改进手机电池中的离子导体材料——有机合成在新型材料研发中的应用-说课(共18张PPT)
新型电池材料的合成与应用
新型电池材料的合成与应用随着科技的不断发展，电池作为一种重要的能量储存装置，对于人类的生活和工业生产起着至关重要的作用。
然而，传统的电池材料在能量密度、循环寿命和安全性等方面存在一定的局限性。
为了克服这些问题，科学家们不断探索新型电池材料的合成与应用。
本文将介绍一些新型电池材料的合成方法和应用领域。
一、硫化物电池材料硫化物是一种具有高能量密度和良好循环寿命的电池材料。
目前，科学家们主要通过化学合成和物理气相沉积等方法来制备硫化物电池材料。
例如，可以利用溶液法将金属硫化物纳米颗粒制备成薄膜，然后通过热处理等方法使其形成连续的电极。
硫化物电池材料在锂离子电池和钠离子电池等领域具有广泛的应用前景。
二、多孔材料多孔材料是一种具有高比表面积和良好电导性的电池材料。
通过控制合成条件，可以制备出具有不同孔径和孔隙结构的多孔材料。
这些多孔材料可以作为电极材料，提高电池的能量密度和循环寿命。
同时，多孔材料还可以用于电池的分隔膜和电解质材料，提高电池的安全性和稳定性。
三、有机材料有机材料是一种具有良好可溶性和可加工性的电池材料。
通过合成不同结构和功能的有机分子，可以制备出具有不同性能的有机材料。
例如，聚合物材料可以作为锂离子电池和超级电容器的电解质材料，提高电池的电导率和离子传输速度。
此外，有机材料还可以用于太阳能电池和燃料电池等领域。
四、纳米材料纳米材料是一种具有特殊物理和化学性质的电池材料。
通过控制合成条件和结构设计，可以制备出具有不同形貌和尺寸的纳米材料。
这些纳米材料可以作为电极材料和催化剂，提高电池的能量密度和反应速率。
例如，金属氧化物纳米颗粒可以作为锂离子电池的正极材料，提高电池的容量和循环寿命。
综上所述，新型电池材料的合成与应用是一个具有挑战性和前景广阔的研究领域。
通过不断探索和创新，科学家们可以制备出具有优异性能的电池材料，推动电池技术的发展和应用。
未来，我们可以期待新型电池材料在能源储存、电动车和可穿戴设备等领域发挥更大的作用，为人类的生活带来更多便利和可持续发展。
新型材料在电池技术中的应用
新型材料在电池技术中的应用电池作为一种能转化化学能为电能的装置，广泛应用于各个领域，从传统的干电池到如今的锂离子电池，都在不断地发展和改进。
近年来，随着科技的进步，新型材料的涌现对电池技术的发展起到了重要的推动作用。
本文将从新型材料在锂离子电池和蓄电池中的应用两个方面进行探讨。
一、新型材料在锂离子电池中的应用锂离子电池是当前电子设备领域中使用最广泛的一种电池，其优点是具有高能量密度、轻量化、无记忆效应等特点。
而新型材料的应用为锂离子电池的性能提升带来了新的机遇。
1.1 钴酸锂：钴酸锂是锂离子电池正极材料的一种重要代表，具有稳定的化学性能和较高的电化学性能。
使用钴酸锂作为正极材料的锂离子电池在充放电循环中具有较好的循环稳定性和容量保持率。
然而，钴酸锂存在资源稀缺和成本高昂等问题，因此寻找替代品成为了一种必然趋势。
1.2 磷酸铁锂：磷酸铁锂是一种新型锂离子电池正极材料，相较于传统的钴酸锂，它具有更高的安全性和较好的循环性能。
此外，磷酸铁锂的价格相对较低，资源较为丰富，因此被广泛应用于电动汽车等领域。
1.3 硅基负极材料：传统锂离子电池负极材料采用碳材料，但其特定容量相对较低。
而硅材料具有更高的理论容量，因此被广泛研究应用于锂离子电池。
然而，硅材料在循环过程中容易发生体积膨胀，导致电池寿命的下降。
因此，研究人员通过利用纳米技术和结构调控等手段，使硅材料在电池中具备较好的循环稳定性。
二、新型材料在蓄电池中的应用蓄电池是一种将电能转化为化学能并储存起来的装置，具有以往无法比拟的优点，如高能量密度、长寿命等。
新型材料的应用为蓄电池的性能提升提供了新的方向。
2.1 镍铁电池：镍铁电池是一种应用广泛的蓄电池，主要由金属镍和铁以及电解液组成。
使用铁碳复合材料作为负极材料，可以显著提高镍铁电池的循环寿命、容量保持率和高温性能。
2.2 硫磷酸铁铅电池：硫磷酸铁铅电池是一种新型蓄电池，具有高能量密度、长循环寿命和较低的成本等优点。
高中化学第3章有机合成及其应用合成高分子化合物微项目改进手机电池中的离子导体材料__有机合成在新型材
微项目改进手机电池中的离子导体材料——有机合成在新型材料研发中的应用必备知识·素养奠基一、锂离子电池的工作原理1.电极材料2。
原理(1）放电（2）充电二、手机新型电池中离子导体的结构1。
离子导体中有机溶剂的结构特点（1)作为溶剂应具备溶解并传导锂离子的性能。
(2）酯基的存在能很好地提高有机溶剂对锂盐的溶解性，醚键的存在对锂离子的传导具有很好的效果。
(3）有机溶剂应该性能稳定且为固态,具有交联结构的高分子满足这一要求。
