更容易对知识进行系统化，为下一节金属腐蚀做准备，同时也对化学知识的扩展打下基础。

三、教学目标 知识与技能

1.认识金属与合金在性能上的主要差异及其原因；

2.了解合金，认识合金在性能上的主要特性；

3.知道生活中常见合金的组成，了解新型合金的用途。

过程与方法

通过感受新型合金的特殊性能及其在现代社会的应用，使学生认识到材料的组成、结构和性能之间的关系。

情感态度与价值观

通过本节学习了解合金在日常生活中合金的使用，使学生认识到化学是材料科学发展的基础，以及化学科学的发展对提高人类生活质量所起的积极作用。

四、教学重点/难点 教学重点：金属和合金在性能上的主要差异及其原因，铁合金、铝合金、和铜合金的组成、性能和用途。

教学难点：合金的结构和性能之间的关系，合金元素的种类、含量对合金性能的影响。

五、课时划分 一课时

六、

教学过程

1

（一）、新课引入

1、

展示各式各样的合金图片

2、合金用品与纯金属相比有什么优点？

（二）、新课教学

1、合金概念：

由两种或两种以上金属（或与非金属）熔合而成的具有金属特性的物质。

2、合金的物理性质：

（1）、一般情况下，合金比纯金属硬度大、更坚硬；

2

（2）、多数合金的熔点一般比各成分金属的低；

（3）、一般来说，合金的性质并不是各成分的性质的总和，合金具有良好的物理、化学和机械的性能；

（4）、合金的性能可以通过所添加的合金元素的种类、含量和生成合金的条件等来加以调节。如：生铁的熔点比纯铁的低、硬铝（Cu、Mn、Si）的强度和硬度都比纯铝大。

设问：为什么在纯金属加入其他元素形成合金以后，它的性能与纯金属有很大的差异呢？（主要分析硬度与熔点两方面）

（学生阅读教材P48～49，归纳总结）

小结：合金内加入了其他元素或大或小的原子，改变了金属原子有规则的层状排列，使原子层之间的相对滑动变得困难。因此，在一般情况下，合金比纯金属硬度大。

同理在纯金属内，所有的原子大小相同，排列十分规整。而合金内原子的大小不一，排列没有纯金属那样整齐，使得原子之间的相互作用力减小。所以，多数合金的熔点一般比各成分金属的低。

3、常用的合金

（1）铁和铁合金

生铁和钢是含碳量不同的两种铁碳合金。生铁的含碳量为2%～4.3%，钢的含碳量为0.03%～2%。钢一般可分为碳素钢和合金钢两大类。根据含碳量不同，碳素钢可分为高碳钢、中碳钢和低碳钢：含碳量高，强度较大；含碳量低，韧性

