第一篇：化學選修ⅰ人教新課標3.3玻璃、陶瓷和水泥教學設計(精)

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第三章 探索生活材料 第三節 玻璃、陶瓷和水泥

第三節玻璃、陶瓷和水泥

一、教學設計

本節主要介紹了玻璃、陶瓷和水泥的主要化學成分、生產原料和用途，以及光導纖維和高溫結構陶瓷等新型材料。

對于玻璃，強調調整玻璃的化學組成和對玻璃進行各種工藝處理，可以制得具有不同性能和用途的玻璃，并以光學玻璃、彩色玻璃和鋼化玻璃等為例作了說明。對于陶瓷，是從陶器的發明對于人類的重要意義這個角度來引入的。對于水泥，則是從實用的角度出發，介紹了水泥的強度等級和存放時的注意事項等。

介紹光導纖維和高溫結構陶瓷，目的是讓學生了解新型材料在高新科技領域中的廣泛應用，認識化學對于促進社會發展和科技進步等方面所起的重要作用。

本節教學重點：玻璃的主要成分和生產原理，水泥的主要成分和使用注意事項，以玻璃和陶瓷為例認識物質的組成和反應條件對性能和用途的影響。

本節教學難點：初步建立物質的組成和反應條件對性能和用途有很大的影響等基本觀念。

教學建議如下：

1?對于玻璃、陶瓷和水泥，可以從不同的角度來引入。

例如，對于玻璃，可通過“學與問1”和圖3-21入手提出問題，進而介紹制造普通玻璃的主要原料、生產時的反應原理和主要成分，以及玻璃態的概念；對于陶瓷，可利用圖片或錄像從人類科技發展史或中華文明發展史的角度引入，進而介紹制造陶瓷器的主要原料、生產過程（圖3-27）；對于水泥，則可以從水泥的廣泛使用入手，介紹生產水泥的主要原料、水泥的化學成分和水硬性等。

2?對于玻璃、陶瓷和水泥，要突出不同的重點。

例如，對于玻璃，重點是以硼硅酸鹽玻璃(向普通玻璃中加入一定量的B2O3)、光學玻璃、彩色玻璃和鋼化玻璃等為例，讓學生認識物質的組成和反應條件對性能和用途的影響；對于陶瓷，重點是讓學生了解陶器的發明對于人類的重要意義，以及通過討論釉料中的金屬元素、燒制時的空氣用量和彩釉顏色的關系，進一步加深對物質的組成和反應條件對性能和用途影響的認識；水泥的重點則是讓學生了解水泥的使用方法和注意事項等。

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3?光導纖維和高溫結構陶瓷的教學要體現開放性，如充分利用圖片或錄像等，也可以通過參觀、展覽等活動進行，以開闊學生視野，激發學習興趣。

教學設計參考：

【教學設計1】采用情感體驗與問題探究相結合的教學方法。

1?玻璃和陶瓷

觀看玻璃的生產流程和琳瑯滿目的玻璃制品的錄像，激發學生強烈的求知欲。在此基礎上，提出以下問題：

（1）制造普通玻璃的主要原料是什么？

（2）玻璃窯中主要發生了哪些化學反應？

（3）玻璃為什么可以被人工吹制成形狀不同的制品？

（4）制造高級化學反應容器的玻璃和普通玻璃有何不同？

（5）光學玻璃、彩色玻璃、變色玻璃、鋼化玻璃是怎樣制造的？

觀看陶瓷的錄像之后，提出以下問題：

（1）你知道哪些陶器？哪些瓷器？兩者有何區別？

（2）制造陶瓷器的主要原料是什么？手工制造陶瓷器有哪些過程？

（3）瓷器上釉是怎么回事？絢麗多彩的瓷器是怎樣制得的？

（4）在普通釉料中加入不同的金屬元素，燒制時的空氣用量不同，都會影響彩釉的顏色。這對你有什么啟示？

然后引導學生自學和相互討論，最后師生進行總結。

2?水泥

觀看水泥的錄像→展示水泥樣品→進行實驗，觀察水泥的硬化過程→講解水泥的水硬性，簡介水泥的強度等級標準→提問：什么叫水泥砂漿？什么叫鋼筋混凝土？鋼筋混凝土為什么能支撐高樓大廈？→指導學生閱讀并完成“思考與交流”中的問題1，布置問題2為課后作業。

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3?光導纖維和高溫結構陶瓷

觀看錄像后，引導學生暢談感想和體會，認識化學對于促進社會和科技發展所起的重要作用。

以上設計的基本流程是：感受體驗（觀看錄像）→設問質疑（提出問題）→自學討論→釋疑歸納。

【教學設計2】以問題情境切入，采用啟發講授和討論交流相結合的教學方法。

展示各種玻璃制品的圖片，設計問題情境：普通玻璃的生產原料是什么？主要化學反應是什么？→教師講解主要的化學反應→展示圖3-21，并提問：玻璃為什么可以被人工吹制成形狀不同的制品？→學生看書后回答→教師提問：普通玻璃制品雖然玲瓏剔透，但有很多致命的缺點，如易碎、不耐高溫、驟冷或驟熱發生炸裂等，如何改造其缺點提高其性能呢？→學生討論→展示硼硅酸鹽玻璃、光學玻璃、彩色玻璃和鋼化玻璃等圖片→請同學講解這幾種玻璃是如何制造的→布置“實踐活動1”，然后進行交流（也可以提前布置，課上交流）。