2。
离子导体材料我国科学家提出以二缩三乙二醇二丙烯酸酯与丙烯酸丁酯的共聚物做有机溶剂基体，通过与锂盐复合形成聚合物离子导体材料。
三、合成离子导体材料中有机溶剂的单体1.合成反应中一些反应原理R—C≡N+H2O RCOOH（R为H或烃基）CH2CH—CH3CH2CH—CHO+R—OH RO—CH2—CH2—OH(R为H或烃基）CH3—CH CH2+CO+H2CH3—CH2—CH2—（或）R—CHO+CH3—CHO R—CH CH-CHO(R为H或烃基）2。
合成二缩三乙二醇的方法+H2O锂-铜空气燃料电池容量高、成本低，具有广阔的发展前景。
该电池通过一种复杂的铜腐蚀“现象”产生电力,其中放电过程为2Li+Cu2O+H2O2Cu+2Li++2OH-。
(1）放电时，正极的电极反应式是什么?提示：Cu2O+H2O+2e-2OH—+2Cu。
（2)放电时,锂离子透过固体电解质向哪极移动？提示：阳离子向正极移动，则Li+透过固体电解质向Cu极移动。
(3）整个反应过程中,空气的作用是什么？提示:通空气时，铜电极被腐蚀，表面产生Cu2O,所以空气中的O2起到氧化剂的作用。
关键能力·素养形成项目活动1：设计手机新型电池中离子导体材料的结构2020年5月31日下午4时53分，我国在酒泉卫星发射中心使用长征二号丁运载火箭,成功将高分九号02星、和德四号卫星送入预定轨道，发射取得圆满成功。
此次长二丁火箭遥测系统上采用的一组锂离子蓄电池,替换了原先的一组锌银电池,在满足总体对电池的体积和重量的要求下，同时满足了电性能要求的方案。
新型材料在电池技术中的应用
新型材料在电池技术中的应用随着科技的不断发展，电池作为储存能量的重要设备，在各个领域扮演着至关重要的角色。
近年来，新型材料的开发与应用已经成为电池技术领域的热点。
本文将探讨新型材料在电池技术中的应用，并对其带来的影响进行评估。
一、石墨烯在锂离子电池中的应用石墨烯作为二维碳纳米材料的代表，具有很高的电导率和导热性能，因此在电池技术中具有广泛的应用前景。
在锂离子电池中，石墨烯可以作为电极材料，用于提高电池的性能。
它不仅可以增加电池的导电性，还可以提高电池的储能密度，延长电池的寿命。
二、硅基材料在锂离子电池中的应用硅是一种具有很高容量的材料，但由于其体积变化较大，使用硅作为电池材料会引起电池膨胀，从而降低电池的寿命。
然而，通过改进硅的结构和控制硅的体积变化，科学家们已经成功地将硅应用于锂离子电池中。
硅基材料可以显著提高电池的能量密度，延长电池的使用时间，并且具有很好的循环稳定性。
三、氧化钠在钠离子电池中的应用近年来，钠离子电池作为一种新型的能量储存装置备受关注。
与传统的锂离子电池相比，钠离子电池具有储能成本较低、储能容量大等优点。
氧化钠作为一种重要的正极材料，在钠离子电池中具有广泛的应用。
氧化钠可以提供高容量和稳定的循环性能，因此在未来的钠离子电池中具有巨大的潜力。
四、多孔材料在超级电容器中的应用超级电容器作为一种高能量密度、高功率密度的能量储存装置，广泛应用于电子设备和新能源领域。
而多孔材料作为超级电容器中的重要组成部分，在提高电容器性能方面起着重要作用。
多孔材料具有较大的比表面积和孔隙结构，可以提供更多的储能场所，从而提高超级电容器的能量密度和功率密度。
总结起来，新型材料在电池技术中的应用为电池的性能提供了巨大的提升空间。
石墨烯、硅基材料、氧化钠和多孔材料等新型材料在电池技术中的应用，不仅能够提高电池的能量密度、延长电池的使用寿命，还可以降低电池的成本，推动电池技术的进一步发展。
然而，新型材料在电池技术中的应用仍面临一些挑战，如材料的制备成本、循环稳定性等问题需要进一步解决。
改进手机电池中的离子导体材料——有机合成在新型材料研发中的应用
(1)锂元素在元素周期表中的位置为
。
(2)氧化锂(Li2O)是制备锂离子电池的重要原料,氧化锂的电子式
为
。
(3)近日华为宣布,利用锂离子能在石墨烯表面和电极之间快速大量
穿梭运动的特性,开发出了石墨烯电池,电池反应式为
LixC6+Li1-xCoO2
C6+进手机电池中的离子导体材料 ——有机合成在新型材料研发中的应用
探究一
探究二
随堂检测
课前篇素养初探 课课堂堂篇篇素素养养提提升升
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※微项目※ 改进手机电池中的离子导体材料 ——有机合成在新型材料研发中的应用
探究一
探究二
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①石墨烯的优点是可提高电池的能量密度,石墨烯为层状结构,层
与层之间存在的作用力是
。
②锂离子电池不能用水溶液作离子导体的原因是
