化学选修ⅰ人教新课标3.3玻璃、陶瓷和水泥教学设计(精)

第一篇：化学选修ⅰ人教新课标3.3玻璃、陶瓷和水泥教学设计(精)

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第三章 探索生活材料 第三节 玻璃、陶瓷和水泥

第三节玻璃、陶瓷和水泥

一、教学设计

本节主要介绍了玻璃、陶瓷和水泥的主要化学成分、生产原料和用途，以及光导纤维和高温结构陶瓷等新型材料。

对于玻璃，强调调整玻璃的化学组成和对玻璃进行各种工艺处理，可以制得具有不同性能和用途的玻璃，并以光学玻璃、彩色玻璃和钢化玻璃等为例作了说明。对于陶瓷，是从陶器的发明对于人类的重要意义这个角度来引入的。对于水泥，则是从实用的角度出发，介绍了水泥的强度等级和存放时的注意事项等。

介绍光导纤维和高温结构陶瓷，目的是让学生了解新型材料在高新科技领域中的广泛应用，认识化学对于促进社会发展和科技进步等方面所起的重要作用。

本节教学重点：玻璃的主要成分和生产原理，水泥的主要成分和使用注意事项，以玻璃和陶瓷为例认识物质的组成和反应条件对性能和用途的影响。

本节教学难点：初步建立物质的组成和反应条件对性能和用途有很大的影响等基本观念。

教学建议如下：

1?对于玻璃、陶瓷和水泥，可以从不同的角度来引入。

例如，对于玻璃，可通过“学与问1”和图3-21入手提出问题，进而介绍制造普通玻璃的主要原料、生产时的反应原理和主要成分，以及玻璃态的概念；对于陶瓷，可利用图片或录像从人类科技发展史或中华文明发展史的角度引入，进而介绍制造陶瓷器的主要原料、生产过程（图3-27）；对于水泥，则可以从水泥的广泛使用入手，介绍生产水泥的主要原料、水泥的化学成分和水硬性等。

2?对于玻璃、陶瓷和水泥，要突出不同的重点。

例如，对于玻璃，重点是以硼硅酸盐玻璃(向普通玻璃中加入一定量的B2O3)、光学玻璃、彩色玻璃和钢化玻璃等为例，让学生认识物质的组成和反应条件对性能和用途的影响；对于陶瓷，重点是让学生了解陶器的发明对于人类的重要意义，以及通过讨论釉料中的金属元素、烧制时的空气用量和彩釉颜色的关系，进一步加深对物质的组成和反应条件对性能和用途影响的认识；水泥的重点则是让学生了解水泥的使用方法和注意事项等。

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3?光导纤维和高温结构陶瓷的教学要体现开放性，如充分利用图片或录像等，也可以通过参观、展览等活动进行，以开阔学生视野，激发学习兴趣。

教学设计参考：

【教学设计1】采用情感体验与问题探究相结合的教学方法。

1?玻璃和陶瓷

观看玻璃的生产流程和琳琅满目的玻璃制品的录像，激发学生强烈的求知欲。在此基础上，提出以下问题：

（1）制造普通玻璃的主要原料是什么？

（2）玻璃窑中主要发生了哪些化学反应？

（3）玻璃为什么可以被人工吹制成形状不同的制品？

（4）制造高级化学反应容器的玻璃和普通玻璃有何不同？

（5）光学玻璃、彩色玻璃、变色玻璃、钢化玻璃是怎样制造的？

观看陶瓷的录像之后，提出以下问题：

（1）你知道哪些陶器？哪些瓷器？两者有何区别？

（2）制造陶瓷器的主要原料是什么？手工制造陶瓷器有哪些过程？

（3）瓷器上釉是怎么回事？绚丽多彩的瓷器是怎样制得的？

（4）在普通釉料中加入不同的金属元素，烧制时的空气用量不同，都会影响彩釉的颜色。这对你有什么启示？

然后引导学生自学和相互讨论，最后师生进行总结。

2?水泥

观看水泥的录像→展示水泥样品→进行实验，观察水泥的硬化过程→讲解水泥的水硬性，简介水泥的强度等级标准→提问：什么叫水泥砂浆？什么叫钢筋混凝土？钢筋混凝土为什么能支撑高楼大厦？→指导学生阅读并完成“思考与交流”中的问题1，布置问题2为课后作业。

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3?光导纤维和高温结构陶瓷

观看录像后，引导学生畅谈感想和体会，认识化学对于促进社会和科技发展所起的重要作用。

以上设计的基本流程是：感受体验（观看录像）→设问质疑（提出问题）→自学讨论→释疑归纳。

【教学设计2】以问题情境切入，采用启发讲授和讨论交流相结合的教学方法。

展示各种玻璃制品的图片，设计问题情境：普通玻璃的生产原料是什么？主要化学反应是什么？→教师讲解主要的化学反应→展示图3-21，并提问：玻璃为什么可以被人工吹制成形状不同的制品？→学生看书后回答→教师提问：普通玻璃制品虽然玲珑剔透，但有很多致命的缺点，如易碎、不耐高温、骤冷或骤热发生炸裂等，如何改造其缺点提高其性能呢？→学生讨论→展示硼硅酸盐玻璃、光学玻璃、彩色玻璃和钢化玻璃等图片→请同学讲解这几种玻璃是如何制造的→布置“实践活动1”，然后进行交流（也可以提前布置，课上交流）。

基本流程是：设计问题情境→讲解或自学讨论→归纳与总结。

二、活动建议

【实践活动1】

建议将学生分成不同小组，每个小组负责研究一种玻璃。可通过科普读物或网络进行查阅，成果可以小论文、自述等多种形式进行交流。

提示：

1?化学实验室中的玻璃仪器通常是用硼硅酸盐玻璃制造的。向普通玻璃中加入一定量的B2O3等就制得硼硅酸盐玻璃。硼硅酸盐玻璃的热膨胀系数小，化学稳定性好，因而更耐高温和耐化学腐蚀，常用于制造化学仪器。