基本流程是：設計問題情境→講解或自學討論→歸納與總結。

二、活動建議

【實踐活動1】

建議將學生分成不同小組，每個小組負責研究一種玻璃。可通過科普讀物或網絡進行查閱，成果可以小論文、自述等多種形式進行交流。

提示：

1?化學實驗室中的玻璃儀器通常是用硼硅酸鹽玻璃制造的。向普通玻璃中加入一定量的B2O3等就制得硼硅酸鹽玻璃。硼硅酸鹽玻璃的熱膨脹系數小，化學穩定性好，因而更耐高溫和耐化學腐蝕，常用于制造化學儀器。

2?鋼化玻璃、夾層玻璃，以及由鋼化玻璃或夾層玻璃組合加工而成的其他玻璃制品如中空玻璃等都屬于安全玻璃。

經過熱處理工藝制得的鋼化玻璃具有良好的機械性能，而且破碎后的碎片沒有尖銳的棱角，能夠達到安全要求，常作為汽車或火車的窗玻璃等。

夾層玻璃是在兩層玻璃中間夾一層或多層聚乙烯醇縮丁醛(PVB)薄膜，在加熱、加壓的條件下黏合而成。夾層玻璃具有抗沖擊、防紫外線、隔音和隔熱等性能。當夾層玻璃破碎后，碎片仍然粘在PVB膜上。一般多用于汽車的前風擋和高層建筑物的窗戶等。

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中空玻璃是指把兩片或兩片以上的玻璃中間充以干燥的空氣，四周密封而制成的玻璃。中空玻璃能起到隔音、隔熱和防結露等作用，廣泛應用于建筑物的窗戶、冷藏庫和冷藏柜等。

變色玻璃可參考教科書中的“資料卡片”。

【實踐活動2】

該活動可作為課堂演示實驗或學生家庭小實驗。建議用透明的食品包裝盒（如盛放月餅的小塑料盒）作容器，水泥硬化時間與水泥的組成和環境溫度等有關，課堂演示一般需15min以上才有明顯的硬化現象。

三、問題交流

【學與問1】

玻璃與晶體不同，沒有一定的熔點，而是在某個溫度范圍內逐漸軟化。在軟化狀態時，玻璃可以被人工吹制成任何形狀的制品。

【學與問2】

陶瓷燒制時發生了復雜的化學反應。一方面，在普通釉料中加入不同的金屬元素，燒制時生成不同的金屬氧化物（組成不同），不同的金屬氧化物顏色不同；另一方面，燒制時空氣用量不同（反應條件不同），得到金屬離子的氧化態不同，因此顏色也不同。

設置這樣一個問題的目的是讓學生進一步體會物質的組成和反應條件對性能和用途的影響，從而強化學生對這個基本觀念的認識。

【思考與交流】

以下內容僅供參考。

1?水泥具有水硬性，跟水摻和、攪拌并靜置后很容易凝固變硬。水泥的吸水能力很強，能吸收空氣中的水分并與之發生反應而硬化變質。因此，水泥在儲存和運輸過程中要注意防水、防潮。裝有水泥砂漿的專用運輸車不斷旋轉就是為了防止靜置凝固。

2?(1)注意防水、防潮，一定要在保質期內使用。

(2)所用水泥的強度等級要符合要求。

(3)水泥運輸和使用時要注意防止粉塵污染，散裝水泥要用專用車輛運輸。

(4)加入的水應選用潔凈的淡水，不得含有油脂類或糖類物質。

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(5)拌合后的混凝土應及時澆筑，放置時間不應超過2小時。嚴禁將已終凝的混凝土重新拌合使用。

(6)混凝土澆筑后應及時養護，保持混凝土濕潤。夏季高溫季節要注意防止陽光曝曬，增加澆水養護次數；冬季低溫季節應采取保溫措施，避免混凝土受凍。養護時間一般不得少于7天。

(7)要與砂石、鋼筋、外加劑等輔助材料合理搭配、正確使用。

四、習題參考

1?玻璃的化學組成不同，制造玻璃時的工藝(反應條件)不同，都會影響玻璃的性能和用途。回收和再利用是減少玻璃垃圾最有效的方法。

2?2001年4月我國實施的水泥新標準用強度等級來表示水泥的不同性能。將水泥和砂子按規定的比例混合，制成規定大小和形狀的水泥試件。把水泥試件在水中養護28天時所具有的抗壓強度的最低值(單位：MPa)確定為水泥的強度等級。例如，檢測到某水泥試件養護到28天時所具有的抗壓強度為42.5MPa，則這種水泥的強度等級為42.5。

除了抗壓強度以外，不同強度等級的水泥對于28天時的抗折強度也有一定的指標要求。而且雖然水泥的強度等級是根據28天時的抗壓強度指標的最低值來確定的，但養護到3天時也有相應的抗壓強度和抗折強度指標要求。

3?除了光導纖維外，人們已經研制出了許多新型玻璃，如防盜玻璃、鋼化玻璃等安全玻璃；微晶玻璃也是異軍突起，應用前景十分廣闊。除高溫結構陶瓷外，新型陶瓷層出不窮，如納米陶瓷、氧化物陶瓷和壓電陶瓷等。

4?變色水泥的顏色主要受空氣中水分含量的影響。例如，空氣干燥時可能呈藍色或藍紫色（CoCl2或CoCl2·H2O）；空氣潮濕時可能呈紫紅色或粉紅色（CoCl2·2H2O或CoCl2·6H2O）。

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第二篇：化學選修ⅲ人教新課標第三章教學資源.