课前篇素养初探 课课堂堂篇篇素素养养提提升升
提示:电池充电时,负极与外电源的负极连接,正极与外电源的正极 相连;充电时,电池为电解池,内电路中锂离子通过有机溶剂的传导 从正极(阳极)移动到负极(阴极)。
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素能应用
典例1(2020山东德州高三期末)2019年诺贝尔化学奖颁给了三位对
锂离子电池发展有着巨大贡献的科学家。锂离子电池已广泛应用
于手机、笔记本电脑、电动汽车等较多领域。
新型材料技术在智能手机领域中的应用
新型材料技术在智能手机领域中的应用随着移动互联网的普及和手机市场的快速发展，智能手机已经成为人们生活中不可或缺的一部分。
为了满足不断增长的用户需求，手机厂商不断推出新的产品，并不断完善其技术和功能。
新型材料技术的应用已经成为手机制造业的一个热门话题。
一、新型材料技术新型材料技术是指物理、化学、制造等领域在各种材料方面的突破和创新，包括材料设备和加工技术的发展。
它们解决了工业制造中存在的困难，可以用于生产更高品质的产品，提升生产效率，并改善和创新产品体验。
新型材料技术包括了诸如金属材料、陶瓷材料、高分子材料、玻璃材料等。
二、新型材料技术在智能手机领域中的应用1. 折叠屏折叠屏是将新型材料技术与手机技术完美结合的现代科技成果。
通过使用特殊的可折叠材料和机械结构，屏幕可以在不影响像素密度和视觉效果的情况下进行折叠。
折叠屏可以增加屏幕的显示面积，在不影响整体尺寸和手感的情况下优化用户体验。
例如，三星Galaxy Fold和华为Mate X是目前市场上已经推出的两款折叠屏手机，它们都采用了柔性屏幕。
2. 陶瓷材料陶瓷材料在手机制造中有着广泛的应用。
首先，它们可以替代传统的金属外壳，使手机更耐用和防止刮花。
其次，陶瓷可以有效的吸热，并且减轻手机的重量。
例如，小米手机使用了4D曲面陶瓷玻璃材料，并在高压和高温下将陶瓷制成外壳。
此外，OnePlus 6T采用了陶瓷材料的黑色版本，这种材料不仅质感好，而且难以刮花，可以更好地保护手机。
3. 金属材料金属作为一种传统的手机材料，在制造中仍然有着广泛的应用。
与普通金属不同的是，现在金属材料在强度和耐久性方面有了很大的改进。
例如，iPhone X采用了不锈钢材料，并使用了亚原子量级的镀膜技术，这使它更坚固并且防止刮痕。
此外，一些手机使用的是全金属一体化外壳，它们更加耐划和耐磨。
4. 高分子材料高分子材料在智能手机中的应用非常广泛。
它们的特点是轻巧、柔韧、无毒、可塑性强等，适用于制造手机壳、手机卡槽和各种按钮等。
先进材料在电池技术中的应用
先进材料在电池技术中的应用在当今科技飞速发展的时代，电池技术作为能源领域的关键组成部分，其性能的提升对于推动电子设备、电动汽车以及可再生能源存储等领域的进步具有至关重要的意义。
而先进材料的不断涌现和应用，正成为电池技术取得重大突破的关键因素。
首先，让我们来了解一下传统电池所面临的挑战。
传统的锂离子电池在能量密度、充电速度、循环寿命等方面逐渐难以满足日益增长的需求。
例如，智能手机等电子设备对于电池续航能力的要求越来越高，而电动汽车则需要更大容量、更快速充电的电池以解决续航焦虑问题。
此外，传统电池在长期使用后，性能会逐渐下降，这也限制了其广泛应用。
先进的电极材料是提升电池性能的核心之一。
以锂离子电池为例，常见的正极材料如钴酸锂、磷酸铁锂和三元材料（镍钴锰酸锂）等都在不断地改进和优化。
新型的富锂锰基正极材料具有更高的比容量，能够显著提高电池的能量密度。
同时，一些过渡金属氧化物如锰酸锂等也因其成本较低、安全性较好等优点而受到关注。
在负极材料方面，硅基材料正逐渐崭露头角。
硅具有极高的理论比容量，是传统石墨负极材料的数倍。
然而，硅在充放电过程中会发生巨大的体积变化，导致电极结构破坏，从而影响电池的循环寿命。
为了解决这一问题，科研人员通过采用纳米化、复合化等手段对硅基材料进行改性，有效地缓解了体积膨胀带来的负面影响。
除了锂离子电池，钠离子电池作为一种新兴的电池技术，也因其原材料丰富、成本低廉等优势而备受瞩目。
钠离子电池的正极材料主要包括层状氧化物、普鲁士蓝类似物等，而负极材料则有硬碳、软碳等。
这些材料的性能和结构特点决定了钠离子电池在大规模储能领域具有广阔的应用前景。
电解质材料对于电池的性能和安全性同样起着关键作用。
传统的液态电解质存在着泄漏、易燃等安全隐患。
固态电解质的出现为解决这些问题提供了可能。
固态电解质包括聚合物固态电解质、无机固态电解质和复合固态电解质等。
其中，无机固态电解质如石榴石型、硫化物型等具有较高的离子电导率和良好的化学稳定性，能够有效提高电池的安全性和循环性能。
智能手机电池技术的改进与创新
