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【关键词】聚苯胺;γ-Fe2O3;铁磁性;纳米材料
聚苯胺(PANI)作为一种古老的、典型的导电高分子而受到关注,这是由于它多样的结构、在空气中的稳定性。特殊的掺杂机理、能在各种溶剂中溶解以及在技术中的应用,然而最近PANI由于起铁磁性能而倍受关注。通过引入不同种类的酸到高分子链上来合成的水溶性导电聚苯胺,是一种能符合上述要求的好的选择,是因为它能在水溶液中溶解。现在一种新型的水溶性共聚物PAOABSA(苯胺和氨基苯磺酸的聚合物)已通过化学聚合方法聚合得到了。我们发现PAOABSA共聚物不仅有可调节的磺化度(硫和氮的比例),而且在室温可表现出高的导电率(约为3.4s/cm)。因此用Wan et al.提出的方法来合成含有铁磁性氧化铁的PAOABSA复合材料是非常有意义的。
1.实验过程
具有不同磺化度的PAOABSA复合材料可用先前介绍的方法来合成,典型的合成过程如下:先将0.1gPAOABSA粉末溶解在50ml含有1mol/lNaOH的溶液中,搅拌8h使其完全溶解。调节溶液PH值至12,立即有沉淀出现,继续搅拌2h。反应结束后将混合液过滤,蒸馏水洗涤并在真空中干燥24h。PAOABSA共聚物的磺化度、反应溶液的PH值和FeCl2溶液的浓度对铁磁性的影响已经有所研究。为了弄清楚铁磁性是怎样产生的,我们用元素分析、FTIR、XPS和x-射线衍射法来研究其结构。
2.结果与讨论
2.1 铁磁性
为了获得由Wan et al.提出的方法合成具有铁磁性繁荣聚苯胺复合材料,我们必须按照上述的制备条件去合成。另外我们发现PAOABSA共聚物的磺化度是影响材料物理和化学性能的一个很重要的因素,如在水溶液中的溶解度、在室温下的电导率、磁化率以及PAOABSA共聚物和多孔硅杂和的精馏行为。
首先在PH=8时磺化度对材料铁磁性的影响可以测量得到(见表1),我们可以看出饱和磁性(Ms)和材料的磺化度无多大关联。当材料的磺化度从0.15变为0.36时,Ms只在3.36-4.08eum/g之间,这有可能是因为PAOABSA中Fe元素的含量没有发生改变。因此磺化度为0.30的PAOABSA共聚物可用来考查反应条件的不同所产生的影响,例如PH值、FeCl2的浓度。实验发现PAOABSA复合材料的铁磁性受溶液PH值的影响非常大(见图1),相关数据(见表2)。从表中我们可以看到升高PH值可大大增强此种材料的Ms,最大的饱和磁性大约可达33.2eum/g,这比Fe3O4掺杂的聚苯胺复合材料的Ms要高(Ms=20eum/g)。由元素分析得出随着PH值的升高材料中Fe元素的含量也在升高,这和以下的实验得出的结论是一致的:PH=8时,将FeCl2溶液加入到由1mol/lNaOH和PAOABSA所组成的混合溶液中沉淀立即出现,混合溶液的颜色由蓝变浅,这说明由于掺杂了氧化铁使PAOABSA共聚物变重而沉淀下来。当PH=12时,尽管还存在有沉淀,但混合溶液却变回了蓝色,这说明一些PAOABSA共聚物仍存在于反应溶液中而没有随氧化铁沉淀下来,这和通过x-射线衍射得出的结论一致。在衍射图中,聚苯胺在2=19°时的特征峰在不断变小,并随着PH值的升高而逐渐消失。因此一方面随着溶液PH值的升高,Fe元素的含量升高从而使PAOABSA复合材料的饱和磁性增加。而另一方面PH值的升高对滞后(Hc)没有影响,这点和从Fe3O4掺杂聚苯胺复合材料中得出的结论是一致的。这可能是因为材料中的γ-Fe2O3磁性粒子是纳米级的缘故,这点将在后面作详细的讨论。
对于给定的溶液PH值(PH=8),我们发现FeCl2溶液的浓度也对PAOABSA复合材料的磁性能有影响。例如:FeCl2浓度增加,饱和磁性也相应增加。但是FeCl2的浓度对滞后线却无影响(Hc=0),见表3。和上面讨论PH值对材料磁性能的影响时的结果是一致的,随FeCl2浓度增加Fe元素的含量增大是材料的磁性增强。
2.2 铁磁性能的产生
如上所述,PAOABSA的磁性可归纳如下:(1)Ms和溶液PH值、FeCl2浓度息息相关,都是由于材料中Fe元素的含量升高的缘故,和PANI-Fe3O4复合材料一致。(2)Ms和材料的磺化度无多大关联。(3)在本文的研究中所有样品的Hc=0,这也和PANI-Fe3O4复材中的研究结果一致。为了研究复合材料铁磁性的产生,我们通常用元素分析、FTIR、XPS和x-ray衍射法来表征复合材料的结构。
元素分析表明PAOABSA复合材料中含有Fe元素(见表1和表2),Fe元素的含量取决于PH值和FeCl2浓度,Fe元素的含量又和饱和磁性相对应。
PAOABSA复合材料在不同PH值下的傅立叶红外光谱图(见表2),对比苯环的1,2,4取代的C-H面外弯曲振动(820cm-1),苯环的1,4取代C-H面外弯曲振动(870cm-1),这种材料的苯环的伸缩振动在1480cm-1,C-N的伸缩振动在1301cm-1。这表明PAOABSA共聚物是氨基苯磺酸和苯胺单体头-尾连接。在1070cm-1和1020cm-1处为芳基的键合,芳环的振动还带有C-S的伸缩振动,这些都说明混合后的PAOABSA复合材料的分子链和纯PAOABSA共聚物的分子链类似。和纯的PAOABSA共聚物的红外光谱相比,有如下一些重要的区别:(1)随着溶液PH值的升高,在1588cm-1-1300cm-1处峰的强度比增加了,这表示PH值升高醌环也增加了。(2)在466cm-1附近为氧化铁的特征峰,并随PH值升高而增加。(3)在1377cm-1处出现了一新的吸收峰,并且它的强度随溶液PH值的增大而增强,这写结果表明Fe元素是以氧化铁存在于PAOABSA复合材料中的,用XPS仪测得的也是如此。(4)当PH=12时,PAOABSA共聚物的特征峰(如1580、1480、1301、820和870cm-1)都相应的减弱,这意味着PAOABSA共聚物的含量减少了,同时复合材料中氧化铁的含量增加了。这个结论也同样的和元素分析能很好的相符合。
PAOABSA复合材料在不同的制备条件下Fe、O和N的结合能已在表3中列出。在材料中氧的结合能分别计算为532.0ev和530.0ev,后者被认为是Fe2O3或Fe3O4中O的结合能,而532.0ev的是氧原子和磁性元素的结合能。我们可以看出Fe的结合能超过了710ev,这和Fe的+3价离子对应。因此结果可表明PAOABSA复合材料中的氧化铁是以γ-Fe2O3的形式存在的,因为其具有磁性。
3.研究结论
结构特征表明存在于PAOABSA复合材料中的γ-Fe2O3磁性粒子可使其具有铁磁性,而这些纳米级的γ-Fe2O3磁性粒子可使PAOABSA复材具有超顺磁性,并发现了Fe3O4掺杂聚苯胺和PAOABSA-γ-Fe2O3复合材料之间的差别。
参考文献
[1]汪多仁编著.合成树脂与工程塑料生产技术[M].中国轻工业出版社,2001,8.
[2]张伯宇,苏小明,邓祥.聚苯胺导电复合材料研究进展及其应用[M].石化技术与应用,2004(06).
课题1人类重要的营养物质
教学目标
了解营养素是指蛋白质、糖类、油脂、维生素、无机盐和水等六类物质,掌握蛋白质、糖类、油脂和维生素与人类健康的关系。
通过阅读教材、观察和比较图片、查阅资料和讨论等活动,学会自主和合作学习的方法。
通过学习营养物质对人的生命活动的重要意义,形成合理安排饮食的意识,增强自我保健和保护的意识与能力。
重点和难点
重点:蛋白质的生理功能。
难点:了解营养物质在人的生命活动中的作用及营养价值。
课时安排1课时
教学设计
活动一探究人体营养素包括哪些方面?
情景导入:提问:俗话说:人是铁,饭是钢,一顿不吃饿得慌。可见食物对人体的重要性。那么我们所吃的食物通常包括哪些呢?
