人教版高中化學(xué)選修1：化學(xué)與生活 　合金“十市聯(lián)賽”一等獎

第一節(jié)合金第一頁，共四十四頁。

合金人教版高中化學(xué)選修一第三章第一節(jié)凌源市第三高級中學(xué)宋鴿第二頁，共四十四頁。

金屬是我們最常見的物質(zhì)之一，許多產(chǎn)品都離不開它。導(dǎo)入新課第三頁，共四十四頁。金屬又分為純金屬和合金。金磚是由純金制成的飛機(jī)是由特種合金制成的第四頁，共四十四頁。純鐵容易生銹不銹鋼具有優(yōu)越的防腐性合金的優(yōu)越性第五頁，共四十四頁。超導(dǎo)電纜幾乎沒有電阻銅纜的電阻很低第六頁，共四十四頁。特種鋼可以制作威力更大的槍械純鐵只能制造一般刀具第七頁，共四十四頁。3.1合金1.認(rèn)識合金2.使用合金第八頁，共四十四頁。了解合金定義及特點;認(rèn)識合金與純金屬的性能的差異;知道生活中常見合金的組成。學(xué)習(xí)目標(biāo)第九頁，共四十四頁。

合金的結(jié)構(gòu)與性能之間的關(guān)系，合金元素的種類、含量對合金性能的影響。重點難點

金屬和合金在性能上的主要差異及其原因，鐵合金、鋁合金和銅合金的組成、性能和用途。重點難點第十頁，共四十四頁。1.認(rèn)識合金

合金是指由兩種或兩種以上的金屬（或金屬與非金屬）熔合而成的具有金屬特性的物質(zhì)。第十一頁，共四十四頁。合金的物理性質(zhì)

硬度大、熔點低

合金的性能可以通過所添加的合金元素的種類、含量和生成合金的條件等來加以調(diào)節(jié)。

一般來說，合金的性質(zhì)并不是各成分的性質(zhì)的總和，合金具有良好的物理、化學(xué)和機(jī)械的性能。第十二頁，共四十四頁。為何一般情況下，合金比純金屬硬度更大、更堅固？

純金屬中，所有原子大小和形狀都是相同的，原子排布十分規(guī)整。

在合金中，由于加入了其他元素或大或小的原子，改變了金屬原子有規(guī)則的層狀排布，使原子層之間的相互滑動變得困難，所以合金一般硬度更大、更堅固。第十三頁，共四十四頁。2.使用合金（1）鐵合金生鐵和鋼是含碳量不同的兩種鐵碳合金。生鐵含碳量為2%~4.3%，鋼的含量為0.03%~2%。第十四頁，共四十四頁。鐵和鐵合金生鐵鋼含碳量2%~4.3%0.03%~2%性能生鐵硬度大、抗壓、性脆，可鑄不可鍛有良好的延展性，機(jī)械性能好，可鑄可鍛第十五頁，共四十四頁。鐵合金生鐵（鐵碳合金，含碳2%～4.3%，硬度大、抗壓性強(qiáng)、性脆，用于制造機(jī)座、管道）鋼碳素鋼高碳鋼（硬度較大）中碳鋼低碳鋼（韌性較好）合金鋼不銹鋼（Cr18%,Ni8%）錳鋼（增加強(qiáng)度和韌性）第十六頁，共四十四頁。錳（Mn）：在煉鋼過程中，錳是良好的脫氧劑和脫硫劑，一般鋼中含錳0.30－0.50%。在碳素鋼中加入0.70%以上時就算“錳鋼”，較一般鋼量的鋼不但有足夠的韌性，且有較高的強(qiáng)度和硬度，提高鋼的淬性，改善鋼的熱加工性能。錳鋼第十七頁，共四十四頁。鉻（Cr）：在結(jié)構(gòu)鋼和工具鋼中，鉻能顯著提高強(qiáng)度、硬度和耐磨性，但同時降低塑性和韌性。鉻又能提高鋼的抗氧化性和耐腐蝕性，因而是不銹鋼，耐熱鋼的重要合金元素。鉻鋼工具第十八頁，共四十四頁。鋁(Al)：鋁是鋼中常用的脫氧劑。鋼中加入少量的鋁，可細(xì)化晶粒，提高沖擊韌性,鋁還具有抗氧化性和抗腐蝕性能，鋁與鉻、硅合用，可顯著提高鋼的高溫不起皮性能和耐高溫腐蝕的能力。鋁的缺點是影響鋼的熱加工性能、焊接性能和切削加工性能。滲鋁鋼第十九頁，共四十四頁。鎢(W)：鎢熔點高，比重大，是貴生的合金元素。鎢與碳形成碳化鎢有很高的硬度和耐磨性。在工具鋼加鎢，可顯著提高紅硬性和熱強(qiáng)性，作切削工具及鍛模具用。鎢鋼第二十頁，共四十四頁。稀土(Xt)：稀土元素是指元素周期表中原子序數(shù)為57-71的15個鑭系元素。這些元素都是金屬，但他們的氧化物很象“土”，所以習(xí)慣上稱稀土。鋼中加入稀土，可以改變鋼中夾雜物的組成、形態(tài)、分布和性質(zhì)，從而改善了鋼的各種性能，如韌性、焊接性，冷加工性能。稀土礦第二十一頁，共四十四頁。硫（S）：硫在通常情況下也是有害元素。使鋼產(chǎn)生熱脆性，降低鋼的延展性和韌性，在鍛造和軋制時造成裂紋。硫?qū)附有阅芤膊焕?，降低耐腐蝕性。含硫鋼第二十二頁，共四十四頁。（2）鋁合金和銅合金鋁與鋁合金的比較