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教學資源1 1.晶體學的主要分支

晶體學是一門龐大的學科，它由晶體學經典理論（如幾何晶體學）、晶體形貌學、晶體的測定理論與技術（如X衍射晶體學）、晶體物理學（如晶體光學）、晶體化學（又稱結晶化學）、晶體生長理論與技術（如晶體制備）、描述晶體學、實際晶體理論與應用等分支組成。

幾何晶體學是晶體學的基礎理論，形成于19世紀中葉，以對稱性理論（宏觀對稱性和微觀對稱性）為基礎，包括空間群、晶系、點陣型等。2.如何鑒定寶石

寶石有天然的和人工的。如何區別天然的和人工的寶石呢？比如鉆石，天然與人工的鉆石在成分、硬度、密度上都相同，鑒別難度大。但借助于X射線儀可以區別：人造鉆石發黃色熒光和磷光，而天然的鉆石發藍色熒光。鉆石是親油的，用筆或牙簽蘸一點油再涂在鉆石表面上，油會融在鉆石表面上，而假鉆石就會呈小油珠。如果往鉆石表面蘸水，水會呈小珠狀，而假鉆石的表面水會分散流走。鉆石的化學成分是碳。

真假紅、藍寶石也可以區別。一般認為，紅寶石和藍寶石是僅次于鉆石的珍貴寶石，也是最主要的寶石種類之一。從礦物學觀點看，它們都是剛玉晶體類的礦物，只是顏色不同而已。所謂紅寶石是指具有紅寶石質量的紅色剛玉；而藍寶石的涵義比較廣泛，它包括了除紅色之外的具有寶石質量的任何顏色的剛玉。

真正的紅、藍寶石，屬于三方晶系，化學成分是三氧化二鋁，和剛玉的化學成分相同。天然紅藍寶石在生長過程中表面可形成大大小小的凹坑；而人工的就沒這種現象，但可出現一層又一層的“圓弧形生長線”，如果在寶石表面看到這些線狀構造，就可斷定這不是真的寶石。此外，天然的紅、藍寶石在結晶過程中，周圍有一些其他天然礦物晶體，這些礦物常被包入紅、藍寶石晶體中成為包體。這些包體有兩大特點：一是呈帶棱角的晶形；二是常按一定方向排列，彼此以60°角相交。肉眼觀看時，好像紅、藍寶表面有著許多絲狀物，這恰恰是真寶石的重要標志。

相反，人造紅、藍寶石中也可出現包體，它的包體不是各種礦物，而是氣泡，氣泡的出現通常無規律、密集成群，也可孤立出現。

在實驗室里可通過光譜儀來鑒定天然和人造的紅、藍寶石。專業技術人員認為，天然紅、藍寶石在分光鏡中光譜的藍色部分可見到波長450 mm的黑線，這一定是真的天然紅、藍寶石。如果沒有這條吸收黑線，那一定是假貨——人造紅、藍寶石。

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3.關于晶胞（1）晶胞具有平移性

用錘子輕輕敲擊具有整齊外形的晶體（如方解石），會發現晶體劈裂出現的新晶面與某一原晶面是平行的，這種現象叫做晶體的解理性。古人由晶體解理性猜測，晶體是由無數肉眼看不見的，形狀、大小、取向相同的微小幾何體堆積而成的，后來，這種觀念發展成晶胞的概念——整塊晶體是由完全等同的晶胞無隙并置地堆積而成的。“完全等同”可從“化學上等同”和“幾何上等同”兩個方面來理解。“化學上等同”指晶胞里原子的數目和種類完全等同；“幾何上等同”既指所有晶胞的形狀、取向、大小等同，而且指晶胞里原子的排列（包括空間取向）完全等同。“無隙并置”即一個晶胞與它的相鄰晶胞是完全共頂角、共面、共棱的，取向一致，無間隙，從一個晶胞到另一個晶胞只需平移，不需轉動，進行或不進行平移操作，整個晶體的微觀結構不可區別。晶胞的這種本質屬性可歸納為晶胞具有平移性。

[例3-1] 圖3-1中的晶胞是指實線小立方體呢還是指虛線大立方體？為什么？

圖3-1哪個是氯化鈉晶胞？哪個是金剛石晶胞？

[答] 圖3-1中的小立方體不具有平移性，因為它與相鄰的小立方體并非等同。相反，大立方體才具有平移性，在它的上下左右前后都有無隙并置的完全等同的立方體，只是沒有畫出來而已，因此大立方體才是晶胞，小立方體不是晶胞。

晶胞具有相同的頂角、相同的平行面和相同的平行棱是晶胞平移性這一本質特征的必然推論。這里的所謂“相同”，包括“化學上相同”（原子或分子相同）和“幾何上相同”（原子的排列與取向），不具有平移性就不是晶胞。（2）晶胞中原子的坐標與計數

原子在晶胞中的位置，科學的表述是原子坐標。坐標必定是對應于一個參考系的術語。晶胞的參考系的原點，習慣上取在晶胞的左-后-下頂角上，并把相交于這個原點的晶胞的三根棱按右手坐標定為a、b、c，通常以向前方（指向觀察者）為+a，向右為+b，向上為+c（但并非必定如此，這只是大多數情況下的習慣畫法，a、b、c的指向可以改變，但原點和右手坐標系一般不改變，否則利用計算機程序畫晶胞時會出現混亂）。在這樣一個坐標系七彩教育網 全國最新初中、高中試卷、課件、教案等教學資源免費下載 七彩教育網 www.tmdps.cn 免費提供Word版教學資源

中，原子的坐標就是指向量和xa+yb+zc中的（x,y,z）三數組的三個數字。例如，原點的坐標是0，0，0；體心的坐標是1/2，1/2，1/2；等等。如圖32畫了15個原子，然而，若考察原子坐標，卻只有4種原子坐標，可見圖中的晶胞只有4個原子！