小组交流:列举生活中的常见食物和饮品的类别。
观察:(多媒体投影)教材P88图12-1、P91图12-7、P92图12-9、P93图12-10。
小结:人体生命的生存和健康离不开蛋白质、糖类、油脂、维生素、无机盐和水等六大类物质,通常称之为人体营养素。
活动二学习竞赛
主题:“我”的风采我展示。
设疑:这些营养素对人体来说,究竟分别有什么其他物质不可替代的作用呢?
指导阅读:(分四大组,分别指定阅读教材上关于蛋白质、糖类、油脂、维生素的内容介绍,结合教师课前布置查阅的有关资料,组内合作,讨论并限时完成下面的任务:以第一人称手法写一份自我介绍的文段,题目自拟。要求:简要介绍某类营养素的基本情况,重点陈述其对人体健康的重要作用。)
组际竞赛:各组派一名代表上讲台演讲。(根据演讲的口才、表情及内容质量,由学生评委评分)
活动三应用实践
辩论:偏食习惯好不好?
设疑:我了解到我们同学们中有的同学喜欢吃这种食品而不喜欢吃那种食品,即存在所谓的偏食。这种饮食习惯好不好呢?
(正反方辩论)
小结:偏食影响身体健康。特别是同学们正处于身体生长旺盛时期,更应养成良好的饮食习惯,避免偏食。
阅读与讨论:
阅读:P90、P92“资料”。
讨论:a.有人用甲醛溶液来浸泡水产品并出售,这样做有什么危害?
b.为什么吸烟有害健康?
c.为什么霉变食物绝对不能食用?
d.运动会上的长、短跑赛进行中,为什么有的同学感到很累?为什么有的同学在赛前服用一些葡萄糖?若改食一些花生或者麦食品,效果好吗?
知识拓展(多媒体播放):
a.“劣质奶粉”导致“大头婴儿”的相关报道。
b.“毒大米”危害介绍。
c.吸烟的危害分析。
活动四课堂计算竞赛
①一女运动员可以在60s秒内跑完400m,她的最大氧气吸入量为4L/min,而肌肉在工作达到极限时,每公斤体重每分钟需要氧气约0.2L,如果该女运动员体重为50kg,她将缺少多少氧气?
②花生米含糖约24%(质量分数,余同),油脂约39%,蛋白质约26%;小麦含糖约76%,油脂约2%,蛋白质约11%;50g花生和50g小麦在体内完全氧化放出的能量各是多少?
课题小结:经过本课题的学习,在基础知识、学习方法和对化学学科的情感方面,你分别有哪些收获?
活动五课外调查
我们是一所农村中学,大多数同学家住农村。请在课外做一个调查,对于家中(或亲友、邻居中)发生霉变的食物是如何处理的?这种处理是否科学合理?我们作为现代社会的公民,对此应做哪些工作呢?调查报告于一个月内完成。
点评:整堂课以四个主题活动展开,层次清楚,意图明确,充分体现了学生主体。第五个主题更是结合农村的实际,引导学生开展社会调查研究,让学生感悟到作为现代社会公民的使命感和责任感。
对社会常见的“偏食习惯”采取目前流行的深受大、中学生欢迎的“辩论”形式,而不是“答辩”形式,有其新意。但是课中如何把握,则对学生的课前准备和教师的驾驭能力提出了更高的要求。
点评:湖北省枝江市教学研究室易章和
背景资料
①22名小学生吃玉米糊中毒,已有一人遇难
本报讯(记者刘振雄特约记者龙桥通讯员杨兴炳)我省郧西县一所小学11日突发食物中毒事件。至昨日,22名中毒学生中已有1人遇难,两人紧急转院抢救。
事情发生在邻近陕西的郧西县景阳乡泥沟中心小学。11日下午5时30分左右,该校五、六年级数十名寄宿学生吃了晚餐的玉米糊后不久,出现呕吐、恶心、头晕等症状,立即被校方送入当地卫生所抢救。
昨日上午9时50分,该校五年级女生12周岁的何莹莹经抢救无效身亡,12岁的男生孙文林、陈华登被紧急转送至郧西县医院抢救。
事发后,十堰市副市长胡仲军、郧西县副县长张惠莉等赶到事发地指挥抢救,调查原因。据郧西县疾病控制中心介绍,初步怀疑系玉米霉变引起,具体原因仍在调查中。
(《楚天都市报》2003年11月13日)
②大量服用维生素E有害健康
据新华社华盛顿11月10日电(记者曲俊雅)维生素是一种抗氧化剂,大多数人认为补充维生素E可以帮助他们延缓衰老。不过,最新研究发现,服用药物大量补充维生素E效果可能会适得其反,危害身体健康。
研究负责人约翰斯·霍普金斯大学的埃德加·米勒博士说,大多数复合维生素片一般含35~40个国际单位维生素E,这对健康也许会有些微小的“益处”。但如果能从食物中摄取足够的维生素E,服药补充毫无必要。坚果、食用油、全谷食物和绿叶蔬菜中都富含维生素E。
此外,美国心脏学会早已指出,维生素E没有预防心脏病的作用,而最近研究还表明,维生素E和降胆固醇药互相冲突。
(《三峡都市》(周末)20*年11月12日)
③野生珍稀、特殊功效、“生猛”刺激安全饮食必须革除三种陋习
据新华社南昌11月10日电(记者冯丽)专家认为,要确保饮食安全首先要革除三种饮食陋习。
不少人认为物以稀为贵,放着肉厚味美的畜肉不吃,偏吃肉少味寡的蛇、鼠、猫、虫,以为野生、珍稀的动物更有营养,其实是毫无科学根据的。无论从组织结构、化学组成还是消化利用来看,它们都没有任何优势,不少野生动物还极易引发人类疾病。
我国传统习惯有一些糟粕和迷信也影响了部分人的饮食喜好。如从“千年的王八万年的龟”推理,相信吃乌龟肉能长寿;从老虎的雄健敏捷,推理出虎骨酒能治跌打损伤;认为动物生殖器可以滋阴壮阳等等,甚至把“驮峰”“熊掌”“蛇肉”“牛鞭”传得功效神奇,美味无比。这些动物肉不仅保健功效毫无科学依据,即使从味道讲也毫不足取。
“活猴脑”“蛇胆”“乌龟”“活鱼”“醉虾”等,这些近乎野蛮的吃法,不仅伤害人们对动物的爱怜之心,而且极不卫生
第十二单元化学与生活
课题2化学元素与人体健康
教学目标
了解钙、铁、锌等元素对人体健康的重要作用。
通过学习及查阅资料,了解人是如何摄取这些元素的。
初步认识化学科学的发展在帮助人类战胜疾病与营养健康方面的重大贡献。
重点和难点
重点:了解某些元素对人体健康的重要作用。
难点:正确认识微量元素对人体的作用。
课时安排1课时
课前准备
调查与研究
1.查阅资料并整理填表:
(可从网上、报刊、杂志、医学书籍,调查访问医生、父母、身边的病人等途径获得)
*
2.调查市场上有哪些补钙、补锌、补碘、补硒和补铁等的保健药剂或营养补剂出售,查看它们的标签或说明书,了解它们的主要成分。
3.收集几种不同品牌和不同产地的食盐包装袋、牛奶袋。
4.将学生分成四个竞赛小组,每组选组长一名,各组分别命名为钙铁、钾钠、锌硒、碘氟队,并以自己的组名为题,自编、自演一个节目“我们的作用大”,形势可以是小品、相声、顺口溜、替换了歌词的歌曲等。
教学设计
导入
贵州某山区盛产芭蕉,一外地人问卖蕉人怎么卖?答:1角钱3只。4只行不?答:不卖。2角钱卖一串(少的也有十多只)行吗?答:行。这个卖蕉人数学概念为何这样差?原来他在婴儿时期因缺碘而得了呆小症,智力缺陷。本节课我们一起来探究人体的元素组成和一些元素对人体健康的影响(板书课题)。
活动与探究
活动一:知识抢答:(记分:答对得10分,答错扣10分)
题目:
1.组成人体自身的元素约有多少种?(50多种)
2.人体中含量较多的元素有多少种?(11种)
3.人体含量较多的元素约占人体质量的多少?(99.9%)
4.以水、糖类、油脂、蛋白质和维生素的形式存在的元素是哪几种?(C、H、N、O)
5.以无机盐形式存在的元素总量不超过人体的质量的多少?(4%)
6.以无机盐的形式存在的元素可以分为哪两类?(常量元素和微量元素)
7.在人体中含量超过0.01%的元素是常量元素吗?(是)
8.钙是微量元素吗?(不)
9.人体必需的微量元素有多少种?(20多种)
10.哪些元素是微量元素?(Fe、Zn、Se、I)
师投影知识网络图:人体中元素的存在形式
过渡:已知人体的必需微量元素全部加起来也只有体重的0.05%,可谓是“微不足道”,真是这样吗?