3

较强。不锈钢是最常见的一种合金钢，其中除含有铁元素外，还主要含有铬和镍元素。

碳素钢和合金钢的比较

碳素钢

相同点

成分不同

铁、碳

在碳素钢中加入其它元素，如镍、铬等

合金

学生活动：分小组讨论教材学与问

（2）铝和铝合金

铝

铝合金

成分

Al 向Al中加入少量的合金元素如：Cu、Mg、Si、Mn、Zn及稀土元素

性能

硬度、强度较小

1、抗腐蚀能力强，强度高，密度较小，如：高压锅是由铝合金制造的

2、硬铝的性能

性能

含碳量高，硬度大；含碳量低，韧性较强

如不锈钢在空气中比较稳定，不容易生锈，具有很强的抗腐蚀能力

合金钢（不锈钢）

（3）

铜合金

铜合金分类：铜合金分为黄铜、青铜和白铜。

①白铜：是铜镍合金，主要用来制造精密机械、精密仪表中的耐蚀零件及电阻器、热电偶等。

②黄铜：铜和锌著称的合金统称为黄铜。其中铜锌二元合金称普通黄铜。除锌外再加入其它元素所组成的多元黄铜称为特殊黄铜。

铸造黄铜具有较高的力学性能，铸造性能较好，且价格比青铜低。常用于一般用途的轴承、衬套、齿轮等耐磨件和阀门等耐蚀件。

③青铜：可分为普通青铜（锡青铜）和特殊青铜（铝青铜、铅青铜、硅青铜、铍青铜等）两大类。

4

学生活动：阅读教材思考与交流，分组讨论总结

（4）新型合金

①储氢合金：未来能源的开发中，氢是一种发热高、无污染、无公害、取之不尽、用之不竭的能源，是能源研究的一个发展方向，关键问题是如何贮存氢?氢气是一种易燃易爆的气体，要在-253℃才液化。1968年美国首先发现Mg-Ni合金具有贮氢功能，但要在250℃时才放出氢。后相继发现Ti-Fe，Ti-Mn，La-Ni等合金也有贮氢功能。 La—N1贮氢台金在常温、0.152 MPa下就可放出氢，可用于汽车、燃料电池等，新型贮氢合金材料的发现和实际应用有待于21世纪继续努力。

②钛合金：以钛为基加入其他合金元素组成的合金称作钛合金。钛合金具有密度低、比强度高、抗腐蚀性能好、工艺性能好等优点,是较为理想的航天工程结构材料。

③耐热合金：镍钴合金能耐1200℃，用于喷气发动机和燃气轮机的构件。镍铬铁非磁性耐热合金在1200℃时仍具有高强度、韧性好的特点，可用于航天飞机的部件和原子反应堆的控制捧等。寻找耐高温（1000℃以上）、可长时间运行（10000 h以上）、耐腐蚀、高强度等要求的合金材料，仍是今后研究的方向。

④形状记忆合金：它们具有高弹性、金属橡胶性能、高强度等特点，如Ni-Ti，Ag-Cd，Cu-Cd，Cu-A1-Ni，Cu-A1-Zn等合金，可用作调节装置的弹性元件（如离合器，节流阀，温控元素等）、热引擎材料、医疗材料（牙齿矫正材料）等。

⑤泡沫合金

【课堂练习】

1．下列物质不属于合金的是（

）

A．硬铝

B．黄铜

C．钢铁

D．水银

2．在铁碳合金中，钢的含碳量为（

）

5

A .小于0.03%

B．0.02% ～ 2%

C．2% ～ 4.3%

D．大于4.3% 3 .下列有关钢铁腐蚀与防护的说法正确的是(

) A.钢管与电源正极连接,钢管可被保护

B.铁遇冷浓硝酸表面钝化,可保护内部不被腐蚀

C.钢管与铜管露天堆放在一起时,钢管不易被腐蚀

D.钢铁发生析氢腐蚀时,负极反应是Fe-3e-=Fe3+

4．制造保险丝时，在铅中加入锑和少量其他金属的最主要原因是(

) A．升高熔点

B．降低熔点

C．减小硬度

D．增强抗腐蚀能力

答案 : 1.D

2. B 3. B 4. B 课堂小结 1. 认识金属与合金在性能上的主要差异及其原因；

2. 了解合金元素的种类、含量对合金性能的影响；

3. 知道生活中常见合金（如铁合金、铝合金和铜合金）的组成、性能和用途；

4. 感受新型合金的特殊性能及其在现代社会的应用。

板书

第一节

合金

一、认识合金

由两种或两种以上金属(或与非金属)熔合而成的具有金属特性的物质。

合金的物理性质：硬度大、熔点低

二、使用合金

1.铁合金

生铁硬度大、抗压、性脆，可铸不可锻；钢有良好的延展性，机械性能好，可铸可锻。

碳素钢根据含碳量不同又可分为高碳钢、中碳钢和低碳钢。

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不锈钢在碳素钢中加入铬和镍，不锈钢在空气中比较稳定，不容易生锈，具有很强的抗腐蚀能力。

2.铝合金和铜合金

铝合金是指向Al中加入少量的合金元素如：Cu、Mg、Si、Mn、Zn及稀土元素，特点是抗腐蚀能力强，强度高，密度较小。

铜合金分类：铜合金分为黄铜、青铜和白铜。

3.新型合金

（1）储氢合金：

（2）钛合金

（3）耐热合金：

（4）形状记忆合金

（5）泡沫合金

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