智能手机电池技术的改进与创新引言：随着智能手机的普及和功能的不断提升，用户对其电池续航时间的要求也越来越高。
因此，智能手机制造商一直在不断改进和创新电池技术，以满足用户需求。
本文将从电池材料、电池容量和充电技术三个方面探讨智能手机电池技术的改进与创新。
第一章：电池材料的改进与创新1.1 锂离子电池目前，大多数智能手机所采用的电池技术是锂离子电池。
锂离子电池具有高能量密度、低自放电率和较长的寿命等特点。
然而，在长时间使用过程中，锂离子电池容易出现容量衰减和充电速率下降的问题。
为了解决这些问题，研究人员正在探索新型材料，如锂硫电池和固态电池，这些材料能够提供更高的能量密度和更快的充电速度。
1.2 锂硫电池锂硫电池作为一种新型电池技术，具有更高的能量密度和更低的成本。
锂硫电池采用的是硫作为正极材料，锂作为负极材料。
相比于锂离子电池，锂硫电池的理论能量密度高出更多。
然而，锂硫电池仍处于研究和开发阶段，需要解决循环寿命和安全性等问题。
1.3 固态电池固态电池采用固态电解质替代传统液态电解质，具有更高的能量密度和更快的充电速率。
与液态电解质相比，固态电解质具有更好的稳定性和安全性。
此外，固态电池在尺寸和形状上更加灵活，能够满足不同智能手机设计的需求。
然而，固态电池仍需解决制造工艺和成本等问题，以促进其在智能手机中的应用。
第二章：电池容量的改进与创新2.1 锂离子电池容量增加随着智能手机功能越来越强大，对电池容量的需求也越来越高。
为了满足用户对续航时间的要求，智能手机制造商不断增加锂离子电池的容量。
通过采用更高能量密度的材料和优化电池结构，智能手机的电池容量得以增加，从而延长续航时间。
2.2 快充技术的发展快速充电技术成为提高电池容量的另一种解决方案。
通过改进充电器和电池管理系统，智能手机可以在更短的时间内充满电。
目前，一些智能手机已经支持30W或以上的快速充电技术，能够在几十分钟内达到50%以上的电量。
未来，随着快充技术的不断发展，智能手机的充电速度将进一步提升。
新型材料在电池科学与技术中的应用
新型材料在电池科学与技术中的应用近年来，随着科技的发展和社会进步，电池作为一种重要的能源存储设备，发挥着越来越重要的作用。
不仅在各个领域得到广泛应用，而且也在环保和可持续能源方面发挥了重要作用。
然而，由于传统电池的一些局限性，研究人员开始关注并开发新型材料来改进电池的性能和可靠性。
首先，新型材料在提高电池性能方面具有巨大潜力。
传统电池常用的原材料如锂、铅等，其性能存在一些问题，如能量密度低、循环寿命短等。
而新型材料的出现打破了这些限制。
例如，锂硫电池采用硫作为正极材料，相比锂离子电池，其能量密度更高，可以实现更长久的续航能力。
此外，钙离子电池使用钙离子作为电荷载体，能量密度更高，同时具有循环寿命长、安全性高等优点。
这些新型材料的应用极大地推动了电池性能的提高，为电动汽车、移动设备等领域的发展提供了强有力的支持。
其次，新型材料在电池技术方面探索了更广阔的可能性。
随着科学技术的不断发展，研究人员发现了一些拥有特殊性能的材料，可以应用于电池领域。
例如，二维材料石墨烯因其导电性好、稳定性高等特点，成为了研究热点。
石墨烯在电池中的应用可以提高电池的导电效率和储能密度，使电池更加高效稳定。
此外，纳米材料也是电池技术中的重要研究领域。
纳米颗粒的独特结构和性质使得电池充放电速度更快、循环稳定性更高。
因此，新型材料的探索为电池技术提供了更大的发展空间和可能性。
再次，新型材料在电池科学中的应用也有助于环境保护和可持续能源的发展。
传统电池的生产过程中常常使用稀有金属等资源，以及对环境造成污染。
而新型材料的开发和应用可以减少对稀有资源的依赖并减少对环境的污染。
例如，锌空气电池使用广泛且环保的锌作为负极材料，通过空气中的氧气进行充放电反应，有效降低了对环境的影响。
另外，太阳能电池中的钙钛矿材料因其丰富、廉价、环保等特点而备受研究者的关注。
这些新型材料的应用不仅可以提高电池的性能，还有利于环境保护和可持续能源的发展。
综上所述，新型材料在电池科学与技术中的应用具有重要意义。
新型导电材料的合成与应用研究
新型导电材料的合成与应用研究近年来，随着科技的迅速发展和人们对高效能材料的需求增加，新型导电材料成为了研究的热点之一。
导电材料在电子学、能源存储和转换等领域扮演着重要角色，因此合成和应用新型导电材料的研究变得至关重要。
在新型导电材料的合成过程中，一种常见的方法是通过化学反应合成。
例如，通过合成含有氮、硫、氧等元素的有机化合物，可以制备出导电性能优良的有机导电材料。
此外，还可以通过控制材料的结构和形貌，来调控导电材料的电学性能。
例如，纳米材料的合成可以实现高效能的导电，因为纳米材料具有较大的比表面积和较高的载流子迁移率。
通过调控纳米材料的尺寸、形状和晶体结构，可以实现导电性能的调控和优化。