2?钢化玻璃、夹层玻璃，以及由钢化玻璃或夹层玻璃组合加工而成的其他玻璃制品如中空玻璃等都属于安全玻璃。

经过热处理工艺制得的钢化玻璃具有良好的机械性能，而且破碎后的碎片没有尖锐的棱角，能够达到安全要求，常作为汽车或火车的窗玻璃等。

夹层玻璃是在两层玻璃中间夹一层或多层聚乙烯醇缩丁醛(PVB)薄膜，在加热、加压的条件下黏合而成。夹层玻璃具有抗冲击、防紫外线、隔音和隔热等性能。当夹层玻璃破碎后，碎片仍然粘在PVB膜上。一般多用于汽车的前风挡和高层建筑物的窗户等。

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中空玻璃是指把两片或两片以上的玻璃中间充以干燥的空气，四周密封而制成的玻璃。中空玻璃能起到隔音、隔热和防结露等作用，广泛应用于建筑物的窗户、冷藏库和冷藏柜等。

变色玻璃可参考教科书中的“资料卡片”。

【实践活动2】

该活动可作为课堂演示实验或学生家庭小实验。建议用透明的食品包装盒（如盛放月饼的小塑料盒）作容器，水泥硬化时间与水泥的组成和环境温度等有关，课堂演示一般需15min以上才有明显的硬化现象。

三、问题交流

【学与问1】

玻璃与晶体不同，没有一定的熔点，而是在某个温度范围内逐渐软化。在软化状态时，玻璃可以被人工吹制成任何形状的制品。

【学与问2】

陶瓷烧制时发生了复杂的化学反应。一方面，在普通釉料中加入不同的金属元素，烧制时生成不同的金属氧化物（组成不同），不同的金属氧化物颜色不同；另一方面，烧制时空气用量不同（反应条件不同），得到金属离子的氧化态不同，因此颜色也不同。

设置这样一个问题的目的是让学生进一步体会物质的组成和反应条件对性能和用途的影响，从而强化学生对这个基本观念的认识。

【思考与交流】

以下内容仅供参考。

1?水泥具有水硬性，跟水掺和、搅拌并静置后很容易凝固变硬。水泥的吸水能力很强，能吸收空气中的水分并与之发生反应而硬化变质。因此，水泥在储存和运输过程中要注意防水、防潮。装有水泥砂浆的专用运输车不断旋转就是为了防止静置凝固。

2?(1)注意防水、防潮，一定要在保质期内使用。

(2)所用水泥的强度等级要符合要求。

(3)水泥运输和使用时要注意防止粉尘污染，散装水泥要用专用车辆运输。

(4)加入的水应选用洁净的淡水，不得含有油脂类或糖类物质。

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(5)拌合后的混凝土应及时浇筑，放置时间不应超过2小时。严禁将已终凝的混凝土重新拌合使用。

(6)混凝土浇筑后应及时养护，保持混凝土湿润。夏季高温季节要注意防止阳光曝晒，增加浇水养护次数；冬季低温季节应采取保温措施，避免混凝土受冻。养护时间一般不得少于7天。

(7)要与砂石、钢筋、外加剂等辅助材料合理搭配、正确使用。

四、习题参考

1?玻璃的化学组成不同，制造玻璃时的工艺(反应条件)不同，都会影响玻璃的性能和用途。回收和再利用是减少玻璃垃圾最有效的方法。

2?2001年4月我国实施的水泥新标准用强度等级来表示水泥的不同性能。将水泥和砂子按规定的比例混合，制成规定大小和形状的水泥试件。把水泥试件在水中养护28天时所具有的抗压强度的最低值(单位：MPa)确定为水泥的强度等级。例如，检测到某水泥试件养护到28天时所具有的抗压强度为42.5MPa，则这种水泥的强度等级为42.5。

除了抗压强度以外，不同强度等级的水泥对于28天时的抗折强度也有一定的指标要求。而且虽然水泥的强度等级是根据28天时的抗压强度指标的最低值来确定的，但养护到3天时也有相应的抗压强度和抗折强度指标要求。

3?除了光导纤维外，人们已经研制出了许多新型玻璃，如防盗玻璃、钢化玻璃等安全玻璃；微晶玻璃也是异军突起，应用前景十分广阔。除高温结构陶瓷外，新型陶瓷层出不穷，如纳米陶瓷、氧化物陶瓷和压电陶瓷等。

4?变色水泥的颜色主要受空气中水分含量的影响。例如，空气干燥时可能呈蓝色或蓝紫色（CoCl2或CoCl2·H2O）；空气潮湿时可能呈紫红色或粉红色（CoCl2·2H2O或CoCl2·6H2O）。

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第二篇：化学选修ⅲ人教新课标第三章教学资源.