活动二:特长展示
各队表演节目:我的作用大。(记分办法:其余三组无记名投票,以票数记分)
过渡:你们对人体的作用真是功不可没,但在人体内的含量是不是多多益善呢?
活动三:真情表白(记分,能说记10分,分队陈述摄入过多的危害)
活动四:挑战对手
请你用一句话来描述:钙、铁、锌、碘的重要作用,要求通俗上口、特点鲜明、字数少。
(答对记10分)
例如:碘:不仅仅是“智力元素”锌:多种酶的激活剂
钙:参与构成人体的硬组织铁:造血的主要原料
过渡:同学们今天的表现都很棒,下面进行最后一轮竞赛,以决胜负。
活动五:智力陷阱
(规则:第一名与第二名,第三名与第四名互相挑战。四道题分别以“合”“作”“创”“新”为题号。答对得10分,答错扣10分)
合:谈谈你从加碘盐包装袋上获取的信息,并就此自编一道考题。
作:谈谈你从牛奶袋上获取的信息,并就此自编一道考题。
创:芳芳同学长期食欲不振、发育不良,患上了佝偻病,经医院检查还患有贫血,请你根据所学的化学知识,推断芳芳可能缺乏哪些元素,并对她的食谱提建议。
新:俗语有“多吃五谷杂粮,身体壮如牛”的说法,请你谈谈对这句话的认识。
小结:评价竞赛情况,表扬优胜小组。
反思
本节课你学到了什么?
学以致用
“关爱长辈,倾注亲情”,建议陪同爷爷、奶奶、爸爸、妈妈去医院检查一个体内的含钙量,必要时向老人推荐几种补钙的保健品,当然要向他们说明你的理由。
第十二单元化学与生活
课题3有机合成材料
教学目标
知道什么是有机物,了解有机高分子材料的分类和用途。
了解有机合成材料的特点、用途和对环境的危害,认识环境保护的重要性。
培养学生的自学能力、思维能力和表达能力,发展学生科学探究的能力。
课前准备
学生查阅资料,了解塑料制品的利与弊。
课时安排1课时
教学设计
导入
师:“China”表示我们的祖国,它还可以表示什么?
生:瓷器。
师:对!瓷器的出现已成为中华民族文化的象征之一,它创造了新石器时代的仰韶文化。人类社会经历了石器时代、青铜器时代、铁器时代等,如今有机合成材料成了人们关注的热点。
板书:课题3有机合成材料
活动探究一
师:什么是有机合成材料?请同学们完成课本P99活动与探究。
学生分组讨论,投影展示学生表格的填写并汇报讨论结果。
师:我们将甲烷、乙醇等含有碳元素的化合物称为有机化合物,而氯化钠、硫酸等不含碳元素的化合物称为无机化合物。少数含碳元素的化合物如一氧化碳、二氧化碳、碳酸钙等具有无机化合物的特点,因此把它们看做无机化合物。
flas演示:石油中跳出一个个乙烯分子,乙烯分子连成链状。
师:有机物中碳原子间可以连接成碳链或碳环,因此有些有机物的相对分子质量比较大,通常称为有机高分子化合物,像乙烯这类相对分子质量较小的称为小分子,由有机高分子合成的材料称为有机合成材料。
活动探究二
师:塑料是一种有机合成材料,请同学们通过实验来探究塑料的一些性质。
学生实验:
*
小结:链状高分子都具有热塑性,加热软化后可以加工成各种形状的塑料制品,也可制成纤维;网状高分子加热后不会熔化,具有热固性,这种塑料一旦加工成型后,不能通过加热重新回到原来的状态。
幻灯片展示:
1.“塑料王”聚四氟乙烯制品。
2.具有热固性的尿素甲醛制品。
3.电线的包皮聚氯乙烯。
4.聚苯乙烯制成的灯饰。
5.日本铃木汽车公司制造的全塑汽车。
活动探究三
师:我们穿的衣服通常是纤维织成,实验台面上的三种不同颜色的毛线都是纤维制品。
学生实验:燃烧不同颜色的线
线的颜色
*
师:买衣服时,怎样知道面料的种类呢?
生1:根据燃烧时的不同现象判断。
生2:可以看服装标签。
幻灯片展示:服装标签
师:穿不同布料的服装时,你有什么不同的感受?
生1:涤纶衣服挺括,不易皱,易洗易干。
生2:棉纶衣服弹性好,耐磨,烫后会变形。
生3:棉织衣服吸水、透气,感觉很舒服,但易皱。
活动探究四
幻灯片展示:人工割胶图
师:树木最忌割皮,人们却常常在清晨割这种树的皮,它是什么树?
生:橡胶树。
师:对!树皮是它的产胶组织,流出的汁就是天然橡胶。
学生实验:
拉扯橡皮筋,你发现橡胶具有性。
用砂纸打磨网球鞋底,你发现橡胶具有性。
燃烧车轮外胎碎片,你发现。
实验桌面上铺了一层橡胶,是因为。
幻灯片展示:汽车、飞机、轮船、垫圈、运输带等。
师:轮胎主要由天然橡胶制成,弹性好,外胎由丁苯橡胶制成,耐磨;飞机轮胎由顺丁橡胶制成,弹性好,耐磨;轮船利用了橡胶的防水功能;垫圈多由丁腈橡胶制成,耐油、酸碱;运输带由氯丁橡胶制成,耐油、耐高温、耐老化。
小结过渡:
1907年世界上第一个合成高分子材料──酚醛塑料诞生,20世纪30~40年代合成了许多高分子材料,包括塑料、合成纤维和合成橡胶,此后合成高分子工业发展迅速,同时废弃物的剧增也带来了环境问题。1984年,在意大利东侧亚德里亚海打捞上来一头死鲸,解剖后发现,该鲸竟是吞食了50多个塑料袋窒息身亡。
辩论
幻灯片展示:塑料垃圾对大自然的污染。
师:由于塑料废弃物多白色,我们将此称为“白色污染”。
学生小组辩论:使用塑料的利与弊。
师:使用塑料有利也有弊,我们应该扬长避短,如何解决白色污染?
学生讨论
幻灯片展示:
1.医用可水解的手套。
2.加了淀粉可生物降解的饭盒。
3.塑料包装制品的回收标志。
欣赏录像
录像播放新型有机合成材料。
师:未来社会离不开有机合成材料,新型材料离不开化学,化学是人类进步的阶梯!