在合成新型导电材料的研究中，还可以利用生物合成的方法。
近年来，生物合成导电材料的研究受到了广泛关注。
例如，利用细菌和真菌等微生物的代谢活性，可以制备出具有导电性能的生物材料。
这种方法不仅能够实现材料的可持续发展，还能够节约能源和减少环境污染。
此外，利用生物合成方法，还可以制备出具有特殊功能的导电材料。
例如，改变细菌或真菌的诱导物和培养条件，可以合成出具有高度敏感性和可控性的导电材料，可以应用于传感器和生物医学领域。
除了合成新型导电材料，应用研究也是非常重要的。
导电材料的应用涵盖了电子学、能源存储和转换等多个领域。
在电子学领域，导电材料被应用于电子器件的制备。
例如，利用导电高分子材料可以制备柔性电子器件，可以实现电子产品的自由曲折和柔性使用。
此外，导电材料还可以应用于能源存储和转换领域。
例如，利用导电聚合物可以制备柔性太阳能电池，并实现太阳能的高效转换和利用。
此外，导电材料还可以应用于传感器和电磁屏蔽等领域，可以实现信息的高效传输和安全保护。
新型导电材料的合成和应用研究不仅对科学发展有着重要意义，而且对经济社会的发展也有着积极影响。
通过合成具有优良导电性能的材料，可以推动科技的进步，并促进各个领域的创新。
同时，新型导电材料的应用也可以改善人们生活的品质，提升能源利用效率，促进经济的可持续发展。
新型材料制备与创新——有机合成教案实践探究
新型材料制备与创新——有机合成教案实践探究随着科技的发展，新型材料的需求和应用日益增多。
有机合成技术作为一种重要的新材料制备方式，不断得到了人们的关注和重视。
本文将探讨有机合成在新型材料制备和创新中的应用与实践，并介绍一种有效的有机合成教案，以期能够为相关领域的研究和实践提供一定的指导和借鉴意义。
一、新型材料备与创新中的有机合成技术1.1 有机合成技术的定义有机合成技术是指通过有机化学反应，将简单的有机小分子转变成复杂的有机大分子的一种化学制备方法。
有机合成技术是有机化学领域的重要分支，它为制备新型材料提供了实现的关键技术手段。
1.2 有机合成技术的应用与意义随着人们对新型材料的需求与期望的不断提高，有机合成技术作为新材料制备的核心技术方案，越来越得到了人们的关注与重视。
在新型材料的制备和创新中，有机合成技术的应用主要体现在以下几个方面：1.2.1 用于制备功能性材料：有机合成技术可以通过简单的原料，制备出复杂、多功能型的高分子材料，如高分子灵敏材料、高分子超滤材料、高分子纤维材料等。
1.2.2 用于开发新型药物：新型药物的研制极大地依赖于有机合成技术，有机合成技术不仅提供了众多新药的原料，也推动了新药的结构改良和代谢途径的优化。
1.2.3 用于制备新型催化剂：有机合成技术可以制备许多适用于有机反应的催化剂，如金属有机催化剂、酶催化剂、电化学催化剂等，研究这些催化剂是提高有机合成技术的重要手段。
1.3 有机合成技术在新型材料制备和创新中的瓶颈虽然有机合成技术在新型材料制备和创新中拥有广泛的应用和意义，但也面临着一些瓶颈和挑战。
例如，目前许多新型材料制备需要复杂的有机小分子进行反应才能得到复杂的大分子，这就需要有机合成技术更广泛的应用和创新来提高反应过程的效率和可行性。
二、有机合成教案的设计与实践2.1 教学内容设计针对有机合成教学，本文设计了以下教学内容：2.1.1 相关概念介绍：有机化学反应、有机小分子和大分子的区别和联系、催化剂的作用原理等。
大学四年级化学课教案研究有机合成与新材料的应用
大学四年级化学课教案研究有机合成与新材料的应用大学四年级化学课教案：研究有机合成与新材料的应用引言：化学是一门研究物质的组成、性质、结构和变化规律的学科。
在现代社会中，化学的应用涉及各个领域，为人类创造了众多的新材料和新技术。
在本教案中，我们将重点研究有机合成与新材料的应用，以培养学生的实验技能和科学思维能力，为他们未来的职业发展打下坚实的基础。
一、课程目标1. 理解有机合成的基本概念和原理；2. 掌握有机合成的常用反应和技术；3. 了解新材料的分类、性质和应用领域；4. 能够利用所学知识设计和开展有机合成实验；5. 发展学生的科学研究能力和创新思维。
二、教学内容1. 有机合成的基本概念与原理A. 有机化合物的命名与结构B. 有机反应的机理与条件C. 有机合成的步骤和策略2. 有机合成的常用反应和技术A. 取代反应B. 加成反应C. 消除反应D. 还原反应3. 新材料的分类和性质A. 聚合物材料B. 纳米材料C. 复合材料4. 新材料的应用领域A. 塑料材料在包装行业的应用B. 纳米材料在医疗领域的应用C. 复合材料在航空航天领域的应用5. 有机合成实验设计与操作技巧A. 实验材料和设备的准备B. 实验步骤和条件的确定C. 实验数据的记录和分析D. 实验结果的讨论和总结三、教学方法1. 讲授法：通过讲解有机化合物的命名规则、反应机理和合成策略，帮助学生建立起有机合成的基本概念和原理。