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教学资源1 1.晶体学的主要分支

晶体学是一门庞大的学科，它由晶体学经典理论（如几何晶体学）、晶体形貌学、晶体的测定理论与技术（如X衍射晶体学）、晶体物理学（如晶体光学）、晶体化学（又称结晶化学）、晶体生长理论与技术（如晶体制备）、描述晶体学、实际晶体理论与应用等分支组成。

几何晶体学是晶体学的基础理论，形成于19世纪中叶，以对称性理论（宏观对称性和微观对称性）为基础，包括空间群、晶系、点阵型等。2.如何鉴定宝石

宝石有天然的和人工的。如何区别天然的和人工的宝石呢？比如钻石，天然与人工的钻石在成分、硬度、密度上都相同，鉴别难度大。但借助于X射线仪可以区别：人造钻石发黄色荧光和磷光，而天然的钻石发蓝色荧光。钻石是亲油的，用笔或牙签蘸一点油再涂在钻石表面上，油会融在钻石表面上，而假钻石就会呈小油珠。如果往钻石表面蘸水，水会呈小珠状，而假钻石的表面水会分散流走。钻石的化学成分是碳。

真假红、蓝宝石也可以区别。一般认为，红宝石和蓝宝石是仅次于钻石的珍贵宝石，也是最主要的宝石种类之一。从矿物学观点看，它们都是刚玉晶体类的矿物，只是颜色不同而已。所谓红宝石是指具有红宝石质量的红色刚玉；而蓝宝石的涵义比较广泛，它包括了除红色之外的具有宝石质量的任何颜色的刚玉。

真正的红、蓝宝石，属于三方晶系，化学成分是三氧化二铝，和刚玉的化学成分相同。天然红蓝宝石在生长过程中表面可形成大大小小的凹坑；而人工的就没这种现象，但可出现一层又一层的“圆弧形生长线”，如果在宝石表面看到这些线状构造，就可断定这不是真的宝石。此外，天然的红、蓝宝石在结晶过程中，周围有一些其他天然矿物晶体，这些矿物常被包入红、蓝宝石晶体中成为包体。这些包体有两大特点：一是呈带棱角的晶形；二是常按一定方向排列，彼此以60°角相交。肉眼观看时，好像红、蓝宝表面有着许多丝状物，这恰恰是真宝石的重要标志。

相反，人造红、蓝宝石中也可出现包体，它的包体不是各种矿物，而是气泡，气泡的出现通常无规律、密集成群，也可孤立出现。

在实验室里可通过光谱仪来鉴定天然和人造的红、蓝宝石。专业技术人员认为，天然红、蓝宝石在分光镜中光谱的蓝色部分可见到波长450 mm的黑线，这一定是真的天然红、蓝宝石。如果没有这条吸收黑线，那一定是假货——人造红、蓝宝石。

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3.关于晶胞（1）晶胞具有平移性

用锤子轻轻敲击具有整齐外形的晶体（如方解石），会发现晶体劈裂出现的新晶面与某一原晶面是平行的，这种现象叫做晶体的解理性。古人由晶体解理性猜测，晶体是由无数肉眼看不见的，形状、大小、取向相同的微小几何体堆积而成的，后来，这种观念发展成晶胞的概念——整块晶体是由完全等同的晶胞无隙并置地堆积而成的。“完全等同”可从“化学上等同”和“几何上等同”两个方面来理解。“化学上等同”指晶胞里原子的数目和种类完全等同；“几何上等同”既指所有晶胞的形状、取向、大小等同，而且指晶胞里原子的排列（包括空间取向）完全等同。“无隙并置”即一个晶胞与它的相邻晶胞是完全共顶角、共面、共棱的，取向一致，无间隙，从一个晶胞到另一个晶胞只需平移，不需转动，进行或不进行平移操作，整个晶体的微观结构不可区别。晶胞的这种本质属性可归纳为晶胞具有平移性。

[例3-1] 图3-1中的晶胞是指实线小立方体呢还是指虚线大立方体？为什么？

图3-1哪个是氯化钠晶胞？哪个是金刚石晶胞？

[答] 图3-1中的小立方体不具有平移性，因为它与相邻的小立方体并非等同。相反，大立方体才具有平移性，在它的上下左右前后都有无隙并置的完全等同的立方体，只是没有画出来而已，因此大立方体才是晶胞，小立方体不是晶胞。

晶胞具有相同的顶角、相同的平行面和相同的平行棱是晶胞平移性这一本质特征的必然推论。这里的所谓“相同”，包括“化学上相同”（原子或分子相同）和“几何上相同”（原子的排列与取向），不具有平移性就不是晶胞。（2）晶胞中原子的坐标与计数

原子在晶胞中的位置，科学的表述是原子坐标。坐标必定是对应于一个参考系的术语。晶胞的参考系的原点，习惯上取在晶胞的左-后-下顶角上，并把相交于这个原点的晶胞的三根棱按右手坐标定为a、b、c，通常以向前方（指向观察者）为+a，向右为+b，向上为+c（但并非必定如此，这只是大多数情况下的习惯画法，a、b、c的指向可以改变，但原点和右手坐标系一般不改变，否则利用计算机程序画晶胞时会出现混乱）。在这样一个坐标系七彩教育网 全国最新初中、高中试卷、课件、教案等教学资源免费下载 七彩教育网 www.xiexiebang.com 免费提供Word版教学资源

中，原子的坐标就是指向量和xa+yb+zc中的（x,y,z）三数组的三个数字。例如，原点的坐标是0，0，0；体心的坐标是1/2，1/2，1/2；等等。如图32画了15个原子，然而，若考察原子坐标，却只有4种原子坐标，可见图中的晶胞只有4个原子！

图3-2晶胞中的原子坐标与计数举例

请注意：①x、y、z三个数的取值范围是1>x(y、z)>-1,不会等于1或大于1，也不会等于或小于-1，可以简单地记忆为“1即是0”；②由此可见，晶胞的8个顶角的坐标是一样的，换句话说，它们是同一个原子。请回过头来看图31。若取实线的小立方体为晶胞，8个顶角的原子不一样了，可见错了；③再细致点，我们可以肯定：若一个原子坐标在晶面上，肯定在晶胞图上可以看见一对（位于平行的两个面上），反过来说，三对面如果都有原子，必定有三个原子坐标，而不是一个原子坐标。同样的道理，如果某原子在晶胞的棱上，在晶胞图上将看到4个原子，位于平行的4个棱上。反过来说，如果晶胞的12根棱上全有原子，肯定不会有相同的坐标，而是有3个坐标。