純鋁是由鋁原子構(gòu)成的，其硬度、強(qiáng)度較小，不適于直接加工。

鋁合金是向純鋁中加入少量元素如Cu、Mg、Si、Mn、Zn及稀土元素等，抗腐蝕能力強(qiáng)，強(qiáng)度高，密度較小，有著廣泛的應(yīng)用。第二十三頁，共四十四頁。鋁合金分類

工業(yè)純鋁加工性、導(dǎo)電性好，主要用于制作導(dǎo)電母線電線及熱交換器。防銹鋁是熱處理不可強(qiáng)化合金，只能通過冷加工來強(qiáng)化具有中等強(qiáng)度良好的塑性和抗蝕性。鍛鋁具有良好的塑性，冷、熱態(tài)都易成形，廣泛用于制造中等強(qiáng)度常溫下工作的鍛件、擠壓型材和管材。第二十四頁，共四十四頁。硬鋁的強(qiáng)度高其經(jīng)過熱擠壓型材熱處理后，其室溫下的抗拉強(qiáng)度可達(dá)392MPa以上，有一定的耐熱性，可用作50°C以下工作的零件。超硬鋁，亦稱超高強(qiáng)度硬鋁，擠壓件室溫下的抗拉強(qiáng)度不小于539MPa，主要用于航空工業(yè)，飛機(jī)結(jié)構(gòu)中主要受力元件。第二十五頁，共四十四頁。常見的銅合金有黃銅（Cu-Zn合金，含Zn20%~36%）和青銅（Cu-Sn合金，含Sn10%~30%）。銅器的使用在我國已經(jīng)有3000多年歷史了。第二十六頁，共四十四頁。

銅具有較高的力學(xué)性能和鑄造性，在生產(chǎn)和生活中廣泛應(yīng)用。第二十七頁，共四十四頁。（3）新型材料

近年來，為了滿足某些尖端技術(shù)發(fā)展的需要，人們又設(shè)計合成許多新型合金材料。第二十八頁，共四十四頁。輕質(zhì)合金

鋁鋰合金具有高比強(qiáng)度（斷裂強(qiáng)度/密度）、高比剛度且相對密度小的特點，如用作現(xiàn)代飛機(jī)蒙皮材料。第二十九頁，共四十四頁。由于石油和煤炭的儲量有限，加上全球石油危機(jī)，使氫能作為新的清潔燃料成為研究熱點。在氫能利用過程中，氫的儲運(yùn)是重要環(huán)節(jié)。儲氫合金是由兩種特定金屬構(gòu)成的合金，其中一種可以大量吸氫，形成穩(wěn)定的氫化物，而另一種金屬雖然與氫的親和力小，但氫很容易在其中移動。儲氫合金第三十頁，共四十四頁。以氫作為燃料的汽車也在迅速發(fā)展。第三十一頁，共四十四頁。超耐熱合金