2. 实验探究法：设计一系列有机合成实验，让学生亲自动手操作，培养其实验技能和科学研究能力。
3. 讨论交流法：组织学生进行小组讨论和报告，分享实验结果和经验，促进彼此之间的思维碰撞和知识交流。
四、教学重点1. 有机合成的基本概念和原理；2. 有机合成的常用反应和技术；3. 新材料的分类、性质和应用领域；4. 有机合成实验的设计和操作技巧。
五、教学过程本教案的教学过程将根据每个教学单元的具体内容进行安排，并注重理论与实践的结合。
新型材料在锂离子电池中的应用
新型材料在锂离子电池中的应用随着科技的不断进步和人们对清洁能源的需求增加，锂离子电池作为一种高效可靠的能源存储设备被广泛应用于电动车、移动通信设备以及可穿戴设备等领域。
然而，传统的锂离子电池材料存在着容量限制、充放电速度慢以及循环寿命短等问题。
为了克服这些限制，研究人员不断探索和开发新型材料，以提高锂离子电池的性能和可靠性。
一、正极材料正极材料是决定锂离子电池性能的重要组成部分。
传统的锂离子电池正极材料主要是钴酸锂、镍酸锂和锰酸锂等。
然而，这些材料存在资源紧缺、价格高昂以及环境污染等问题。
因此，研究人员开始寻找替代材料。
新型正极材料如锂铁磷酸盐、锂钴酸、镁锰酸盐等被广泛研究和应用。
这些材料具有高能量密度、较长的循环寿命和更好的安全性能，能够显著提高锂离子电池的性能。
二、负极材料负极材料在锂离子电池中起到负责存储和释放锂离子的作用。
常见的负极材料是石墨，但其容量有限且充放电速度较慢。
为了提高电池的容量和充放电速度，研究人员开始研究新型负极材料，如硅基负极材料、锡基负极材料以及锂钛酸盐等。
这些材料具有更高的理论容量和更快的充放电速度，能够显著提升锂离子电池的性能。
三、电解液材料电解液是锂离子电池中的重要组成部分，主要用于导电和锂离子的传输。
传统电解液主要由有机溶剂和锂盐组成，但存在着易燃、易挥发、温度范围窄等问题，安全性能较低。
为了提高锂离子电池的安全性和稳定性，研究人员开始研究新型电解液材料。
固态电解质材料如氧化物和磷酸盐等具有较高的电化学稳定性和较低的挥发性，能够显著提升锂离子电池的安全性。
四、隔膜材料隔膜材料在锂离子电池中起到隔离正负极之间的作用，防止短路和电池的安全问题。
传统的隔膜材料主要是聚烯烃类材料，但存在热稳定性差和机械强度低的问题。
为了提高锂离子电池的安全性和循环寿命，研究人员开始寻找新型隔膜材料。
新型隔膜材料如陶瓷隔膜和聚合物复合隔膜等具有较高的热稳定性和机械强度，能够显著提升锂离子电池的安全性和循环寿命。
基于核心素养的微项目式高中化学深度教学《有机合成在离子导体研发中的应用》2019-2020
交流讨论
以乙烯或丙烯为基础原料（其他无机试剂任选）， 设计两种单体的合成路线，画出流程图。
二缩三乙二醇二丙烯酸酯
Oห้องสมุดไป่ตู้
H
H2 H2
H2
COCCOC
H2C
C O
CO H2
C
C
O
H2 H2
CH2 C H
丙烯酸丁酯
H
H2
H2C
C
C O
O
C C H2
C CH3 H2
合成路线设计展示
合成路线视频展示
环节三：设计合成路线，制备目标产物
环节一：创设情境，激发探究欲望
设计意图： 以真实问题引入，提出具有挑战的项目任务，激发学生学习兴
趣和探究欲望。
环节二：建立思路方法，设计材料结构
思考交流1 ——设计意图：建立有机材料结构设计的思考角度
你想了解哪些信息？
为什么手机电池存在安全隐患？
针对安全隐患，如何改进材料性能？
还需要满足哪些性能要求？
识模型
解
决 创设合成路线评价活动，以
学生所涉及的合成路线和工
策 业合合成成路路线线作评为价“合活成动路线
库”，梳理优化和选择合成
路线的角度和原则
略
以真实的材料问题为微项目
任务真，实在的解材决料问问题题的作过程中 ，建为立项从目化主学题视角分析、解
决材料问题的思路方法
2.2 学生情况分析
认识发展层级
培养以宏观辨识与微观探析、创新意识为主的学科核心素养。
3、体会有机合成和高分子材料对于提高人类生活质量、促进社会发展的 巨 大贡献，树立实际问题的解决是社会、科学、环境、技术综合影响，共同 作用 的意识。
高中化学课时作业二十改进手机电池中的离子导体材料__有机合成在新型材料研发中的应用鲁科版选择性必修3
课时作业（二十）改进手机电池中的离子导体材料——有机合成在新型材料研发中的应用1．锂—空气电池是一种新型的二次电池，由于具有较高的比能量而成为未来电动汽车的希望。
其放电时的工作原理如图所示。