有了原子坐标的概念，数晶胞里的原子数目，变得很简单——有多少种不同的原子坐标，就有多少个原子，至于不同坐标的原子是否同种原子，跟晶胞中有多少个原子毫无关系。

（3）晶胞不一定都取平行六面体

可以选为晶胞的多面体很多，只要它们可无隙并置地充满整个微观空间，即具有平移性，都可以选取，如图3-3所示的五种（注：图3-3的五种可无隙并置地填满整个空间的多面体是费多罗夫证明的，可称为费多罗夫体。需补充说明的是，费多罗夫体是拓扑型，只要保持平行面和平行棱的特征，每一种费多罗夫体的面间度是可任意改变的，例如，图中的六方柱体的底面上三对平行棱的边长不等而成不正的平行六角形，或者柱面与底面的夹角不是90°而以其他角度呈斜柱体，都仍可以无隙并置。其他费多罗夫体具有相同的性质。除费多罗夫体外，还有所谓布里渊体，不必是凸多面体，也可被选为描述晶体结构的晶胞，其形状更为复杂多样了。）。但应强调指出，若不指明，三维的“习用晶胞”都是平行六面体，七彩教育网 全国最新初中、高中试卷、课件、教案等教学资源免费下载 七彩教育网 www.xiexiebang.com 免费提供Word版教学资源

即图3-3中最左边的一种（二维平面上的晶胞则是平行四边形），叫做布拉维晶胞，即通常所指的晶胞。

图3-3多面体只要可无隙并置地充满整个微观空间，都可被选为晶胞用，但习用晶胞是平行六面体

[例3-2]某些晶体，例如金属镁，在历史上曾用六方柱体作为它的晶胞。图34用实线画出了这种过时的晶胞。有人说，一个六方柱体晶胞包含三个布拉维晶胞（如图34中用实线画出了3个平行六面体）。这种说法对吗？

[答]不对。我们只能选取其中任何一个平行六面体为布拉维晶胞而不能同时选三个。因为在同一个六方柱体里的三个平行六面体尽管无隙却不并置，从一个平行六面体到另一个平行六面体需要转动，并非平移关系。图34用虚线画出了选取六方柱体前右平行六面体为晶胞时的相邻晶胞之一（请读者用虚线自行画出更多的相邻晶胞）。习惯使用的晶胞是布拉维晶胞，必为平行六面体；所有晶胞在晶体中取向相同。

图3-4老的六方柱体晶胞和习用晶胞的关系

（4）素晶胞与复晶胞——体心晶胞、面心晶胞和底心晶胞

晶胞是描述晶体微观结构的基本单元，但不一定是最小单元。晶胞有素晶胞和复晶胞之分。素晶胞，符号P，是晶体微观空间中的最小基本单元，不可能再小。素晶胞中的原子集合相当于晶体微观空间中的原子作周期性平移的最小集合，叫做结构基元。复晶胞是素晶胞的多倍体；分体心晶胞（2倍体），符号I；面心晶胞（4倍体），符号F；以及底心晶胞（2倍体）三种。

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体心晶胞的特征是晶胞内的任一原子作体心平移【原子坐标+（1/2，1/2，1/2】必得到与它完全相同的原子。例如，若晶胞内有一个坐标为0，0，0的原子（即处于晶胞的顶角），必同时有一个坐标为1/2，1/2，1/2相同原子（处于晶胞体心）。

检验某晶胞是否体心晶胞的方法很多。（1）如果晶胞中的原子很少，可直接考察它们的原子坐标。例如，若在一个晶胞里只有2个原子，一个原子的坐标为0，0，0，另一个原子的坐标为1/2，1/2，1/2，而且它们是同种原子，这个晶胞是体心晶胞。若它们不是同种原子，表明不能作体心平移，是素晶胞。（2）将晶胞的框架移至体心，得到的新晶胞与原晶胞毫无差别时，是体心晶胞（为此要在图中按原子的固有排列方式画出更多的原子，而且在移动晶胞框架时不要移动图中的原子）。（3）考察处于晶胞顶角的原子本身以及其周围环境与处于体心的原子以及周围环境是否相同，如果相同，这种晶胞就是体心晶胞。[例3-3]图3-5中哪种晶胞（实线的立方体）是体心晶胞？

图3-5体心晶胞与非体心晶胞的例子

[答]金属钠的晶胞是体心晶胞而氯化铯是素晶胞。金属钠晶胞中只有2个原子，它们的原子坐标分别为0，0，0和1/2，1/2，1/2，而且它们是同种原子，说明晶胞具有体心平移的特征，故为体心晶胞。氯化铯晶胞虽也有2个与金属钠晶胞原子坐标相同的原子，但一个是氯，另一个是铯，不具有平移关系（注：平移关系是平移前后结构不可区分），因此是素晶胞。提请读者注意：我国有许多教科书或教学参考资料，特别是中学高考复习资料，错误地将氯化铯说成体心晶胞，应予纠正。

面心晶胞的特征是可作面心平移，即所有原子均可作在其原子坐标上+（1/2，1/2，0；0，1/2，1/2；1/2，0，1/2）的平移而得到周围环境完全相同的原子。如晶胞顶角有一个原子，在晶胞三对平行面的中心必有完全相同的原子（周围环境也相同）。[例3-4]图3-6中哪个晶胞是面心晶胞？ [答]金属铜是面心晶胞；Cu3Au是素晶胞。

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图3-6面心晶胞（金属铜）（左）与非面心晶胞（Cu3Au）（右）举例 [例3-5]金刚石、干冰晶胞（如图37）是不是面心晶胞？