课外拓展
⑴举例说明烃类物质在有机合成和有机化工中的重要作用,有机合成说课稿。
⑵认识卤代烃、醇、酚、醛、羧酸、酯的典型代表物的组成和结构特点,知道它们的转化关系。
二、教学背景分析
1.学习内容分析:
有机合成是本章的最后一节,在以往的教科书中没有专门讲解。本节教学要在帮助学生复习再现烃及烃的衍生物结构、性质、相互转化的基础上,初步学习有机合成的过程;理解有机合成遵循的原则;初步学会使用逆推法合理地设计出有机合成的线路;同时培养并提高学生综合运用所学知识解决实际合成问题的能力,为学生顺利学习本模块第五章进入合成有机高分子化合物时代及选修一《化学与生活》的学习奠定基础;同时让学生感受合成的有机物与人们生活的密切关系,使学生认识到有机合成是有机化学服务于人类的桥,是有机化学研究的中心,是化学工作者改造世界、创造未来最重要的手段,对学生渗透热爱化学、热爱科学的思想教育。
2. 学生情况分析:有机合成是有机物性质的应用,要求学生在前两章及本章前三节的学习基础之上熟练掌握好各类有机物的组成、结构、性质、相互衍生关系以及重要官能团的引入和消去等基础知识。因此在本节之前我们上了一节《烃及烃的衍生物》的巩固课,帮助学生把学过的有机化学知识形成知识网,使学生能够正确理解官能团结构与性质的辩证关系,掌握重要有机物相互转化关系,能够从断键、成键的角度正确书写化学方程式,让学生的认知尽可能达到其“最近发展区”,这样为我们本节的学习打下了坚实的基础。
基于以上分析,我制定了本节课的教学目标
三、本节课教学目标
1.知识目标:①使学生掌握烃及烃的衍生物性质及官能团相互转化的一些方法
②让学生初步了解逆向合成法的思维方法
2.过程与方法:
①通过小组讨论、归纳、整理知识,培养学生对有机物性质和官能团转化方法的归纳能力。
②通过有机物的合成方法的学习,培养学生的逆合成分析法的逻辑思维能力以及信息迁移能力。
③通过分析有机合成过程巩固各类有机物的结构、性质及相互转化关系。
3.情感、态度与价值观:
①体会新物质的不断合成是有机化学具有的特殊的科学魅力,对学生渗透热爱化学的教育。
②培养学生将化学知识应用于生产、生活实践的意识。
③加强学生的沟通能力和合作学习能力;以化学主人翁的身份体会化学学科在生产、生活中的实用价值,激发学习化学的兴趣。
四、教学设计流程与教学设计
㈠教学设计理论依据
布鲁纳认知结构理论、皮亚杰建构主义学习理论、维果茨基“最近发展区”理论。
㈡教学策略与方法选择标准
根据教学目标的内容与层次,化学教学内容的具体特征,高二学生的年龄与思维发展情况,我班学生的知识储备和能力特征,化学学科的特征(研究方法、基本思想、逻辑结构),教师的教学优势能力及我校化学教学的技术条件,教案《有机合成说课稿》。
㈢教学策略
小组合作式教学、启发式教学
㈣重、难点突破
本节的学习重点逆合成分析法,我首先让学生阅读教材,初步了解逆合成分析法,再让学生自主探究学习来理解逆合成分析法的思维方法,最后利用图表引导学生掌握合成草酸二乙酯的逆推法,体会逆合成分析法的思维过程。
五、教学过程
【活动1】
我利用多媒体展示有关福岛核电站起火爆炸、核辐射危害、核辐射防护服及生活中的有机合成材料,通过社会的热点问题的呈现,吸引学生的注意力引出本节要学习的主要内容,让学生了解有机合成在人类社会进步中的意义,同时激发学生的学习兴趣和求知欲望。
【活动2】
学生自学教材初步了解有机合成的定义、任务、过程。本环节的设计目的是:让学生独立利用教材内容资源进行学习,了解什么是有机合成、明确要进行有机合成的任务是什么、要完成有机合成需要怎样的过程、如何进行思考等,培养学生的阅读能力和信息素养。
【活动3】
学生小组讨论用尽可能多的方法合成乙烯、氯乙烷、乙醇。本活动的目的是:从学生已有的知识出发,为学生搭建学习平台,以便学生在原有的学习和掌握的规律的基础上积极主动建构知识。学生通过思考、交流、评价不仅知道了如何制取乙烯、氯乙烷、乙醇,更重要的是还知道了可以用过已经学过的有机化学反应用多种方法制取同一物质,激活了学生理解新知识的桥梁。为顺利完成活动4提供了真实的学习情境。
【活动4】
学生通过完成练习归纳完成问题导学3,再现官能团间的转化关系。目的在于让学生在利用活动3中原有认知结构中的知识经验去同化当前学习到的新知识,以引发学生的认知冲突,激发学生的学习兴趣,让学生亲身感受到某种官能团的转化有多种方法,同时培养学生的归纳总结能力。渗透在实际应用进行物质合成时,必须依据某些原则选取合理的方法,从而顺利过渡到逆合成分析法。
【活动5】
学生自学教材体会“逆合成分析法”在有机化学中的应用,并展示合成草酸二乙酯的逆推法。
本活动的内容是本节的重点及核心知识,让学生在原有知识的基础上通过自主合作探究性学习理解这些重点知识、核心知识的形成过程,学案上采用图表引导学生构建乙二酸二乙酯逆合成分析法的思维过程。让学生初步学会利用逆合成分析法设计简单的有机化合物的合成路线,通过交流展示培养学生的合作学习的能力及自信心,进一步体会如何利用逆推法解决具体有机合成问题,培养学生综合运用已有知识解决实际问题的能力,给学生充分表现的机会,感受成功的喜悦,从而学会学习。
【活动6】
学生讨论小结有机合成的原则,在前面的活动中已经渗透了有机合成的一些原则,在此基础上让学生通过讨论归纳总结。考虑到本节是有机合成的第一节基础课,鉴于学生的基础,可能总结不够全面,我再利用大屏幕帮助学生完善。这样可为以后评价合成线路打下基础。
学生观看大屏幕“20世纪在有机合成方面获诺贝尔化学奖的重要事件” ,对学生渗透热爱化学、热爱科学的思想教育。
【达标训练】
达标训练共安排了两道题,一题涉及的是正合成分析法,另一题是逆合成分析法。难度逐渐加深。
【活动7】
学生完成达标训练1,再小组讨论,最后板演展示化学方程式。
本题已经给出合成路线,只要求学生根据合成路线写出各步反应的化学方程式。本题所写的化学方程式均是以前没有学过的,但是可利用官能团之间的转化关系正确写出化学方程式。学案将本题作为达标训练第一题的目的有三个:一是通过实例让学生了解如何画合成路线图;二是通过化学方程式的书写考察学生对官能团相互转化关系的掌握情况,同时培养学生灵活应用所学知识的能力;三是让学生感觉此题并不简单,但经过思考又可以解出正确答案,增强学生的自信心及成就感。
【活动8】
学生用5分钟独立完成,用2分钟组内讨论合成路线,学生抢答展示合成线路。
【关键词】防火材料;涂料;火灾预防
随着经济飞跃发展,建筑行业也突飞猛进,高楼大厦遍地开花,随之而来在消防安全上也出现了新的问题和挑战。统计表明,建筑火灾占火灾总数的79%,死伤占82%。2009年元宵节央视大楼配楼发生火灾,持续燃烧6小时,西、南、东侧外墙装修材料几乎全部烧尽,过火面积达10万平方米,7人受伤,其中一名消防员牺牲。该楼外墙保温材料为挤塑板,也是酿成大火的罪魁祸首。只有掌握各种建筑防火材料的性质和用途,科学合理的选用建筑防火材料,才能保证建筑物的消防安全,最大限度减少发生火灾的危险性。
现就建筑防火材料的定义、原理、种类、特点、用途做简单的介绍。
1、定义
添加了某种具有防火特性基质的合成材料,或本身就具有耐高温、耐热、阻燃特性的建筑材料。
2、防火机理
2.1 凝聚相机理
凝聚相阻燃主要是指阻止有机聚合物的热分解和释放出可燃气体的作用。它可以通过以下方法来实现:
1)添加能在固相中阻止聚合物热分解产生自由基链的添加剂。
2)加入各种无机填料,由于无机填料具有较大的热容值,因而能起到蓄热的作用;同时由于它为非绝热体因而又起到导热的作用。正是由于存在着这些作用,才阻止了聚合物的升温,使他达不到热分解而产生可燃气体的温度。
3)添加吸热后可分解的阻燃剂,如水合三氧化铝等。由于这种添加剂具有吸热后分解的特点,能有效地维持聚合物处于较低温度而不致达到热分解的程度。