圖3-2晶胞中的原子坐標與計數舉例

請注意：①x、y、z三個數的取值范圍是1>x(y、z)>-1,不會等于1或大于1，也不會等于或小于-1，可以簡單地記憶為“1即是0”；②由此可見，晶胞的8個頂角的坐標是一樣的，換句話說，它們是同一個原子。請回過頭來看圖31。若取實線的小立方體為晶胞，8個頂角的原子不一樣了，可見錯了；③再細致點，我們可以肯定：若一個原子坐標在晶面上，肯定在晶胞圖上可以看見一對（位于平行的兩個面上），反過來說，三對面如果都有原子，必定有三個原子坐標，而不是一個原子坐標。同樣的道理，如果某原子在晶胞的棱上，在晶胞圖上將看到4個原子，位于平行的4個棱上。反過來說，如果晶胞的12根棱上全有原子，肯定不會有相同的坐標，而是有3個坐標。

有了原子坐標的概念，數晶胞里的原子數目，變得很簡單——有多少種不同的原子坐標，就有多少個原子，至于不同坐標的原子是否同種原子，跟晶胞中有多少個原子毫無關系。

（3）晶胞不一定都取平行六面體

可以選為晶胞的多面體很多，只要它們可無隙并置地充滿整個微觀空間，即具有平移性，都可以選取，如圖3-3所示的五種（注：圖3-3的五種可無隙并置地填滿整個空間的多面體是費多羅夫證明的，可稱為費多羅夫體。需補充說明的是，費多羅夫體是拓撲型，只要保持平行面和平行棱的特征，每一種費多羅夫體的面間度是可任意改變的，例如，圖中的六方柱體的底面上三對平行棱的邊長不等而成不正的平行六角形，或者柱面與底面的夾角不是90°而以其他角度呈斜柱體，都仍可以無隙并置。其他費多羅夫體具有相同的性質。除費多羅夫體外，還有所謂布里淵體，不必是凸多面體，也可被選為描述晶體結構的晶胞，其形狀更為復雜多樣了。）。但應強調指出，若不指明，三維的“習用晶胞”都是平行六面體，七彩教育網 全國最新初中、高中試卷、課件、教案等教學資源免費下載 七彩教育網 www.tmdps.cn 免費提供Word版教學資源

即圖3-3中最左邊的一種（二維平面上的晶胞則是平行四邊形），叫做布拉維晶胞，即通常所指的晶胞。

圖3-3多面體只要可無隙并置地充滿整個微觀空間，都可被選為晶胞用，但習用晶胞是平行六面體

[例3-2]某些晶體，例如金屬鎂，在歷史上曾用六方柱體作為它的晶胞。圖34用實線畫出了這種過時的晶胞。有人說，一個六方柱體晶胞包含三個布拉維晶胞（如圖34中用實線畫出了3個平行六面體）。這種說法對嗎？

[答]不對。我們只能選取其中任何一個平行六面體為布拉維晶胞而不能同時選三個。因為在同一個六方柱體里的三個平行六面體盡管無隙卻不并置，從一個平行六面體到另一個平行六面體需要轉動，并非平移關系。圖34用虛線畫出了選取六方柱體前右平行六面體為晶胞時的相鄰晶胞之一（請讀者用虛線自行畫出更多的相鄰晶胞）。習慣使用的晶胞是布拉維晶胞，必為平行六面體；所有晶胞在晶體中取向相同。

圖3-4老的六方柱體晶胞和習用晶胞的關系

（4）素晶胞與復晶胞——體心晶胞、面心晶胞和底心晶胞

晶胞是描述晶體微觀結構的基本單元，但不一定是最小單元。晶胞有素晶胞和復晶胞之分。素晶胞，符號P，是晶體微觀空間中的最小基本單元，不可能再小。素晶胞中的原子集合相當于晶體微觀空間中的原子作周期性平移的最小集合，叫做結構基元。復晶胞是素晶胞的多倍體；分體心晶胞（2倍體），符號I；面心晶胞（4倍體），符號F；以及底心晶胞（2倍體）三種。

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體心晶胞的特征是晶胞內的任一原子作體心平移【原子坐標+（1/2，1/2，1/2】必得到與它完全相同的原子。例如，若晶胞內有一個坐標為0，0，0的原子（即處于晶胞的頂角），必同時有一個坐標為1/2，1/2，1/2相同原子（處于晶胞體心）。

檢驗某晶胞是否體心晶胞的方法很多。（1）如果晶胞中的原子很少，可直接考察它們的原子坐標。例如，若在一個晶胞里只有2個原子，一個原子的坐標為0，0，0，另一個原子的坐標為1/2，1/2，1/2，而且它們是同種原子，這個晶胞是體心晶胞。若它們不是同種原子，表明不能作體心平移，是素晶胞。（2）將晶胞的框架移至體心，得到的新晶胞與原晶胞毫無差別時，是體心晶胞（為此要在圖中按原子的固有排列方式畫出更多的原子，而且在移動晶胞框架時不要移動圖中的原子）。（3）考察處于晶胞頂角的原子本身以及其周圍環境與處于體心的原子以及周圍環境是否相同，如果相同，這種晶胞就是體心晶胞。[例3-3]圖3-5中哪種晶胞（實線的立方體）是體心晶胞？

圖3-5體心晶胞與非體心晶胞的例子

[答]金屬鈉的晶胞是體心晶胞而氯化銫是素晶胞。金屬鈉晶胞中只有2個原子，它們的原子坐標分別為0，0，0和1/2，1/2，1/2，而且它們是同種原子，說明晶胞具有體心平移的特征，故為體心晶胞。氯化銫晶胞雖也有2個與金屬鈉晶胞原子坐標相同的原子，但一個是氯，另一個是銫，不具有平移關系（注：平移關系是平移前后結構不可區分），因此是素晶胞。提請讀者注意：我國有許多教科書或教學參考資料，特別是中學高考復習資料，錯誤地將氯化銫說成體心晶胞，應予糾正。