图3-7金刚石晶胞（左）和干冰晶胞（右）

[答]金刚石晶胞中有8个原子，它们的原子坐标分别是0，0，0（顶角原子）；1/2，1/2，0；1/2，0，1/2；0，1/2，1/2（3个面心原子）；3/4，1/4，1/4；1/4，3/4，1/4；1/4，1/4，3/4和3/4，3/4,3/4（4个分处晶胞4条体对角线上的原子）；前4个原子无疑是面心平移关系。后4个原子也是面心平移关系，例如，对坐标为3/4，1/4，1/4的原子的坐标上分别加面心平移坐标：

结果得到另外3个原子的坐标，可见，这4个原子也具有面心平移关系，换言之，金刚石晶胞的结构基元为2个原子（0，0，0和3/4，1/4，1/4）的集合，这2个原子分别作面心平移，得到8个原子，结论：金刚石晶胞具有面心平移的特征，是面心晶胞。

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干冰晶胞无疑不是面心晶胞。因为该晶胞中有4个取向不同的二氧化碳分子，它们是不可能进行面心平移的。例如，顶角二氧化碳分子是一种取向（为什么8个顶角二氧化碳分子的取向必定相同？），3对面心的二氧化碳分子的取向与顶角二氧化碳分子的取向都不同，而且它们也互不相同。需提请读者注意的是，我国大多数学校的干冰晶胞立体模型是错误的，这些模型中的二氧化碳分子的取向搞错了。

底心晶胞的特征是可作底心平移，即晶胞中的原子能发生如下平移：+（1/2，1/2，0），称为C底心；+（0，1/2，1/2），称为A底心；+（1/2，0，1/2），称为B底心。底心平移是指只能发生其中一种平移。

[例3-6]图3-8中的实线给出了碘的晶胞（正交晶胞），请问：它是什么底心晶胞（A、B、C）？

图3-8 底心晶胞举例（I2）

[答]将晶胞原点移至bc面心（a）和ab面心（c）均不能使所有原子坐标不变，只有将晶胞原点移至ac面心（b）才得到所有原子坐标不变的新晶胞，可见碘的晶胞是B底心（正交）晶胞。（5）布拉维系

平行六面体的几何特征可用边长关系和夹角关系确定。布拉维晶胞的边长与夹角叫做晶胞参数，其定义如图39所示（注意不要弄错夹角与边的相互关系）。共有7种不同几何特征的（三维）晶胞，称为布拉维系（Bravais system）（如图310），它们的名称、英文名称、符号及几何特征如下：

图3-9晶胞参数的定义

立方cubic(c)a=b=c,α=β=γ=90°(只有1个晶胞参数a是可变动的)四方tetragonal(t)a=b≠c,α=β=γ=90°(有2个晶胞参数a和c)七彩教育网 全国最新初中、高中试卷、课件、教案等教学资源免费下载 七彩教育网 www.xiexiebang.com 免费提供Word版教学资源

正交orthorhomic(o)a≠b≠c,α=β=γ=90°(有3个晶胞参数a、b和c)单斜monoclinic(m)a≠b≠c,α=γ=90°,β≠90°(有4个晶胞参数a、b、c和β)三斜anorthic(a)a≠b≠c,α≠β≠γ(有6个晶胞参数a、b、c、α、β和γ)六方hexagonal(h)a=b≠c,α=β=90°,γ=120°(有2个晶胞参数a和c)菱方rhombohedral(R)a=b=c,α=β=γ（有2个晶胞参数a和α）

图3-10晶胞按平行六面体几何特征的分类——布拉维系(6)14种布拉维点阵型

布拉维系有7种不同几何特征的晶胞；晶胞又有素晶胞、体心晶胞、面心晶胞和底心晶胞之分。那么，布拉维系的7种晶胞是否都既有素晶胞又有复晶胞呢？19世纪中叶，法国晶体学家布拉维（Bravais）严密地论证了这个问题，得出结论如下：布拉维系7系和晶胞的素、复结合，总共只有14种晶胞，如表31和图3-11所示，在晶体学中，称为布拉维点阵型（注：图3－11中的每个小黑点是晶胞中的一个结构基元的抽象，叫做点阵点。点阵点的系列叫做点阵。所以图3-11叫做点阵型。晶胞的形状与大小与点阵单位的形状与大小完全相等。但晶胞图给出具体的原子而点阵单位图只给出点阵点。注意：晶胞（crystal cell）和点阵单位（lattice unit）在许多文献中是不加区分地混用的。）。表3-1给出了这14种晶胞的符号。其中小写字母c、t、o、m、a、h是所谓“晶族”（crystal family）的代号，大写字母P、I、F分别代表素晶胞、体心晶胞和面心晶胞，A、B、C代表底心晶胞，R则只代表布拉维系的菱方晶胞。小写字母和大写字母结合，是一种既涉及布拉维系又涉及素、复的晶胞代号，例如，cP是素立方晶胞，cI是体心立方晶胞，等等。这些符号是国际晶体学会组织编写的重要工具书晶体学国际表（1983）推荐的，已广泛应用。