4)在聚合物材料表面罩以非可燃性的保护涂层,这样可以使聚合物隔热、隔氧并阻止聚合物分解出的可燃气体逸入燃烧气相。在应用实例中,膨胀型防火涂料具有代表性,由于它受火的作用后能形成大于本身几十倍甚至上百倍的碳素保护层,从而起到绝热、隔氧、保护基质的作用。
2.2 气相机理
气相阻燃对聚合物分解出来的可燃气体产物的燃烧或对火焰反应产生的组织作用。可采用以下手段来实现:
1)采用在热的作用下能释放出活性气体化合物的阻燃剂。这种活性化合物通常能对影响火焰形成或者增长的自由基产生作用。工业上常用的 卤族化合物系即是以此种方式产生作用的典型实例之一。
2)采用在聚合物燃烧过程中能形成细微烟离子的添加剂,这种烟离子能以异相对火焰的增长起作用,主要是对燃烧中自由基的结合和终止起催化作用。
3)选择分解时能释放出大量惰性气体的添加剂。大量惰性气体的存在可冲淡聚合物分解的可燃气体,同时降低聚合物分解产物的温度,因此所获得的混合物与周围的气体氧化剂不能再使火焰增长。
3)在某些情况下,加入的添加剂受热后,并不发生化学变化,而只释放出重质蒸汽。这种蒸汽可覆盖在聚合物分解出来的可燃气体上,影响他与空气和氧气的正常交换,从而窒息了火焰。
3、种类
建筑防火材料种类很多,从燃烧性能角度氛围不燃材料(A级)和难燃材料(B1级),用途上可分为建筑防火板材和建筑防火涂料,下面重点介绍施工常用防火材料的燃烧性能和特征。
3.1 建筑防火板材
由于建筑板材有利于大规模工业化生产,现场施工便捷、迅速,具有较好的综合性能,因而被广泛使用于建筑物的棚顶、墙面、地面等多种部位。近年来,为满足防火、隔音、保温及装饰灯功能的要求,新的产品不断涌现。
3.1.1 石膏板
石膏制品质轻,具有一定保温隔热、吸声性能,而耐火性好。各种石膏板材均是以无机质材料石膏为主体的复合材料。硬化后的二水石膏含21%的结晶水,遇到火灾时,会脱出结晶水并吸收大量热能,蒸发出来的水在石膏制品表面形成水蒸气气幕,能阻止火势蔓延。脱水后的无水石膏仍是热的不良导体和阻燃物。
3.1.2 纤维增强水泥板材
纤维增强水泥板材是指以水泥为基本材料和胶粘剂,以石棉或玻璃纤维为增强材料而制成的板材。它具有厚度小、质量轻、抗拉强度和抗冲击强度高、耐冷热、不受气候影响、不燃烧等特点,可加工性好,可用于各种墙体及复合墙体。常用的纤维增强水泥板材种类有TK板、GRC板、不燃埃特板、石棉水泥平板、穿孔吸声石棉水泥板、水泥木屑板、水泥刨花板等。
3.1.3 钢丝网夹芯复合板材
钢丝网夹芯复合板是以轻质板材为覆面板或用混凝土作面层和结构层,轻质保温材料作芯材所构成的复合板材,他充分发挥了各种材料的特性,使墙体的厚度减薄,墙体的重量大大减轻。
钢丝网夹芯复合板按所用的轻质芯材可分为:钢丝网架泡沫塑料夹芯板,以阻燃型聚苯乙烯泡沫为主的芯材;钢丝网架岩棉夹芯板,用半硬质岩棉板做芯材。
3.1.4 矿棉装饰吸音板
矿棉装饰吸音板是20世纪70年展起来的一种新型建筑材料,具有密度低、强度高、吸声隔热、防火防水等优良性能。其使用温度可达650度,阻燃性要优于阻燃性塑料贴面板。适用于建筑内部吊顶、墙面装修及保温隔音材料。
3.1.5 膨胀珍珠岩板
膨胀珍珠岩板是以珍珠岩矿石为原谅制成的一种轻质、多功能材料,具有保温隔热、防火、吸声等优点。该板安装方便,可以使用金属龙骨和木龙骨吊顶,也可使用特制专用胶,粘贴墙面或顶棚。产品规格可根据用户需要生产各种花色图案及尺寸的产品。
3.2 建筑防火涂料
涂料是一种呈现流动状态或可液化的固体粉末状态或厚浆状态,能均匀涂覆并且能牢固附着在被涂物体表面,并且对被涂物体起到装饰作用、保护作用及特殊作用或几种作用兼而有之的成膜物质。建筑防火涂料是施用于可燃性基材表面,能降低被涂材料表面的可燃性、阻滞火灾的迅速蔓延,或是施用于建筑构件上,用以提高构件的耐火极限的一种特殊涂料。
用 途
例1(2008广东)食用下列食品,对人体健康有利的是()。
A.霉变的大米 B.用工业盐如亚硝酸盐腌鱼
C.用甲醛水溶液浸泡过的鱿鱼 D.用食醋凉拌黄瓜
解析:霉变的大米、亚硝酸盐、甲醛都有毒,用它们腌或浸泡过的食品不能食用。其中甲醛的水溶液又称福尔马林,具有防腐作用,可延缓水产品的腐败,用它浸泡过的不能食用。因此,我们在购买水产品时,一定要注意商贩们的保鲜“秘诀”,利用我们学过的化学知识来维护自身的利益。
答案:D
例2(2008新疆)下列广告用语从化学角度看,没有科学性错误的是( )。
A.“霸王”牌厕所清洁剂,能清除所有污垢
B.“雪山牌”矿泉水,真正的纯水
C.“大自然”牌茶叶,真正的“绿色”饮品,天然种植,不含任何元素
D.吸烟有害健康
解析:本题考查广告用语是否科学。A错,污垢成分复杂,清洁剂清除污垢时要发生复杂的化学物理变化,一种品牌的清洁剂不可能和所有的污垢都发生作用。B错,矿泉水中除水外还含有多种对人体有益的矿物质离子,它是混合物。C错,自然界中没有一种物质是不含任何元素的。D正确,吸烟时会产生大量尼古丁、一氧化碳等多种对身体有害的物质,对人体健康造成极大危害。
答案:D
例3(2008绍兴)如图1为2008年世界环境日中国主题标志。下列做法不符合该主题的是()。
A.大力发展地铁、轻轨电车等城市公共交通
B.把废旧电池丢弃到远离城市的地方
C.用太阳能发电系统为奥运会主会场“鸟巢”供电
D.对小汽车的废气排放量作出严格限制
解析:利用电能、太阳能等都符合节能或减排要求,控制汽车尾气的排放量也可减少环境污染,故A、C、D均符合该主题要求。废旧电池不管丢弃到什么地方都会污染土壤或水体,故不符合主题要求。
答案:B
例4(2008哈尔滨)请结合下图2回答下列问题。
(1)运动服衣料成分中属于有机合成材料的是。(2)运动后把被汗水浸湿的衣服晾干,常出现白斑的原因是 。(3)为促进骨骼强健,应补充适量的元素。
解析:(1)涤纶是合成纤维,棉花是天然纤维。(2)人排出的汗液中含有NaCl,渗透在衣服上成为白斑。(3)钙以羟基磷酸钙的形式存在于人体的骨骼和牙齿中,它使得骨骼有坚硬的结构框架。
答案:(1)涤纶(2)汗水中含有盐(或氯化钠),水分蒸发了,但盐分(氯化钠)留在衣服上形成白斑(3)钙(Ca)
例5(2008四川)某品牌牛奶企业采用国际先进的“闪蒸”技术,在不破坏牛奶营养价值的前提下,低温蒸发部分水分,使牛奶口味更香浓。
(1)“闪蒸”技术可使每100g牛奶中“全乳固体”的含量()
A.增大 B.减小 C.不变 D.无法判断
(2)右图3是该牛奶包装盒面上的一部分。读图回答问题:
①该表中蛋白质的含量,若用质量分数表示应为≥ ;
②每克脂肪在体内分解,平均放出38.9kJ的能量。若某同学每天喝200g牛奶,则牛奶所含脂肪提供的能量不少于 kJ;
③包装盒上的“钾、钙”指(填“元素”“单质”或“化合物”) ,其化学符号分别是、 ,在人体中主要以 (六大类营养素之一)的形式存在。
解析:(1)由于“闪蒸”技术可低温蒸发部分水分,故可使“全乳固体”的含量增大。(2)①由表可知蛋白质在每100 g牛奶中含量为≥2.9g,故其质量分数最低应为2.9g/100g×100%=2.9%;②200g/100g×3.0g×38.91kJ/g=233.46kJ;③食品、药品等标簦签中出现的钾、钙等都是指元素。
答案:(1)A(2)①2.9%②233.46③元素;K、Ca无机盐
例6(2008•南京)南南同学跟妈妈学烧紫甘蓝(紫卷心菜),用油炒后加入食醋,发现紫色的叶片立即变红,激发了他的探究欲望。
〔提出问题〕紫甘蓝的汁液能作酸碱指示剂吗?
〔进行实验〕取紫甘蓝叶片少许在研体中捣烂,用少量水浸泡,滤出蓝紫色的汁液。将汁液分别滴入下列液体中,观察其显示的颜色并记录。
〔得出结论1〕紫甘蓝的汁液 (填“能”或“不能”)作酸碱指示剂。
〔质疑并求证〕紫甘蓝的汁液在均匀碱性的肥皂水和纯碱溶液中,为何显示不同颜色?