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標上+（1/2，1/2，0；0，1/2，1/2；1/2，0，1/2）的平移而得到周圍環境完全相同的原子。如晶胞頂角有一個原子，在晶胞三對平行面的中心必有完全相同的原子（周圍環境也相同）。[例3-4]圖3-6中哪個晶胞是面心晶胞？ [答]金屬銅是面心晶胞；Cu3Au是素晶胞。

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圖3-6面心晶胞（金屬銅）（左）與非面心晶胞（Cu3Au）（右）舉例 [例3-5]金剛石、干冰晶胞（如圖37）是不是面心晶胞？

圖3-7金剛石晶胞（左）和干冰晶胞（右）

[答]金剛石晶胞中有8個原子，它們的原子坐標分別是0，0，0（頂角原子）；1/2，1/2，0；1/2，0，1/2；0，1/2，1/2（3個面心原子）；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個分處晶胞4條體對角線上的原子）；前4個原子無疑是面心平移關系。后4個原子也是面心平移關系，例如，對坐標為3/4，1/4，1/4的原子的坐標上分別加面心平移坐標：

結果得到另外3個原子的坐標，可見，這4個原子也具有面心平移關系，換言之，金剛石晶胞的結構基元為2個原子（0，0，0和3/4，1/4，1/4）的集合，這2個原子分別作面心平移，得到8個原子，結論：金剛石晶胞具有面心平移的特征，是面心晶胞。

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干冰晶胞無疑不是面心晶胞。因為該晶胞中有4個取向不同的二氧化碳分子，它們是不可能進行面心平移的。例如，頂角二氧化碳分子是一種取向（為什么8個頂角二氧化碳分子的取向必定相同？），3對面心的二氧化碳分子的取向與頂角二氧化碳分子的取向都不同，而且它們也互不相同。需提請讀者注意的是，我國大多數學校的干冰晶胞立體模型是錯誤的，這些模型中的二氧化碳分子的取向搞錯了。

底心晶胞的特征是可作底心平移，即晶胞中的原子能發生如下平移：+（1/2，1/2，0），稱為C底心；+（0，1/2，1/2），稱為A底心；+（1/2，0，1/2），稱為B底心。底心平移是指只能發生其中一種平移。

[例3-6]圖3-8中的實線給出了碘的晶胞（正交晶胞），請問：它是什么底心晶胞（A、B、C）？

圖3-8 底心晶胞舉例（I2）

[答]將晶胞原點移至bc面心（a）和ab面心（c）均不能使所有原子坐標不變，只有將晶胞原點移至ac面心（b）才得到所有原子坐標不變的新晶胞，可見碘的晶胞是B底心（正交）晶胞。（5）布拉維系

平行六面體的幾何特征可用邊長關系和夾角關系確定。布拉維晶胞的邊長與夾角叫做晶胞參數，其定義如圖39所示（注意不要弄錯夾角與邊的相互關系）。共有7種不同幾何特征的（三維）晶胞，稱為布拉維系（Bravais system）（如圖310），它們的名稱、英文名稱、符號及幾何特征如下：

圖3-9晶胞參數的定義

立方cubic(c)a=b=c,α=β=γ=90°(只有1個晶胞參數a是可變動的)四方tetragonal(t)a=b≠c,α=β=γ=90°(有2個晶胞參數a和c)七彩教育網 全國最新初中、高中試卷、課件、教案等教學資源免費下載 七彩教育網 www.tmdps.cn 免費提供Word版教學資源

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

圖3-10晶胞按平行六面體幾何特征的分類——布拉維系(6)14種布拉維點陣型

布拉維系有7種不同幾何特征的晶胞；晶胞又有素晶胞、體心晶胞、面心晶胞和底心晶胞之分。那么，布拉維系的7種晶胞是否都既有素晶胞又有復晶胞呢？19世紀中葉，法國晶體學家布拉維（Bravais）嚴密地論證了這個問題，得出結論如下：布拉維系7系和晶胞的素、復結合，總共只有14種晶胞，如表31和圖3-11所示，在晶體學中，稱為布拉維點陣型（注：圖3－11中的每個小黑點是晶胞中的一個結構基元的抽象，叫做點陣點。點陣點的系列叫做點陣。所以圖3-11叫做點陣型。晶胞的形狀與大小與點陣單位的形狀與大小完全相等。但晶胞圖給出具體的原子而點陣單位圖只給出點陣點。注意：晶胞（crystal cell）和點陣單位（lattice unit）在許多文獻中是不加區分地混用的。）。表3-1給出了這14種晶胞的符號。其中小寫字母c、t、o、m、a、h是所謂“晶族”（crystal family）的代號，大寫字母P、I、F分別代表素晶胞、體心晶胞和面心晶胞，A、B、C代表底心晶胞，R則只代表布拉維系的菱方晶胞。小寫字母和大寫字母結合，是一種既涉及布拉維系又涉及素、復的晶胞代號，例如，cP是素立方晶胞，cI是體心立方晶胞，等等。這些符號是國際晶體學會組織編寫的重要工具書晶體學國際表（1983）推薦的，已廣泛應用。