表3-1

14种布拉维点阵型

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第三篇：第三节 玻璃、陶瓷和水泥 教学设计 教案

教学准备

1.教学目标

知识与技能：

1.知道玻璃、陶瓷和水泥的主要化学成分、生产原料及用途。2.了解光导纤维和高温结构陶瓷等新型材料的性能与用途。过程与方法

了解玻璃陶瓷和水泥对生产生活的重要意义 情感态度与价值观

感受化学在生活生产中的重要地位，培养学生关注社会的意识和责任感。

2.教学重点/难点

教学重点

玻璃、陶瓷和水泥的制备原料，主要反应及成分。教学难点

玻璃、陶瓷和水泥的制备原料及成分

3.教学用具

教学课件

4.标签

教学过程

教学过程设计

一、新课引入

展示各种玻璃制品的图片：

二、新课教学 自学任务：

1、制造普通玻璃的主要原料是什么？普通玻璃的主要成分是什么？生产普通玻璃的简单流程是怎样的？

2、了解不同性能的玻璃

3、制造陶瓷器的主要原料是什么？了解陶瓷器的制造过程极其性能

4、制造水泥的主要原料是什么？普通水泥的主要成分是什么？生产普通水泥的简单流程是怎样的？

5、了解“水泥的水硬性”、“水泥砂浆”、“混凝土”及“钢筋混凝土”

6、了解“光纤”与“光缆”及“光纤”的用途；了解“高温结构陶瓷”的性能与用途

[板书] 第三节 玻璃、陶瓷和水泥

（一）玻璃

1、普通玻璃是Na2SiO3、Ca2SiO3、SiO2熔化在一起得到的物质，主要成分是SiO2。这种物质称作玻 璃态物质，没有一定的熔点，而是在某个范围内逐渐软化

2、玻璃窑中发生的主要反应：

3、在生产过程中加入不同的物质，调整玻璃的化学组成，可制成具有不同性能和用途的玻璃。如：提高SiO2的含量或加入B2O3能提高玻璃的化学稳定性和降低它的热膨胀系数，从而使其更耐高温和抗化学腐蚀，可用于制造高级的化学器皿；加入 PbO后制得的光学玻璃折光率；加入某些金属氧化物可制成彩色玻璃：加入Co 2O3玻璃呈蓝色，加入Cu2O玻璃呈红色，加入Fe2+ 玻璃呈绿色。

4、思考：

1.为什么碱性试剂如NaOH溶液、Na2CO3溶液不能用带玻璃塞的试剂瓶存放？ 提示：因为碱性试剂能与玻璃塞的主要成分SiO2反应：2NaOH＋SiO2===Na2SiO3＋H2O，Na2SiO3具有黏合性，将瓶塞和试剂瓶黏结在一起。2.玻璃为什么可以被人工吹制成形状不同的制品？

提示：普通玻璃是Na2SiO3、CaSiO3、SiO2熔化在一起所得到的物质。这种物质不是晶体，称作玻璃态物质。玻璃没有一定的熔点，而是在某个温度范围内逐渐软化，在软化状态时，可以被吹制成任何形状的制品。

（二）陶瓷

陶瓷在我国有悠久的历史，堪称中国的国粹，在新石器时期我们的祖先就已经能制造陶瓷，在历史的长河中，陶瓷曾经历过两个鼎盛时期，唐朝（“唐三彩”）和宋朝（“钧瓷”）

1、制造的主要原料是黏土(主要成分可表示为Al2O3．2SiO2．2H2O)。

2、陶瓷制造过程：混合、成型、干燥、烧结、冷却、陶器

（三）水泥

1、以石灰石和黏土为主要原料，经研磨、混合后在水泥回转窑中煅烧，然后加入适量的石膏，并研成细粉就得到普通的硅酸盐水泥。这种水泥的主要成份是硅酸二钙2CaO·SiO2、硅酸三钙3CaO ·SiO 2、铝酸三钙 3CaO·Al 2 O 3 ,加入石膏的目的是为了延缓水泥的硬化。

2、水泥的吸水性很强，能吸收空气中的水份并与之发生化学反应，所以不能长期存放，即使短期存放也要注意防潮。一般水泥的保质期是三个月

3、水泥、砂子和水的混合物叫水泥砂浆，使建筑用黏合剂，可把砖、石等黏合起来。水泥、砂子和碎石的混合物叫做混凝土。

（四）玻璃和陶瓷的新发展 1.光导纤维：简称光纤。

从高纯度的SiO2熔融体中，拉出直径约为100μm 的细丝，就得到石英玻璃纤维，其传导光的 能力非常强，所以又称光导纤维，简称光纤。

（1）成分：SiO2（石英玻璃）。

（2）用途：制作光缆，能同时传输大量信息。光缆的抗干扰能力好、通信质量高、能防窃听。光缆的 质量小而且细，耐腐蚀，铺设也很方便，因此是非常好的通信材料。还用于医疗、信息处理、传能传像、遥测遥控和照明等方面。（3）光缆的性能：抗干扰性能好，通信质量高，能防窃听，质量小而且细，耐腐蚀。

2.高温结构陶瓷。

（1）随着科学技术的发展，人们研制出了许多有特殊功能的陶瓷，如超硬陶瓷、高温结构陶瓷、生 物陶瓷、超导陶瓷等，使陶瓷的用途不断扩展

。（2）高温结构陶瓷的类别：主要有氮化硅（Si3N4）陶瓷、氧化铝（Al2O3）陶瓷、碳化硅（SiC）陶瓷和二氧化锆（ZrO2）陶瓷。

课堂小结

1.知道玻璃、陶瓷和水泥的主要化学成分、生产原料及用途。2.了解光导纤维和高温结构陶瓷等新型材料的性能与用途。

课后习题 课本60习题1-4

板书

一、玻璃

1.制造普通玻璃的主要原料、主要反应、主要成分 2.为玻璃态物质，没有固定的熔点。

二、陶瓷 1.主要原料 2.优点

三、水泥 1.主要原料 2.主要成分

四、玻璃和陶瓷的新发展 1.光导纤维 2.高温结构陶瓷

第四篇：化学选修ⅲ人教新课标2.3分子的性质教学设计解读

七彩教育网 www.xiexiebang.com H2O NH3

CH3Cl 非极性分子：CO2

BFCH4 【思考与交流2】

1.NH3为极性分子，CH4为非极性分子，而水是极性分子，根据“相似相溶”规则，NH3易溶于水，而CH4不易溶于水。并且NH3与水之间还可形成氢键，使得NH3更易溶于水。2.油漆是非极性分子，有机溶剂（如乙酸乙酯）也是非极性溶剂，而水为极性溶剂，根据“相似相溶”规则，应当用有机溶剂溶解油漆而不能用水溶解油漆。