用pH试纸测得上述肥皂水和纯碱溶液的 pH分别为9和11,则肥皂水的碱性比纯碱溶液的碱性(填“强”或“弱”)。
查阅瓷料:
〔得出结论2〕紫甘蓝的汁液在不同 pH范围内显示的颜色不同,利用紫甘蓝的汁液还可以区分液体碱性的。
〔拓展应用〕柠檬酸是制汽水的原料之一,为探究其固体是否显酸性,南南同学联想到教科书中二氧化碳相关实验的设计,准备了三朵用紫甘蓝的汁液染成蓝紫色的干燥小花。
取干燥的花①和喷上水的花②,分别放入盛满二氧化碳的两个集气瓶中,发现花①不变色,花②变成了色。在干燥的花③上直接撒少量柠檬酸固体,花不变色,说明了 ;再向该花喷水,蓝紫色的花上出现了红色。
〔反思〕上述花的变色均与水有关,水的作用分别是:
花②中;花③中 。
解析:水与二氧化碳反应生成碳酸;碳酸在水中会解离出H;柠檬酸溶解水,在水中会解离出H。
答案:〔得出结论1〕能 〔质疑并求证〕弱 〔得出结论2〕相对强弱 〔拓展应用〕红柠檬酸固体不显酸性。
下面是2008年中考题中一些与生活有关的中考试题,同学们做一做肯定有收获。
1.(2008重庆)张红同学出现了腹泻的症状,医生建议暂时不吃富含蛋白质和油脂的食物,张红同学应该选择的早餐是()。
A.油条和豆浆B.鸡蛋和牛奶C.馒头和稀饭D.肯德基和酸奶
2.(2008河北)参与节能减排是每一位公民应尽的义务。下列做法不符合节能减排要求的是()。
A.尽量使用一次性餐具 B.用布袋代替塑料购物袋
C.关闭电器后拔掉插头 C.杜绝自来水的跑、冒、滴、漏现象
3.(2008吉林)汶川大地震后,全国各地为灾区送去了大量白菜、胡萝卜、油菜等蔬菜,这些物质可直接为人体补充的营养素是()。
A.脂肪 B.维生素 C.蛋白质 D.糖类
4.(2008广西南宁)人类生活需要能量,下列能量是通过发生化学变化产生的是()。
A.给电熨斗通电产生的热量
B.水电站利用水力发电产生的电能
C.液化石油气燃烧放出的热量
D.给电动车充电,储存在电瓶内的能量
5.(2008江苏)化学是材料科学、环境科学和新能源科学等的重要基础。下列有关说法正确的是()。
A.合金、合成纤维、合成橡胶、塑料等都是有机高分子材料
B.香烟、酒精、吗啡、海洛因等都是
C.二氧化硫、二氧化氮、一氧化碳等都是大气污染物
D.石油、煤、天然气、氢气等都是不可再生的化石燃料
6.(2008南京)今年6月1日起全国执行“限塑令”,南京市曾在鼓楼广场等地组织宣传活动,发放无纺布袋。生产无纺布的主要原料为聚丙烯、聚酯和粘胶等。下列有关说法不正确的是()。
A.大部分塑料在自然环境中很难降解
B.使用无纺布袋有利于减少“白色污染”
C.生产无纺布与棉布的原料都是天然纤维
D.聚乙烯、聚丙烯、聚酯都属于合成材料
7.(2008南昌)化学源于生活, “柴、米、油、盐”中蕴含着许多化学知识。请你填空:
(1)在新农村建设中,许多家庭兴建沼气池。沼气的主要成分是;
(2)大米的主要成分是淀粉。淀粉属于六大营养素中的;
(3)餐具上的渍污用加入洗洁精的水更易洗掉,原因是;
(4)市场上的食盐品种丰富,有碘盐、锌盐、钙盐、硒盐等。这些食中含的碘、锌、钙、硒等是指 (填“原子”“离子”“元素”或“单质”)。
8.(2008安徽)小芳为测定V药片中维生素C(化学式为CH8O)的质量分数,进行了如下实验:
反应原理:CHO+1=CHO+2HI(I不和V药片中的其他成分反应)
实验数据:取V药片2g,共消耗I2的质量为2.54g。请你帮助小芳计算:该V药片中维生素C的质量分数。
9.(2008北京)消毒剂在公共场所进行卫生防疫时发挥着重要的作用。
(1)氢氧化钠能杀死细菌、病毒和寄生虫卵等,它的俗名为。
(2)二氧化氯(ClO)可用于饮用水的杀菌消毒,其中氯元素的化合价为。
(3)氧化钙与水反应后生成一种具有消毒能力的物质,该物质的化学式为。
(4)过氧乙酸(CHCOOOH)是被广泛使用的高效消毒剂,它不稳定易分解放出一种常见的气体单质,并生成醋酸(CHCOOH),该反应的化学方程式为。若一瓶久置的过氧乙酸溶液已经完全分解,所得溶液中醋酸的质量分数为12%,则原溶液中过氧乙酸的质量分数 %(结果保留一位小数)。
10.(2008•常州)2008年5月8日,北京奥运会炬、火种被送上海拔8848.43米的珠峰峰顶,象征着光明、和平、友谊、进步、和谐的奥林匹克圣火首次在地球之巅燃起,照亮了每个人的心灵之巅。而“奥运火 航天芯”再次奏响了“科技奥运”的主题。
(1)“祥云”火炬设计有回热管,即用铝箔将铜棒贴在燃料筒外侧,使火炬上下的热量能够交流,这主要是利用了金属铜的 性。
(2)根据火炬、火种所处的环境不同,各种奥运火炬、火种灯采用的燃料都不相同。
①悉尼奥运会曾使用丁烷(C4H10)作为火炬的燃料,请写出丁烷完全燃烧的化学方程式: 。
②“高原火种灯”使用的是航空煤油,它主要通过石油分馏获得,分馏属于(填“化学”或“物理”)变化。
③珠峰火种灯选用了固体碳作燃料,并且完全采用了传统蜂窝煤煤炉的设计,即将固体碳做成碳柱,一节一节填充在容器内进行燃烧,这种设计的优点是 。
(3)“祥云”火炬的核心设计是“双火焰”燃烧系统,即使当外部火焰意外熄灭时,内部火焰仍能使其迅速再次燃烧,此过程中,内部火焰的作用是。
参考答案
1. C (豆浆、鸡蛋、牛奶、肯德基等富含蛋白质)
2. A (一次性餐具会消耗大量的森林资源和能源)
3. B 蔬菜、水果中富含维生素
4. C、D (A是电能转化成热能;B是水能转化为电能;D是电能通过电瓶内物质进行光电的化学反应;使化学能转变为电能;C是化学能转化为热能。)
5. C (A项中合金不属于有机高分子材料:B项中香烟、酒精不属于;D项中氢气是可以再生的,H2不属于化石燃料;故C项正确。)
6. C (生产无纺布的原料都属于有机合成材料。)
7.(1)甲烷 (2)糖类 (3)洗洁精具有乳化功能 (4)元素
8. 88%
9.(1)火碱(2)+4(3)Ca(OH)
(4)2CHCOOOH2CHCOOH+O14.7
[关键词]材料发展、金属材料、无机非金属材料、高分子材料
人类社会的发展历程,是以材料为主要标志的。历史上,材料被视为人类社会进化的里程碑。对材料的认识和利用的能力,决定着社会的形态和人类生活的质量。历史学家也把材料及其器具作为划分时代的标志:如石器时代、青铜器时代、铁器时代、高分子材料时代……
100万年以前,原始人以石头作为工具,称旧石器时代。1万年以前,人类对石器进行加工,使之成为器皿和精致的工具,从而进入新石器时代。现在考古发掘证明我国在八千多年前已经制成实用的陶器,在六千多年前已经冶炼出黄铜,在四千多年前已有简单的青铜工具,在三千多年前已用陨铁制造兵器。我们的祖先在二千五百多年前的春秋时期已会冶炼生铁,比欧洲要早一千八百多年以上。18世纪,钢铁工业的发展,成为产业革命的重要内容和物质基础。19世纪中叶,现代平炉和转炉炼钢技术的出现,使人类真正进入了钢铁时代。与此同时,铜、铅、锌也大量得到应用,铝、镁、钛等金属相继问世并得到应用。直到20世纪中叶,金属材料在材料工业中一直占有主导地位。20世纪中叶以后,科学技术迅猛发展,作为发明之母和产业粮食的新材料又出现了划时代的变化。首先是人工合成高分子材料问世,并得到广泛应用仅半个世纪时间,高分子材料已与有上千年历史的金属材料并驾齐驱,并在年产量整理的体积上已超过了钢,成为国民经济、国防尖端科学和高科技领域不可缺少的材料。其次是陶瓷材料的发展。陶瓷是人类最早利用自然界所提供的原料制造而成的材料。50年代,合成化工原料和特殊制备工艺的发展,使陶瓷材料产生了一个飞跃,出现了从传统陶瓷向先进陶瓷的转变,许多新型功能陶瓷形成了产业,满足了电力、电子技术和航天技术的发展和需要。
