高中化学人教版必修1金属材料

易错警示
认识合金的常见误区 （1）误认为合金都是由金属构成的。事实上，凡是在金属中加热熔合某些 金属或非金属而得到的具有金属特性的物质都是合金；尽管合金的许多性能都 优于纯金属，但并不是说其所有性能都比纯金属要好，要根据实际需要，灵活 选择使用纯金属或合金。 （2）以为金属材料都是由金属单质制成的。实际上，很多金属材料都是合 金，合金具有较纯金属更广阔的应用范围。 （3）合金不一定是固态，如用作原子反应堆导热剂的钠—钾合金，常温下 为液态。
思考·讨论
250mL 2mol/L的硫酸与足量的铁屑完全反应。计算： （1）参加反应的铁屑的物质的量 （2）生成H2的体积（标准状况） 提示：根据硫酸的体积和H2SO4的物质的量浓度，可以计算出参 加反应的H2SO4的物质的量。然后根据化学反应中各物质之间的 化学计量数之比，计算出参加反应的铁屑的物质的量和生成的 H2的体积。
金属 熔点/℃ 沸点/℃
Na K 97.5 63.6 883 774
源自文库
Al 660 2 467
Cu 1 083 2 567
Fe 1 535 2 750
A. Fe-Cu合金 B. Cu-Al合金 C. Al-Na合金 D. Cu-Na合金 【解析】根据定义，两种金属要“熔合”为合金，则熔合时温度须保证两种金属 在一定温度范围内均为液体状态，即一种金属的熔点不能高于另外一种金属的沸 点。
思维启迪
用途广泛的稀土元素
元素周期表中原子序数从57~71（从镧至镥，称为镧系元 素）的15种元素以及钪和钇，共17种元素被称为稀土元素。
稀土金属在科技、生产中有广泛的用途，被誉为新材料的 宝库。
我国是稀土资源大国。到目前为止，我国的稀土储量、稀 土产量、稀土用量和稀土出口量均居世界第一位。
思维启迪
化学计量数之比 扩大6.02×1023 倍物质的量之比
2Na+2H2O——2NaOH+H2↑ 2：2：2：1
2×6.02×1023：2×6.02×1023：2×6.02×1023：2×6.02×1023 2mol：2mol：2mol：1mol
思考·讨论
从上例中化学反应中粒子之间的数目关系可以看出什么？
思考·讨论
（2）生成H2的体积（标准状况）
反应方程式：Fe+H2SO4——FeSO4+H2↑
1mol
22.4L
0.50mol
1mol 22.4L
0.50mol V(H2)
V(H2)=
22.4L×0.50mol 1mol
=11.2L
答：生成H2的的体积在标准状况下是11.2L。
碳素钢：低碳钢、中碳钢、高碳钢 钢
合金钢：（特种钢）在钢中分别按一定的比例 熔合锰、钨、镍、硅等物质。 如不锈钢（熔合的金属为铬Cr和镍Ni）
第二课时
导入
氢能是人类未来的理想能源之一，氢能利用存在两大难题。
制取
储存
H2是一种易燃易爆的气体，要利用H2，关键要解决H2的安全储存和运 输问题。
化学计量数之比 扩大6.02×1023 倍物质的量之比
2Na+2H2O——2NaOH+H2↑ 2： 2： 2： 1
2×6.02×1023：2×6.02×1023：2×6.02×1023：2×6.02×1023 2mol：2mol：2mol：1mol
化学方程式中各物质的化学计量数之比等于各物质的物质的量之比。
思考·讨论
（1）参加反应的铁屑的物质的量
计算出参加反应的H2SO4的物质的量： 0.25L×2mol/L=0.50mol 反应方程式：Fe+H2SO4——FeSO4+H2↑
11 n(Fe)0.50mol 1n(Fe) 10.50mol n(Fe)=0.50mol 答：参加反应的铁屑的物质的量为0.5mol。
用途广泛的稀土元素
稀土金属可单独使用，也可用于生产合 金。在合金中加入适量稀土金属，能大大改 善合金的性能。因而稀土元素又被称为“冶 金工业的维生素”。
镝（Dy）制造的硬 盘驱动器
新课讲解
粒子之间的数目关系 物质由原子、分子、离子等粒子构成，物质之间的化学反应 也是这些粒子按一定数目关系进行的。化学方程式中的化学计量 数可以明确表示出化学反应中粒子之间的数目关系。例如：
储氢合金
新课讲解
新型合金 近年来，为了满足某些尖端技术发展的需要，人们设计和合 成了许多新型合金。 新型储氢合金材料的研究和开发为氢气作为能源的实际应用 起到重要的推动作用。 钛合金、耐热合金和形状记忆合金等新型合金广泛应用于航 空航天、生物工程和电子工业等领域。
思考·讨论
可用于H2为燃料的汽车的新型合金是？
高中化学人教版必修1 金属材料
第一课时
合金的概念
合金是两种或两种以上的金属（或金属跟非金属） 熔合而成的具有 金属特性的物质。
【例】工业生产中，常将两种或多种金属(或金属与非金属)在同一容器中加热使 其熔合，冷凝后得到具有金属特性的熔合物——合金。这是制取合金的常用方法。
仅根据下表数据判断，不宜用上述方法制取的合金是( D)
导入
一般情况下，H2采用气态和液态储存，如在更高压下把H2压入钢瓶， 但运送笨重的钢瓶既不方便也不安全。
储氢合金的发现很好的解决了这个问题。
新课讲解
储氢合金 储氢合金是一类能够大量吸收H2，并与H2结合成金属氢 化物的材料。具有使用价值的储氢合金要求储氢量大，金属 氢化物既容易形成，稍稍加热又容易分解，室温下吸、放氢 的速率快。如Ti-Fe合金和La-Ni合金等。
合金的特点 合金具有许多良好的物理、化学或机械性能，如合金的硬度、熔点 不同于其成分金属，可以满足不同需要。合金的熔点比它的各成分金属 的熔点都低；硬度比单一金属大；化学性质与单一成分不同；机械性能 常优于单一成分。
易错警示
合金是混合物，但其组成是均匀的。而且有些合金具有固定熔 点。在商朝(距今3000多年前)青铜(铜-锡合金)工艺就已非常发达。
新型储氢合金材料可以用于以H2为燃料的汽车。
思考·讨论
可用于制作我国“蛟龙”号载人潜水器最关键的部件—— 供人活动的耐压球的新型合金是？
钛合金可以用于制造耐压球。
思考·讨论
可用于制作喷气式飞机的发动机叶片的新型合金是？
由镍、铁、碳、钴组成的镍钴合金可以用于制造发动机叶片，它能 承受1100℃的高温。