3.实验表明碘在四氯化碳溶液中的溶解性较好。这是因为碘和四氯化碳都是非极性分子，非极性溶质一般能溶于非极性溶剂，而水是极性分子。【学与问】

当分子结构相似时，相对分子质量越大，范德华力越大。因此，由于F2～I2的相对分子质量逐渐增大，范德华力也逐渐增大，使F2～I2的熔、沸点越来越高。

三、习题参考答案

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1.水是角形分子，氢氧键为极性键，所以水分子中正电荷的中心和负电荷的中心不重合，为极性分子。而二氧化碳为直线形分子，虽然碳氧键为极性键，但分子的正电荷的中心和负电荷的中心重合，所以为非极性分子。

2.低碳醇如甲醇或乙醇，其中的—OH与水分子的—OH相近，因而能与水互溶，而高碳醇的烃基较大，使其中的—OH与水分子的—OH的相似因素少多了，因而它们在水中的溶解度明显减小。

3.水是极性分子，而汽油是非极性分子，根据“相似相溶”规则，汽油在水中的溶解度应很小。

4.（1）氢键不是化学键，而是较强的分子间作用力；

（2）由于甲烷中的碳不是电负性很强的元素，故甲烷与水分子间一般不形成氢键；（3）乙醇与水分子间不但存在范德华力，也存在氢键；

（4）碘化氢的沸点比氯化氢高是由于碘化氢的相对分子质量大于氯化氢的，相对分子质量越大，范德华力越大，沸点越高。

5.两张图表明气态氢化物的沸点一般是随相对分子质量增加而增大的，这是由于相对分子质量越大，范德华力越大，沸点越高。但氟化氢、水和氨的沸点反常地高，表明在它们的分子间存在较强的相互作用，即氢键。

6.对羟基苯甲酸的沸点高。因为对羟基苯甲酸在分子间形成氢键，而邻羟基苯甲酸在分子内形成了氢键，分子之间不存在氢键。复习题参考答案

1.B

2.CDAB

3.D

4.D

5.A 6.CCl4的中心原子为碳，它的最外层电子都用于形成σ键，属AB4型分子，其立体结构为正四面体形；NH3和H2O的中心原子上分别有1对和2对孤对电子，跟中心原子周围的σ键加起来都是4，它们相互排斥，形成四面体，因而略去孤对电子对后，NH3呈三角锥形，H2O呈角形。

7.白磷分子的空间构型为正四面体，四个磷原子间共有6个σ键，当氧气不足时，每个单键中插入一个氧原子成为P4O6，当氧气充足时，每个磷原子还可再结合一个氧原子成为P4O10（参看教科书中的图2-12）。

8.乙烷分子中的碳原子采取sp杂化轨道形成σ键。乙烯分子的碳原子采取sp杂化轨道形成σ键，在乙烯分子中，2个碳原子各以2个sp2杂化轨道与氢原子形成2个碳氢σ键，而2个碳原子之间又各以1个sp2杂化轨道形成1个碳碳σ键，除此之外，2个碳原子中未参加杂化的p轨道形成了1个π键，因此，乙烯的双键中有1个σ键和1个π键。乙炔

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分子的碳原子采取sp杂化轨道形成σ键，在乙炔分子中，2个碳原子各以1个sp杂化轨道与氢原子形成1个碳氢σ键，同时又各以其另1个sp杂化轨道形成1个碳碳σ键，除此之外，每个碳原子通过2个未参加杂化的p轨道形成了2个π键，因此，乙炔的三键中有1个σ键和2个π键。乙炔加氢变成乙烯时，碳原子由sp杂化转为sp杂化，当继续加氢生成乙烷时，碳原子杂化转为sp3杂化。

9.乙烯分子中碳原子采取sp杂化，杂化后的3个sp杂化轨道呈平面三角形，而剩下的未杂化的2p轨道垂直于3个sp杂化轨道构成的平面。2个碳原子各以2个sp杂化轨道与氢原子形成2个碳氢σ键，而2个碳原子之间又各以1个sp2杂化轨道形成1个碳碳σ键，因而四个氢原子在同一平面上。另外，每个碳原子还有一个未参与杂化的p轨道，两个p轨道肩并肩重叠形成π键，π键是不能旋转的，所以乙烯分子中的双键是不容旋转的。10.OF2与H2O的立体结构相似，同为角形，但水分子的极性很强，而OF2的极性却很小，这是因为：（1）从电负性上看，氧与氢的电负性差大于氧与氟的电负性差；（2）OF2中氧原子上有两对孤对电子，抵消了F—O键中共用电子对偏向F而产生的极性。*11（略）*12（略）

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第五篇：九年级化学 化学方程式教学设计示例(二)人教新课标版