下列说法正确的是（）A．该电池放电时，锂电极发生了还原反应B．放电时，Li＋向锂电极迁移C．电池中的电解液可以是有机电解液或稀盐酸等D．充电时，电池正极的反应式为Li2O2－2e－===2Li＋＋O2↑2．以乙醇为原料，用下述6种类型的反应来合成乙二酸乙二酯（结构简式为），正确的顺序是（）①氧化②消去③加成④酯化⑤水解⑥加聚A．①⑤②③④B．①②③④⑤C．②③⑤①④D．②③⑤①⑥3．下图是某种锂离子电池的工作原理图，该离子导体中有机溶剂为碳酸甲乙酯（）。
下列有关该锂离子电池中离子导体中有机溶剂的说法错误的是（）A．碳酸甲乙酯中含有的官能团为酯基B．碳酸甲乙酯中碳原子有两种杂化方式：sp2杂化和sp3杂化C．碳酸甲乙酯在酸性条件下能发生水解反应，生成两种物质D．碳酸甲乙酯中含有极性键和非极性键4．由2氯丙烷制取少量的1，2丙二醇（）时，需要经过下列哪几步反应（ ）A ．加成→消去→取代B ．消去→加成→水解C ．取代→消去→加成D ．消去→加成→消去 5．（双选）碳酸乙烯酯广泛用作电池电解质、酯类合成的中间体。
一种由CH 2===CH 2、CO 2及O 2为原料，在铁、铜及碘化物催化下制备碳酸乙烯酯的反应为CH 2===CH 2＋12O 2＋CO 2――→催化剂。
下列说法不正确的是（ ）A ．碳酸乙烯酯是一种有机溶剂，只能溶解有机化合物B ．碳酸乙烯酯只含酯基官能团C ．碳酸乙烯酯是一种离子导体D ．该碳酸乙烯酯的制备反应的原子利用率为100%6．一种3D 打印机的柔性电池以碳纳米管作电极材料，以吸收ZnSO 4溶液的有机高聚物为固态电解质，电池结构如图1所示，图2是有机高聚物的结构片段。
高二【化学(鲁科版)】微项目：改进手机电池中的离子导体材料-课后练习
1. +CH 2已知：C H OC HO 碱H C C CHO +H 2O，C 、D 、E 、F 发生如下转化关系，其中C 是芳香族化合物，请书写C+D →E 的反应方程式。
碱C 7H 6O CD C 2H 4OE[O]C 9H 8O 2FC+D →E ： 答案：+ CH 3CHO+ H 2O解析：已知C 为分子式为C 7H 6O 的芳香族化合物，即含有苯环，且含有醛基，所以C 的结构式为，D 的分子式为C 2H 4O 且含有醛基，则其结构简式为CH 3CHO ，C 和D在碱性条件下发生反应生成E ，根据信息，判断E 的结构简式为，根据题意书写方程式即可。
2. 某化合物C 的合成路线如下，请回答：（1）烃A 的结构简式为 ；（2）选用必要的无机试剂完成B→C 的合成路线（用结构简式表示有机物，用箭头表示转化关系，箭头上注明试剂和反应条件）。
已知：碳碳双键在加热条件下易被氧气氧化。
答案：（1） 碱HC CH 2HC H2C3. 双功能手性催化剂在药物合成中起到重要的作用。
其中一种催化剂I 的合成路线如下：已知：（1）A 可与Na 反应可生成H 2，则A 的结构简式是_________。
（2）写出B→C 的化学方程式：___________。
（3）D 的结构简式是__________。
（4）E→F 的反应类型是___________。
（5）已知：，NH 3和物质K 发生反应可以制备试剂a ，K 的结构简式是__________。
（6）F 与对苯二胺（）在一定条件下可发生缩聚反应制备尼龙MXD6的衍生品，该反应的化学方程式是___________。
（7）H 的结构简式是___________。
答案：（1）HOCH 2CH 2CH 2OH（2）HOOC —CH 2—COOH + 2C 2H 5OH C 2H 5OOC —CH 2—COOC 2H 5 + 2H 2O（3） （4）取代 （5）R NH 2+R'C ClO一定条件R'CNH R ONH 3+H 2N CH 2CH 2OH ONH 2H 2NC 2H 5OOC COOC 2H 5H 3+H 2N CHCH 2OHOCH H 3CCH 3浓硫酸。
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证据推理
变化观念 与平衡思想
结构（官能 团、碳骨 架）决定
与模型认知
化学变化需 要一定的 条件
性质 实验探究与创新意识
高分子结构的设计
学习者分析——认识发展脉络
学生已有认识
初步掌握有机合成的思路和 方法（碳骨架的构建，官能 团的转化）； 能够应用逆合成分析法进行 简单有机化合物合成路线的 设计。
初步掌握有机高分子的 结构、性质和应用。
••••••
手机手机
；
电池电池
资关资料关键键料结结构：
问问物题物质题质性性质质：： 问题 固稳对固态锂定态材；； 盐材；的料料溶性性能能：：可熔性固 熔；性离溶沸质体 沸质子解点稳； 点稳导锂高定高定体盐；，，；
卡卡高高醚分分片构片键子子：
酯醚基键 酯基
解传稳盐性导定； 锂离子
可溶解锂
对锂盐的溶
离子导体
重新审视 教材内容
二 教学背景分析
2.1 教学内容分析
知识发展
素养发展价值