表3-1

14種布拉維點陣型

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第三篇：第三節 玻璃、陶瓷和水泥 教學設計 教案

教學準備

1.教學目標

知識與技能：

1.知道玻璃、陶瓷和水泥的主要化學成分、生產原料及用途。2.了解光導纖維和高溫結構陶瓷等新型材料的性能與用途。過程與方法

了解玻璃陶瓷和水泥對生產生活的重要意義 情感態度與價值觀

感受化學在生活生產中的重要地位，培養學生關注社會的意識和責任感。

2.教學重點/難點

教學重點

玻璃、陶瓷和水泥的制備原料，主要反應及成分。教學難點

玻璃、陶瓷和水泥的制備原料及成分

3.教學用具

教學課件

4.標簽

教學過程

教學過程設計

一、新課引入

展示各種玻璃制品的圖片：

二、新課教學 自學任務：

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？生產普通玻璃的簡單流程是怎樣的？

2、了解不同性能的玻璃

3、制造陶瓷器的主要原料是什么？了解陶瓷器的制造過程極其性能

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？生產普通水泥的簡單流程是怎樣的？

5、了解“水泥的水硬性”、“水泥砂漿”、“混凝土”及“鋼筋混凝土”

6、了解“光纖”與“光纜”及“光纖”的用途；了解“高溫結構陶瓷”的性能與用途

[板書] 第三節 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質，主要成分是SiO2。這種物質稱作玻 璃態物質，沒有一定的熔點，而是在某個范圍內逐漸軟化

2、玻璃窯中發生的主要反應：

3、在生產過程中加入不同的物質，調整玻璃的化學組成，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能提高玻璃的化學穩定性和降低它的熱膨脹系數，從而使其更耐高溫和抗化學腐蝕，可用于制造高級的化學器皿；加入 PbO后制得的光學玻璃折光率；加入某些金屬氧化物可制成彩色玻璃：加入Co 2O3玻璃呈藍色，加入Cu2O玻璃呈紅色，加入Fe2+ 玻璃呈綠色。

4、思考：

1.為什么堿性試劑如NaOH溶液、Na2CO3溶液不能用帶玻璃塞的試劑瓶存放？ 提示：因為堿性試劑能與玻璃塞的主要成分SiO2反應：2NaOH＋SiO2===Na2SiO3＋H2O，Na2SiO3具有黏合性，將瓶塞和試劑瓶黏結在一起。2.玻璃為什么可以被人工吹制成形狀不同的制品？

提示：普通玻璃是Na2SiO3、CaSiO3、SiO2熔化在一起所得到的物質。這種物質不是晶體，稱作玻璃態物質。玻璃沒有一定的熔點，而是在某個溫度范圍內逐漸軟化，在軟化狀態時，可以被吹制成任何形狀的制品。

（二）陶瓷

陶瓷在我國有悠久的歷史，堪稱中國的國粹，在新石器時期我們的祖先就已經能制造陶瓷，在歷史的長河中，陶瓷曾經歷過兩個鼎盛時期，唐朝（“唐三彩”）和宋朝（“鈞瓷”）

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

2、陶瓷制造過程：混合、成型、干燥、燒結、冷卻、陶器

（三）水泥

1、以石灰石和黏土為主要原料，經研磨、混合后在水泥回轉窯中煅燒，然后加入適量的石膏，并研成細粉就得到普通的硅酸鹽水泥。這種水泥的主要成份是硅酸二鈣2CaO·SiO2、硅酸三鈣3CaO ·SiO 2、鋁酸三鈣 3CaO·Al 2 O 3 ,加入石膏的目的是為了延緩水泥的硬化。

2、水泥的吸水性很強，能吸收空氣中的水份并與之發生化學反應，所以不能長期存放，即使短期存放也要注意防潮。一般水泥的保質期是三個月

3、水泥、砂子和水的混合物叫水泥砂漿，使建筑用黏合劑，可把磚、石等黏合起來。水泥、砂子和碎石的混合物叫做混凝土。

（四）玻璃和陶瓷的新發展 1.光導纖維：簡稱光纖。

從高純度的SiO2熔融體中，拉出直徑約為100μm 的細絲，就得到石英玻璃纖維，其傳導光的 能力非常強，所以又稱光導纖維，簡稱光纖。

（1）成分：SiO2（石英玻璃）。

（2）用途：制作光纜，能同時傳輸大量信息。光纜的抗干擾能力好、通信質量高、能防竊聽。光纜的 質量小而且細，耐腐蝕，鋪設也很方便，因此是非常好的通信材料。還用于醫療、信息處理、傳能傳像、遙測遙控和照明等方面。（3）光纜的性能：抗干擾性能好，通信質量高，能防竊聽，質量小而且細，耐腐蝕。

2.高溫結構陶瓷。

（1）隨著科學技術的發展，人們研制出了許多有特殊功能的陶瓷，如超硬陶瓷、高溫結構陶瓷、生 物陶瓷、超導陶瓷等，使陶瓷的用途不斷擴展

。（2）高溫結構陶瓷的類別：主要有氮化硅（Si3N4）陶瓷、氧化鋁（Al2O3）陶瓷、碳化硅（SiC）陶瓷和二氧化鋯（ZrO2）陶瓷。

課堂小結

1.知道玻璃、陶瓷和水泥的主要化學成分、生產原料及用途。2.了解光導纖維和高溫結構陶瓷等新型材料的性能與用途。

課后習題 課本60習題1-4

板書

一、玻璃

1.制造普通玻璃的主要原料、主要反應、主要成分 2.為玻璃態物質，沒有固定的熔點。

二、陶瓷 1.主要原料 2.優點

三、水泥 1.主要原料 2.主要成分

四、玻璃和陶瓷的新發展 1.光導纖維 2.高溫結構陶瓷

第四篇：化學選修ⅲ人教新課標2.3分子的性質教學設計解讀

七彩教育網 www.tmdps.cn H2O NH3

CH3Cl 非極性分子：CO2

BFCH4 【思考與交流2】

1.NH3為極性分子，CH4為非極性分子，而水是極性分子，根據“相似相溶”規則，NH3易溶于水，而CH4不易溶于水。并且NH3與水之間還可形成氫鍵，使得NH3更易溶于水。2.油漆是非極性分子，有機溶劑（如乙酸乙酯）也是非極性溶劑，而水為極性溶劑，根據“相似相溶”規則，應當用有機溶劑溶解油漆而不能用水溶解油漆。