鎳鈷合金能耐1200℃的高溫，可用于噴氣飛機(jī)和燃?xì)廨啓C(jī)的構(gòu)件。鎳鈷鐵非磁性耐熱合金在1200℃時仍具有高強(qiáng)度、韌性好的特點，可用于航天飛機(jī)的部件和原子反應(yīng)堆的控制棒等。尋找符合耐高溫、可長時間運(yùn)行（10000h以上）、耐腐蝕、高強(qiáng)度等要求的合金材料，仍是今后研究的方向。第三十二頁，共四十四頁。

飛機(jī)渦輪就是有鎳鈷合金組成的。第三十三頁，共四十四頁。形狀記憶合金

它們具有高彈性、金屬橡膠性能、高強(qiáng)度等特點，在較低溫度下受力發(fā)生塑性變形后，經(jīng)過加熱，又恢復(fù)到受熱前的形狀。如Ni-Ti、Ag-Cd、Cu-Cd、Cu-Al-Ni、Cu-Al-Zn等合金，可用于調(diào)節(jié)裝置的彈性元件（如離合器、節(jié)流閥、控溫元素等）、熱引擎材料、醫(yī)療材料（牙齒矯正材料）等。第三十四頁，共四十四頁。形狀記憶合金材料第三十五頁，共四十四頁。新型金屬功能材料除上述幾類以外，還有具有自診斷、自適應(yīng)，甚至損傷自愈合等智能

功能與生命特征的智能材料等。

具有替代、增強(qiáng)和修復(fù)人體器官和組織

的生物醫(yī)學(xué)材料；能降低噪音的減振合金；第三十六頁，共四十四頁。1.常見的合金及其使用

合金的性質(zhì)，鐵合金、鋁合金、銅合金的應(yīng)用范圍和特性。2.新型材料的簡介目前發(fā)展較快的幾種新型材料的種類課堂小結(jié)第三十七頁，共四十四頁。1.有關(guān)合金的性質(zhì)敘述不正確的是（）A.合金的熔點比它的各成分的熔點低B.合金一定是金屬熔合而成C.合金的硬度和強(qiáng)度一般比純金屬高D.硬鋁、黃銅、鋼均為合金B(yǎng)2.用于飛機(jī)制造業(yè)的重要材料是（）A.鎂鋁合金B(yǎng).銅錫合金AC.鋁硅合金D.不銹鋼課堂練習(xí)第三十八頁，共四十四頁。4.人類歷史上大量生產(chǎn)和使用鋁、鐵、鈦、銅四種金屬的時間順序是（）3.下列物質(zhì)中,不屬于合金的是（）DAA.硬鋁B.黃銅C.鋼鐵D.水銀C.銅、鐵、鈦、鋁D.鐵、銅、鋁、鈦A.銅、鐵、鋁、鈦B.鐵、鋁、銅、鈦第三十九頁，共四十四頁。反應(yīng)的化學(xué)方程式為:___________________________5.向一鋁制易拉罐中充滿CO2

后，再往罐中注入足量的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為20%的NaOH溶液，立即嚴(yán)封罐口，不一會兒就發(fā)現(xiàn)易拉罐變癟，再過一會易拉罐又鼓脹起來，解釋上述實驗現(xiàn)象。（1）易拉罐開始變癟的原因是：_______________________________________________2NaOH+CO2=Na2CO3+H2ONaOH與CO2反應(yīng)罐內(nèi)壓強(qiáng)減小，大氣壓將易拉管壓癟第四十頁，共四十四頁。2Al+2OH－+2H2O=2AlO2－+3H2↑（2）易拉罐又鼓脹起來的原因是:___________________________________________其反應(yīng)的離子方程式為：______________________________NaOH溶液與Al反應(yīng)產(chǎn)生H2，使罐內(nèi)壓強(qiáng)增大第四十一頁，共四十四頁。1.（08山東卷）下列敘述合理的是（）A.金屬材料都是導(dǎo)體，非金屬材料都是絕緣體B.棉、麻、絲、毛及合成纖維完全燃燒都只生成CO2和H2OC.水電站把機(jī)械能轉(zhuǎn)化成電能，而核電站把化學(xué)能轉(zhuǎn)化成電能D.我國規(guī)定自2008年6月1日起，商家不得無償提供塑料袋，目的是減少“白