现在人们也按化学成分的不同将材料划分为金属材料,无机非金属材料和有机高分子材料三大类以及他们的复合材料。
金属材料科学主要是研究金属材料的成分组织、结构、缺陷与性能之间内在联系的一门学科。金属材料科学与工程的工作者还要研究各种金属冶炼和合金化的反应过程和相的关系,金属材料的制备方法和形成机理,结晶过程以及材料在制造及使用过程中的变化和损毁机理。对其按化学成份进行分类可以分为钢铁、有色金属以及复合金属材料。按用途分类包括结构材料和功能材料。
关键词:新技术;新材料;室内设计
1 现代化室内设计发展概述
室内设计与我们每个人都密切相关,它是一门系统性的综合学科。室内设计以建筑室内空间为背景,以多元化的艺术为表现形式,以提供舒适、健康的室内环境为目的,从而为业主营造出一个物质与精神并重,情感与功能相统一的室内环境生活。从传统的仅满足使用功能的室内设计,到现在彰显个性,凸显艺术文化,增强视觉效果等特色,室内设计可谓是有了本质上的进步与发展。
近年来社会经济发展都与环保、可持续发展的主题相吻合,各行各业也极力将节能减排理念纳入到自己的行业发展方向中来,室内设计同样如此。例如现代化室内装饰中新型材料方面,采用人工合成的金属、玻璃、钢筋混凝土以及合成材料等新型建材的使用,不仅有着传统装饰材料无法比拟的性能,在材料尺寸和形状上不受到自然条件的限制,给室内设计人员带来了很大的便利,而且新型装饰建材比传统材料更加环保,能耗低。但从真正意义上来讲,新型装饰材料多数都是采用了新的技术对传统材料加以改变,改变其外观,改变其内部结构程序,使其在装饰中能有更丰富的变化。同时,也淘汰了一部分高能耗的传统建材。室内设计是现代材料与视觉艺术结合最为紧密的一门学科,随着科技的进步以及人们审美观念的提升,装饰建材更新换代的速度成为世界上发展最快的行业之一。建筑室内设计能否成功,与设计者对于材料的理解是分不开的。美国著名建筑学大师赖特曾经说过,“每一种材料都有自己的语言……每一种材料都有自己的故事”。的确,在传统材料、传统工艺正在悄无声息地被社会发展所取代时,新的材料、新的装饰技术能否与室内空间形成完美的结合,很大程度上要取决于设计师对材料语言的理解。
2 现代室内设计中的新材料、新技术
新技术、新材料的大量涌现,改善室内居住环境的同时,也增加了室内设计的难度。尤其是室内设计的材料,它是事物构成的基本要素,是实现室内设计空间表现的载体。新的材料、新的装饰工艺在室内设计的艺术效果、全能性能、环保节能等方面都做出了很大的贡献。新的装饰技术方面如:(1)新能源(风能、太阳能、沼气等可再生能源在室内建筑中的应用);(2)节能照明工程技术;(3)节能门窗、遮阳、节能照明工程以及自然通风工艺及设施;(4)新型的保温工程、墙体隔热工程、干挂理石工程等。以干挂理石为例,传统的理石摊铺有预埋钢筋法、嵌固法和粘贴法等,不但技术落后而且费工费料,已经不能满足现代装饰的需求。而新的干挂法则是利用高强度的螺栓和耐腐蚀、高强度的柔性连接件,将薄型的石材面板挂在建筑结构的外表面,在石材与结构面之间会留有50mm左右的空隙,如需要采暖设计时可填充保温材料。该工艺不受季节影响,通常由上向下施工,利于成品的保护,石材也不会受到粘贴砂浆的析碱影响。干挂理石工艺在室外建筑,室内装饰中都有着广泛的应用。
室内装饰中新型材料主要可分为两类:环保材料与合成材料。其中环保型装饰建材又可分为:(1)天热材料,本身没有毒害或者非常少毒害的物质,未经污染只进行了简单的加工,如木材、石膏及某些天热石材等;(2)经过加工、合成技术等手段将材料内的有毒、有害物质进行消除或缓慢释放,达到低毒性、低排放标准,对人体危害不大,如符合国家标准,会释放出较低量甲醛的胶合板、纤维板等;(3)化学合成材料如环保型乳胶漆、环保油漆,这些材料就目前的科技水平来讲无法确定其毒害影响。合成新材料中典型的如合成石,它是又荒料、废渣及尾矿等为原材料生产的,价格要比天热石材低,而且它改善了天然石材的缺陷和裂隙,色泽花色好,持久耐用,没有辐射,属于绿色A类装饰建材,正受到越来越多的室内设计者的爱好。但其缺陷在于石材表面易风化,受潮时容易弯曲,吸水率高。随着住宅装饰档次的提高,室内设计中各类复杂美观的曲面、柱面乃至不同造型的石质家具不到出现,这些都是天然石材无法满足的,而合成石无疑发货出了巨大的优势。有机合成石色泽艳丽,效果美观,还可以随着设计者、业主的不同要求改变花色及形状,其应用前景是十分广阔的。
3 新技术新材料对室内设计的影响
(1)新材料对室内空间的影响。对于不同的室内空间来讲,其材料的适用范围也不同。如我们通常可见到宾馆的大厅内采用暖色调的石材及灯光,以彰显富贵、豪华的气氛,办公室空间内则多用玻璃、金属等具有现代感的材料,代表着与时俱进。而新型的建材则改变了这种墨守成规的布局。现代新型材料多样的物理属性和表面质感,使得材料之间可以相互替代,组合使用。装饰材料对室内空间有着很大的影响,其中一种重要的功能就是对建筑空间界面的再阐释和加工,室内空间点、线、面、体通过相互围合,扭曲、折叠、穿插等所形成的空间与实体的正负图的关系,使得室内平面和立面的层次更加丰富,从而使得装饰工艺与艺术效果完美结合,给人以感官上的享受。
(2)新材料对室内照明的影响。照明是室内环境设计中的重要组成部分,优秀的室内设计与合理的,符合人体工学的采光及照明系统是分不开的。而室内装饰材料在客观上又充当了室内光线传播时反射、折射及吸收的介质,因此材料的反射率、折射率及透光率等属性在很大程度上影响这空间的照明情况。传统的室内设计中往往采用最为简单且直接的照明方式,其装饰效果未免单调、乏味。而近年来,随着合成材料及工艺的发展,可以充当透光材质的材料越来越多,有的人造大理石可以切成零点几毫米的薄片,使得光线穿过时显露出清晰的理石纹路来,形成生动的影像。人造石材及合成塑料,质量轻,色泽范围广,透光率高,极大地丰富了室内空间及照明的表现方式。除此之外,还有更为方便的透光薄膜,可以形成柔和的光线,使得室内照明效果匀质、柔美,有着事半功倍的照明效果。
(3)新技术改变生活方式。科技的快速发展,使得社会、经济、文化等方面都在发生着重大的变化与创新。与此同时,人们对于室内装饰的选择也越来越多,室内设计者应当考虑如何能减少时间、资金上的投资,同时保证室内装饰的效果及质量。室内新的装饰工艺还带来了更多现代智能化变革,如多功能室内家具,高技术含量的建筑结构以及新的装饰风格等,都将为我们的生活带来更多的不一样的体验。因此,对传统的设计方法进行整体上的改革与创新,这就是未来生态、节能以及高品位、新技术的室内设计发展的重点方向。
4 结语
近年来由于建筑新型材料,新施工工艺的不断更新换代,给传统的室内设计装饰理念带来了巨大的冲击,同时也让人看到了室内设计领域未来发展的无限契机。室内设计要与时俱进,除了要求设计人员积极而大胆的尝试新材料、新技术的应用,提高设计的质量之外,还需要将节能环保的理念贯彻到设计的每一个步骤中,这样才能完成真正意义地为业主提交一份满意的设计作品。
参考文献:
[1] 汪艳荣.新技术背景下的地域性室内设计探讨[J].价值工程,2011(14).