3.實驗表明碘在四氯化碳溶液中的溶解性較好。這是因為碘和四氯化碳都是非極性分子，非極性溶質一般能溶于非極性溶劑，而水是極性分子。【學與問】

當分子結構相似時，相對分子質量越大，范德華力越大。因此，由于F2～I2的相對分子質量逐漸增大，范德華力也逐漸增大，使F2～I2的熔、沸點越來越高。

三、習題參考答案

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1.水是角形分子，氫氧鍵為極性鍵，所以水分子中正電荷的中心和負電荷的中心不重合，為極性分子。而二氧化碳為直線形分子，雖然碳氧鍵為極性鍵，但分子的正電荷的中心和負電荷的中心重合，所以為非極性分子。

2.低碳醇如甲醇或乙醇，其中的—OH與水分子的—OH相近，因而能與水互溶，而高碳醇的烴基較大，使其中的—OH與水分子的—OH的相似因素少多了，因而它們在水中的溶解度明顯減小。

3.水是極性分子，而汽油是非極性分子，根據“相似相溶”規則，汽油在水中的溶解度應很小。

4.（1）氫鍵不是化學鍵，而是較強的分子間作用力；

（2）由于甲烷中的碳不是電負性很強的元素，故甲烷與水分子間一般不形成氫鍵；（3）乙醇與水分子間不但存在范德華力，也存在氫鍵；

（4）碘化氫的沸點比氯化氫高是由于碘化氫的相對分子質量大于氯化氫的，相對分子質量越大，范德華力越大，沸點越高。

5.兩張圖表明氣態氫化物的沸點一般是隨相對分子質量增加而增大的，這是由于相對分子質量越大，范德華力越大，沸點越高。但氟化氫、水和氨的沸點反常地高，表明在它們的分子間存在較強的相互作用，即氫鍵。

6.對羥基苯甲酸的沸點高。因為對羥基苯甲酸在分子間形成氫鍵，而鄰羥基苯甲酸在分子內形成了氫鍵，分子之間不存在氫鍵。復習題參考答案

1.B

2.CDAB

3.D

4.D

5.A 6.CCl4的中心原子為碳，它的最外層電子都用于形成σ鍵，屬AB4型分子，其立體結構為正四面體形；NH3和H2O的中心原子上分別有1對和2對孤對電子，跟中心原子周圍的σ鍵加起來都是4，它們相互排斥，形成四面體，因而略去孤對電子對后，NH3呈三角錐形，H2O呈角形。

7.白磷分子的空間構型為正四面體，四個磷原子間共有6個σ鍵，當氧氣不足時，每個單鍵中插入一個氧原子成為P4O6，當氧氣充足時，每個磷原子還可再結合一個氧原子成為P4O10（參看教科書中的圖2-12）。

8.乙烷分子中的碳原子采取sp雜化軌道形成σ鍵。乙烯分子的碳原子采取sp雜化軌道形成σ鍵，在乙烯分子中，2個碳原子各以2個sp2雜化軌道與氫原子形成2個碳氫σ鍵，而2個碳原子之間又各以1個sp2雜化軌道形成1個碳碳σ鍵，除此之外，2個碳原子中未參加雜化的p軌道形成了1個π鍵，因此，乙烯的雙鍵中有1個σ鍵和1個π鍵。乙炔

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分子的碳原子采取sp雜化軌道形成σ鍵，在乙炔分子中，2個碳原子各以1個sp雜化軌道與氫原子形成1個碳氫σ鍵，同時又各以其另1個sp雜化軌道形成1個碳碳σ鍵，除此之外，每個碳原子通過2個未參加雜化的p軌道形成了2個π鍵，因此，乙炔的三鍵中有1個σ鍵和2個π鍵。乙炔加氫變成乙烯時，碳原子由sp雜化轉為sp雜化，當繼續加氫生成乙烷時，碳原子雜化轉為sp3雜化。

9.乙烯分子中碳原子采取sp雜化，雜化后的3個sp雜化軌道呈平面三角形，而剩下的未雜化的2p軌道垂直于3個sp雜化軌道構成的平面。2個碳原子各以2個sp雜化軌道與氫原子形成2個碳氫σ鍵，而2個碳原子之間又各以1個sp2雜化軌道形成1個碳碳σ鍵，因而四個氫原子在同一平面上。另外，每個碳原子還有一個未參與雜化的p軌道，兩個p軌道肩并肩重疊形成π鍵，π鍵是不能旋轉的，所以乙烯分子中的雙鍵是不容旋轉的。10.OF2與H2O的立體結構相似，同為角形，但水分子的極性很強，而OF2的極性卻很小，這是因為：（1）從電負性上看，氧與氫的電負性差大于氧與氟的電負性差；（2）OF2中氧原子上有兩對孤對電子，抵消了F—O鍵中共用電子對偏向F而產生的極性。*11（略）*12（略）

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第五篇：九年級化學 化學方程式教學設計示例(二)人教新課標版

化學方程式 教學設計示例

（二）教學目標

（一）知識目標

1、通過分析具體化學反應，掌握化學方程式的涵義；

2、能初步掌握化學方程式的書寫原則和步驟。

（二）能力目標

1、通過化學反應的具體分析，培養學生的邏輯思維能力；

2、通過化學方程式的書寫步驟的練習，培養學生邏輯思維的有序性。

（三）情感目標

結合化學方程式書寫原則的教學，使學生體會到應具有尊重事實、實事求是的科學態度。

教學重點：化學方程式的涵義及寫法 教學難點：化學方程式的配平教學過程：

提問：

1．質量守恒定律的內容 2．從微觀角度解釋守恒的原因

3．依據實驗事實寫出木炭在氧氣中燃燒反應的文字表達式。

設問：這個文字表達式能表示物質的變化及變化的條件，能體現遵循質量守恒定律嗎？ 導入：化學反應要遵循質量守恒定律，那么在化學上有沒有一種式子，既能表示反應物和生成物是什么，又能反應質量守恒這一特點呢？有，這就是今天要學習的另一種國際通用的化學用語—化學方程式