化学方程式 教学设计示例

（二）教学目标

（一）知识目标

1、通过分析具体化学反应，掌握化学方程式的涵义；

2、能初步掌握化学方程式的书写原则和步骤。

（二）能力目标

1、通过化学反应的具体分析，培养学生的逻辑思维能力；

2、通过化学方程式的书写步骤的练习，培养学生逻辑思维的有序性。

（三）情感目标

结合化学方程式书写原则的教学，使学生体会到应具有尊重事实、实事求是的科学态度。

教学重点：化学方程式的涵义及写法 教学难点：化学方程式的配平教学过程：

提问：

1．质量守恒定律的内容 2．从微观角度解释守恒的原因

3．依据实验事实写出木炭在氧气中燃烧反应的文字表达式。

设问：这个文字表达式能表示物质的变化及变化的条件，能体现遵循质量守恒定律吗？ 导入：化学反应要遵循质量守恒定律，那么在化学上有没有一种式子，既能表示反应物和生成物是什么，又能反应质量守恒这一特点呢？有，这就是今天要学习的另一种国际通用的化学用语—化学方程式

板书：

第二节 化学方程式

讲述：什么是化学方程式，它有哪些涵义？怎样正确书写化学方程式？是本节课要认真探究的问题。

一、化学方程式的概念 提问：

用心

爱心

专心 1 碳+氧气==二氧化碳 C + O2==CO2

讨论：化学反应遵循质量守恒定律，此式能否体现质量守恒定律，为什么？ 回答：（因上式左右两边各原子的种类没变，数目相等）用已有的知识认识新问题 引导：既然此式可体现质量守恒定律这一特点，反应物和生成物之间我们可以用“=” C+O2===CO2

讲述：化学上就是用这样一种既可表示反应物，又可表示生成物还能体现质量守恒定律的式子来表示化学反应的，这样的式子，化学上称为——化学方程式

提问：这个式子与反应的文字表达式有什么不同？（1）化学式代替名称（2）“→” 变为“=”

启发学生进行比较，进一步明确化学方程式与文字表达式的区别 根据学生回答给出化学方程式的概念并板书，重点词做标记 板书：1．定义：用化学式表示化学反应的式子 二．化学方程式的涵义

提问：根据C+O2点燃CO2化学方程式（1）你能说出这个反应的反应物，生成物及反应条件吗？

讨论：化学反应遵循质量守恒定律，那么反应物、生成物各物质间一定存在着质量关系，各物质间存在什么质量关系呢？（根据化学式可计算式量）计算各物质的式量是多少？

再现式量计算使学生理解通过式量可以表示各物质间的质量关系 讲解：通过式量可以找出各物质间的质量关系，即各物质间的质量比。

提问：这正是一个化学方程式所能表示的含义，你能总结出化学方程式有哪些涵义吗？（培养学生归纳总结能力及语言表达能力）

板书：

2、化学方程式的涵义（学生归纳总结）（1）能表明反应物、生成物及反应条件（2）可表示各物质间的质量比 提问：如何读出这个化学方程式

讲解：“+”，“=” 在化学方程式中的意义与数学上的含义区别开 练习1：[投影] ： 化学反应：S+O2点燃SO2中

1、反应物是_______生成物是________，反应条件是_____。

用心

爱心

专心

2、反应中，每_____份质量的硫与_____份质量的氧气完全反应，能生成______份质量的二氧化硫。

三、书写化学方程式的原则：

设问：对于任何一个化学反应的方程式是否只要写出化学式就可以了？ 练习：请写出磷在氧气中燃烧的化学方程式 问题：分析学生写的各种可能的式子 可能写出的情况有（1）P+O2——P2O5（2）P+O2——PO2（3）P2+O5——P2O5（4）4P+5O2——2 P2O5 分组讨论（代表回答）

（1）符合实验事实但不能体现质量守恒定律

（2）能体现质量守恒定律，而违背了客观事实，凭空臆造成生成物PO2

（3）为使左右两边各原子数目相等而改动化学式（纯净物组成是固定的。各元素原子个数固定，不能任意改动）

（4）符合事实又可体现质量守恒定律 引导：分析从两方面考虑（1）是否符合实验事实（2）是否能体现质量守恒定律 课文：P71 板书：化学方程式的书写

讲述：我们是在P+O2——P2O5的各化学式前配上适当系数4、5、2使得左右两边每一种元素的原子总数相等，这个过程叫化学方程式的配平，这一步体现了什么？

回答：体现质量守恒定律

讲解：如何对上式进行配平呢？配平的目的是什么？如何使左右两边P、O原子数相等，改角标行吗？添系数，系数如何添？（学生讨论思考）这里所用的配平方法称为最小公倍数法。

练习2：[投影] 1．Al+O2——Al2O3

用心

爱心

专心 2．H2+O2——H2O 设问：如何有步骤的写出正确的化学方程式呢？ 指导阅读：课本第71——72页 总结：

1、写化学式

2、配平

3、注反应条件及箭号“↑”“↓”

模仿练习：请按步骤写出氯酸钾与二氧化锰共热反应的文字表达式 要求：（1）3个步骤 KClO3——KCl+O2 2KClO3——2KCl+3O2 2KClO3===2KCl+3O2↑

（2）练习过程中总结每步的记忆要点

讲解：结合实例讲明“↑”和“↓”两符号的意义及使用注意事项 小结：

通过这节课的学习我们理解化学方程式的含义理解书写化学方程式必须遵循的原则，初步学会用最小公倍数法配平化学方程 板书设计

化学方程式

碳＋氧气点燃二氧化碳 化学物质的变化 C＋Ｏ2 点燃CＯ2 反应质量的守恒 12 32 44

一、概念：用化学式来表示化学反应的式子

二、含义：（依据客观事实）“质”：1表示出反应物、生成物

“量”：2表示出反应中各物质之间的质量关系

三、书写化学方程式原则：

1、依据实验事实

2、遵循质量守恒定律

用心

爱心

专心

四、化学方程式书写步骤：

1、写出反应物，生成物的化学式（依据客观事实）

2、配平步骤（遵循质量守恒）

3、注明反应条件 用心

爱心专心 5