有机化学一直是化学高考的重点和难点。在进几年的四川高考中,虽然此问题地位和作用没变,但是许多方面以发生了变化:1.有机试题题量在逐年上升,分值权重有所增加。2.有关题目信息量大,综合性强,重点考查学生的思维能力、阅读能力和创新能力。3.与生活联系的更加紧密。同学们主要存在的问题:1.畏难情绪教大。2.学法不足。3.题目对同学们的阅读能力、思维能力和创新能力的要求很高。
二、有机化学学法指导。
(一)、引导同学们正确认识有机化学。让同学们对有机化学的学习充满希望和信心。
1.有机化学与生活联系的很紧密,对同学们生活的帮助很大。
2.有机化学在进几年的四川高考中,分值权重有所增加。
3.掌握有机化学的学习方法,同学们学习有机化学将会很容易。
(二)、有机化学的学习方法和措施。
1.高度关注知识的形成过程以及教学过程与学习方法的培养
中学阶段,化学可分为有机与无机两大块,结束无机化学的学习,同学刚接触到有机化学,兴趣很浓。这时候,是再一次激发学生学习兴趣的最佳时期,也是进行学习方法与学习能力培养的最佳时期。在教完甲烷、乙烯、乙炔之后,我就总结出有机化学学习的一般规律与方法:结构性质(物理性质、化学性质)用途制法(工业制法、实验室制法)一类物质。以后几节的教学,我都反复强调这样的学习方法:结构性质用途制法一类物质。到了讲烃的衍生物,我请同学自己站起来阐述这样的研究方法,我顺着这样的思路一点一点地讲下去,很清晰。学生自己掌握,复习时也就感觉到有规律可循、有方法可用。有机化学其实很好学,重要的是要培养学生学习方法,时时提醒学生,以后就是进入高一级学校,有机化学的学习与研究也采用的是同样的方法,这在一定程度上也激发了他们学习与探索的兴趣。
2.重视教学过程与能力培养
(1).自学能力的培养
(2).观察能力的培养
(3).动手能力的培养
(4).记忆能力的培养
3.注意有机化学知识的内在联系,使知识系统化、网络化
有机化合物知识是中学化学知识的重要组成部分,它是由烃、烃的衍生物、糖类、油脂、蛋白质和合成材料等几部分组成,系统性比较强。由于有机物结构组成复杂,反应繁多,而使学生感到初学容易,愈学愈难,最终导致一锅粥的现象,对有机化学实施有效的教学手段就更具有举足轻重的作用。因此,在教学过程中,要抓住知识点,使知识点网络化,系统化,找出内在的规律和联系,便于学生记忆和掌握。
4.以知识为载体,培养学生的思维能力和创新能力
由于有机化学的迅猛发展,有机试题更是求异变新,近几年的高考有机试题提供的材料新,信息量大,需解决的问题大多是同学们平时没有见过的,这就要求学生不仅要有扎实的基础知识,而且要以知识为载体,培养和训练自己的思维能力和创新能力。
(1)、培养发散思维能力,提高思维的灵活性
发散思维是一种不依靠常规,寻求变异,从多角度寻求解决问题方法的思维形式,是将输入的一种信息转化为多种目的输出,其主要特点是具有多向性,灵活性和独特性,联系越多,发散越广,在有机化学教学中,注意发散思维能力的培养,培养学生能够运用自己所储存的有机知识,将有机化学实际问题分解,迁移。转换,重组,寻求问题解决的立法的能力,使所学有机知识得以灵活运用,在教学过程中,教师可选择有一定思考性,多角度联想的问题使学生思维向多层次,多方位,跨学科发散,从而达到激发学生的求知欲望,训练学生拓宽思路的目的,培养思维的灵活性,适应性。例如,根据某有机物的结构可推测
(2)、培养学生的逆向思维能力
逆向思维又称反向思维,其实质是由求知推向已知,有机化学中的合成题也是高考的常考题型,在教学中,通过有机合成训练,使学生掌握“逆推顺展”的方法,打破通常的顺向思维的定式,培养学生逆向思维的能力。通过逆向思维,可以提高思维的敏捷性。
(3)、培养综合思维能力,提高思维的创造性
在有机化学教学中,教师可利用习题课训练学生的综合思维能力。教师可通过学生掌握的知识点,把问题按照内在联系,让学生进行抽象归纳、推理、想象、分析、综合,找出问题的规律性,培养学生的知识迁移能力和创造能力,提高思维的综合性,整体性和创造性。
三、有机化学教学中取得的成效。
在高2012届化学教学中,我一直引导同学们正确、客观的对待有机化学教学中的问题,
并用以上的方法和措施指导同学们在学习有机化学。同学们学习兴趣很好,作题的效果也不错。
炼化业务是提高石油企业价值的重要领域。从地下开采出来的石油一般是不能直接使用的,必须进行加工处理后才能发挥其巨大的作用。石油的加工处理包括两个层次:一是基本层次的石油炼制,即通过对原油进行炼制加工,生产出符合使用标准的多种油品及其基本有机原料,比如汽油、煤油、柴油、油、燃料油、沥青、石蜡等;二是深层次的石油化工,即通过对石油的深加工,可以直接生产出乙烯、丙烯、丁二烯、苯、甲苯、二甲苯、乙炔和蔡等一级有机化工原料。在这些原料的基础上,可以进一步制造醇、醛、酮、酸、胺等40多种有机基本原料。这些有机原料通过一系列的有机合成过程,就可以得到各种需要的化工产品。目前,从大类上分,石油化工产品主要包括三大合成材料(即合成树脂、合成纤维、合成橡胶)和合成化肥,另外还有染料、农药、医药等,具体产品达到上万种。石油炼化业属于加工制造业范畴,与上、中游业务有显着的不同,它具备集中的成套加工设备和流程,产品品种多样化、精细化,并直接进入市场参与竞争。近年来,环境和资源问题已成为推动世界炼油技术发展最主要的动力,生产清洁燃料以满足日益严格的环保法规和燃料规格的要求已成为世界炼油业共同面临的课题。
销售业务价值链
市场是石油产业生产经营的终点,市场营销业务就是把石油及其产品销售到市场上的活动过程。其中,原油销售比较简单,一般采取企业之间直接签订长期合同的方式,商务谈判的重点主要集中在合同价格、定货量、输运方式、到货地和时间等方面。成品油销售则环节比较多,既有多级批发又有零售业务,特别是加油站的终端销售还比较复杂,竞争也较为激烈。因此,成品油销售需要加强销售渠道、配送网络及终端市场建设,着力扩大销售量,提高占有率。石化产品基本属于市场竞争性产品,需要坚持以市场为导向,按照竞争性营销模式组织销售业务活动。基于石油产品销售业务的复杂性,国内外的大型综合性石油公司大多采取事业部的方式组织市场营销业务。
工程服务业务价值链
近年来,随着全球能源战争的愈演愈烈,石油行业的危机意识不断增强,通过“引进来,走出去”的战略,中国石油集团公司在全球范围内开展国际油气业务,通过在石油资源丰富的国家开展油气投资和提供油气田工程技术服务,分散投资、分散风险、占领重要的战略资源,为企业的长远发展以及企业的最终价值增值迈出了崭新的步伐。工程主要包括:地球物理勘探、钻井工程、测井和录井、井下作业;工程技术服务是中国石油综合一体化优势的关键环节和油气核心业务的重要保障。随着新技术的发展,使得二维地震、钻井进尺、井下作业等工作量大幅增长,特殊工艺井技术应用规模不断扩大。以石油钻井工程为例,石油钻井工程是进行石油资源勘探开发的主要环节和手段,从寻找石油到生产石油的各个环节都离不开钻井。在油田生产中,钻一条通道到地下的油藏,使油藏中的原油通过这个通道流到地面来,需要多个工艺过程的组合。石油勘探开发包括探井、钻井、测井、固井、井下作业等多个生产过程,其成本占采油成本的70%以上,而钻井工程又是其中一项耗资巨大的工程,一口井的投资往往耗费几百万元、几千万元、甚至上亿元,在勘探开发的总投资中占到50%~80%。特别是随着全球90%的油田进入成熟期,老区产量下降,勘探开发重点不得不向深海、边远地区、油区深层、复杂结构、非常规产区等领域转移,钻井成本越来越高。因此,研究和发展先进适用的钻井技术是国内外大石油公司降低勘探开发成本的重要举措。如定向井、水平井、丛式井、欠平衡钻井,特别是海上钻井技术的出现和广泛应用,对世界石油产业的发展起到了重大的推动作用。随着钻井、固井、测井、录井等石油工程技术服务业务技术含量的增大,完全可以将其纳入到高科技产业之列。工程建设主要包括:油气田地面建设、炼油化工建设、管道及储罐建设、海洋工程。通过为石油企业内上、中、下游各个公司以及海外业务公司提供油气田地面建设、炼油化工、长输管道与储罐等专业领域的勘察设计、工程施工和监理等辅助服务,参与到石油企业价值链流程中的各个环节,通过提供优良的辅助服务,参与价值链的创造过程,从而辅助实现整个价值链的价值增值。以油田地面工程建设为例,这是完善油田开发系统、使油田开发进入正常生产阶段的重要生产环节。石油、天然气从几千米深的地下采出地面,高温高压,开采工艺复杂,开发井产出油气以后,还必须经过严密的封闭系统处理后外输到石油、天然气加工企业。为此,在钻井的同时,还要建设齐全配套的采油工艺设施和技术装备,包括建设联合站、转油站、输油输气系统、采油装备,等等。石油装备制造业务是中国石油主营业务的重要组成部分,中国石油集团拥有37家石油和石化装备制造企业,涵盖石油和天然气勘探、开发、生产、储运、炼油和石油化工等各个领域,产品包括石油勘探仪器、石油钻采设备及配件、石油输送螺旋焊管、直缝焊管、石油专用管材、钢丝绳、物探设备及测井仪器、柴油机及气体发动机、电机、石油化工装置和设备等。