板書：

第二節 化學方程式

講述：什么是化學方程式，它有哪些涵義？怎樣正確書寫化學方程式？是本節課要認真探究的問題。

一、化學方程式的概念 提問：

用心

愛心

專心 1 碳+氧氣==二氧化碳 C + O2==CO2

討論：化學反應遵循質量守恒定律，此式能否體現質量守恒定律，為什么？ 回答：（因上式左右兩邊各原子的種類沒變，數目相等）用已有的知識認識新問題 引導：既然此式可體現質量守恒定律這一特點，反應物和生成物之間我們可以用“=” C+O2===CO2

講述：化學上就是用這樣一種既可表示反應物，又可表示生成物還能體現質量守恒定律的式子來表示化學反應的，這樣的式子，化學上稱為——化學方程式

提問：這個式子與反應的文字表達式有什么不同？（1）化學式代替名稱（2）“→” 變為“=”

啟發學生進行比較，進一步明確化學方程式與文字表達式的區別 根據學生回答給出化學方程式的概念并板書，重點詞做標記 板書：1．定義：用化學式表示化學反應的式子 二．化學方程式的涵義

提問：根據C+O2點燃CO2化學方程式（1）你能說出這個反應的反應物，生成物及反應條件嗎？

討論：化學反應遵循質量守恒定律，那么反應物、生成物各物質間一定存在著質量關系，各物質間存在什么質量關系呢？（根據化學式可計算式量）計算各物質的式量是多少？

再現式量計算使學生理解通過式量可以表示各物質間的質量關系 講解：通過式量可以找出各物質間的質量關系，即各物質間的質量比。

提問：這正是一個化學方程式所能表示的含義，你能總結出化學方程式有哪些涵義嗎？（培養學生歸納總結能力及語言表達能力）

板書：

2、化學方程式的涵義（學生歸納總結）（1）能表明反應物、生成物及反應條件（2）可表示各物質間的質量比 提問：如何讀出這個化學方程式

講解：“+”，“=” 在化學方程式中的意義與數學上的含義區別開 練習1：[投影] ： 化學反應：S+O2點燃SO2中

1、反應物是_______生成物是________，反應條件是_____。

用心

愛心

專心

2、反應中，每_____份質量的硫與_____份質量的氧氣完全反應，能生成______份質量的二氧化硫。

三、書寫化學方程式的原則：

設問：對于任何一個化學反應的方程式是否只要寫出化學式就可以了？ 練習：請寫出磷在氧氣中燃燒的化學方程式 問題：分析學生寫的各種可能的式子 可能寫出的情況有（1）P+O2——P2O5（2）P+O2——PO2（3）P2+O5——P2O5（4）4P+5O2——2 P2O5 分組討論（代表回答）

（1）符合實驗事實但不能體現質量守恒定律

（2）能體現質量守恒定律，而違背了客觀事實，憑空臆造成生成物PO2

（3）為使左右兩邊各原子數目相等而改動化學式（純凈物組成是固定的。各元素原子個數固定，不能任意改動）

（4）符合事實又可體現質量守恒定律 引導：分析從兩方面考慮（1）是否符合實驗事實（2）是否能體現質量守恒定律 課文：P71 板書：化學方程式的書寫

講述：我們是在P+O2——P2O5的各化學式前配上適當系數4、5、2使得左右兩邊每一種元素的原子總數相等，這個過程叫化學方程式的配平，這一步體現了什么？

回答：體現質量守恒定律

講解：如何對上式進行配平呢？配平的目的是什么？如何使左右兩邊P、O原子數相等，改角標行嗎？添系數，系數如何添？（學生討論思考）這里所用的配平方法稱為最小公倍數法。

練習2：[投影] 1．Al+O2——Al2O3

用心

愛心

專心 2．H2+O2——H2O 設問：如何有步驟的寫出正確的化學方程式呢？ 指導閱讀：課本第71——72頁 總結：

1、寫化學式

2、配平

3、注反應條件及箭號“↑”“↓”

模仿練習：請按步驟寫出氯酸鉀與二氧化錳共熱反應的文字表達式 要求：（1）3個步驟 KClO3——KCl+O2 2KClO3——2KCl+3O2 2KClO3===2KCl+3O2↑

（2）練習過程中總結每步的記憶要點

講解：結合實例講明“↑”和“↓”兩符號的意義及使用注意事項 小結：

通過這節課的學習我們理解化學方程式的含義理解書寫化學方程式必須遵循的原則，初步學會用最小公倍數法配平化學方程 板書設計

化學方程式

碳＋氧氣點燃二氧化碳 化學物質的變化 C＋Ｏ2 點燃CＯ2 反應質量的守恒 12 32 44

一、概念：用化學式來表示化學反應的式子

二、含義：（依據客觀事實）“質”：1表示出反應物、生成物

“量”：2表示出反應中各物質之間的質量關系

三、書寫化學方程式原則：

1、依據實驗事實

2、遵循質量守恒定律

用心

愛心

專心

四、化學方程式書寫步驟：

1、寫出反應物，生成物的化學式（依據客觀事實）

2、配平步驟（遵循質量守恒）

3、注明反應條件 用心

愛心專心 5