本节 复习课
第三章 第五章
第二章 第三章
有机合成、高分子合成思 路方法的灵活、综合应用
提升 有机合成、合成高分子的 基本方法
提升
烃、卤代烃、醇、酚、醛 、羧酸、酯
科学精神与社会责任
有机合成对人类社 会的巨大贡献
宏观辨识 与微观探析
环节一：创设情境，激发探究欲望
设计意图： 以真实问题引入，提出具有挑战的项目任务，激发学生学习兴
趣和探究欲望。
环节二：建立思路方法，设计材料结构
思考交流1 ——设计意图：建立有机材料结构设计的思考角度
你想了解哪些信息？
为什么手机电池存在安全隐患？针对安全隐患，如何改进材料性能？
还需要满足哪些性能要求？
合成路线的评价 ——设计意图：体会优化和选择合成
路线的原则
以所设 计的合 成路线 和工业 合成路 线作为 “合成 路线库 ”
利用已学的有机物的性质与转化或依据需求使用资料卡片中所提供 的常用有机反应信息。
在学生设计出多条不同的合成路线后，对不同方案进行评价，梳理 出选择评价合成路线的角度，体会工业选择的原则。
识模型
解
决 创设合成路线评价活动，以
学生所涉及的合成路线和工
策 业合合成成路路线线作评为价“活合动成路线
库”，梳理优化和选择合成 路线的角度和原则
略
以真实的材料问题为微项目
任务真，实在的解材决料问问题题的作过程中 ，建为立项从目化主学题视角分析、解 决材料问题的思路方法
2.2 学生情况分析
认识发展层级
学生待发展认识
能够灵活运用有机合成的思路方法设计 合成路线，解决复杂、实际问题； 深入体会有机合成的原则，关注官能团 的保护、绿色设计等原则； 建立合成路线评价视角，形成系统的合 成路线优化和选择方法； 建立对有机合成思路方法的功能价值的 认识。
建立基于有机合成创造新物质，合成新 材料解决实际问题的思路方法；
交流讨论
以乙烯或丙烯为基础原料（其他无机试剂任选）， 设计两种单体的合成路线，画出流程图。
二缩三乙二醇二丙烯酸酯
O
H
H2 H2
H2
COCCOC
H2C
C O
CO H2
CCO H2 H2
CH2 C H
丙烯酸丁酯
H
H2
H2C
C
C O
O
C C H2
C CH3 H2
合成路线设计展示
合成路线视频展示
环节三：设计合成路线，制备目标产物
培养以宏观辨识与微观探析、变化观念与平衡思想、创新意识为主的学科 核心素养。
2、在解决有机材料设计与合成问题的方法上，建立从化学视角分析、解决 材料问题的思路，从能够基于功能需求，寻找材料性能，确定物质性质，聚焦 关键官能团，设计高分子化合物，建立基于有机合成创造新物质，合成新材料 解决实际问题的思路方法。
解性；
传导锂离子
更安全
环节二：建立思路方法，设计材料结构
思考交流2 ——设计意图：形成有机材料结构设计的思路方法
思路展示——视频
环节二：建立思路方法，设计材料结构
证据支持 ——设计意图：提供文献支持，证实可行性
所设计的高分子结构可行吗？ 所建立的解决材料问题的思路方法可靠吗？
环节三：设计合成路线，制备目标产物
改进手机电池中的离子导体材料 ——有机合成在新型材料研发中的应用
“微项目式教学” 高二年级 有机化学基础模块 复习课
北京市八一学校
说课内容
一、指导思想和理论依据 二、教学背景分析 三、教学目标及教学重点和难点 四、教学过程
一 指导思想与理论依据
化学学科核心素养
形成本次 教学设计
深入挖掘其学科 核心素养价值
环节四：概括梳理项目，落实思路方法
项目清单
问题解决线： 思路方法线：
核心知识线：
模型固化
评价诊断工具
培养以宏观辨识与微观探析、创新意识为主的学科核心素养。
3、体会有机合成和高分子材料对于提高人类生活质量、促进社会发展的巨 大贡献，树立实际问题的解决是社会、科学、环境、技术综合影响，共同作用 的意识。
培养以科学精神与社会责任为主的学科核心素养。
四 教学过程（活动设计）
一 • 创设问题情境，激发探究欲望 二 • 建立思路方法，设计材料结构 三 • 设计合成路线，选择合成方法 四 • 概括梳理项目，落实思路方法
✓ 选取真实问题 ✓ 微项目式教学 ✓ 手机作为项目素材
三 教学目标
1、在知识上，能够基于功能，设计结构，获得满足需求的材料分子；能够 系统、熟练地应用以组成结构、反应规律为核心研究有机物的思路方法，合理 应用逆合成分析法，设计有机化合物的合成路线，分析解决实际问题，通过合 成路线的评价，体会官能团保护、绿色设计等思想。
体会有机化学对功能材料发展的重要价 值。
学习者分析——认识发展脉络
障碍点突破—— 由学生测查和教师讨论得出
容的忽易重略忽要试略作剂试用条剂件条件
障 碍 缺缺线乏乏评系系价统统角评的度价合角成度路 点
缺缺乏乏解解决决实实际际的问材 料题问思题路的方思法路方法
设计合成路线设计活动，固
化多角合度成认路识线有设机计反活应动的认