合金+2025-2026学年高一上学期化学人教版必修第一册

3.2.1合金化学与生活：无处不在的金属材料材料金属材料非金属材料复合材料无机非金属材料有机非金属材料传统材料新型材料天然材料合成材料材料的分类金属单质合金金属材料具有金属光泽，大多数金属为银白色(铜：紫红色，金：黄色)。大多数金属为固体(汞：液体)。具有导电性、导热性和延展性。实际生活中使用的最多的是合金还是纯金属？在大气中比较稳定,不易生锈,耐磨、耐腐蚀合金多

合金是由两种或两种以上的金属（或金属与非金属）熔合而成的具有金属特性的物质。合金中一定含有金属元素，可能含有非金属元素并非简单混合而成，若熔沸点相差大则不能熔合成合金具有金属光泽、良好的导电性、导热性和延展性等。一、合金1、定义

①合金至少含有一种金属单质②合金属于混合物，有固定的熔点一、合金2、优良特性：（1）合金的硬度一般比各成分金属的大

（2）合金的熔点一般比各成分金属的低

（3）合金的物理、化学及机械性能一般优于各成分金属硬度大、熔点低、密度小、耐磨、耐腐蚀等合金具有许多优良的物理、化学及机械性能。（5）使用不同的原料，改变原料的配比或改变生成合金的条件，都可以得到不同性能的合金。（4）导电性和导热性低于任一组分金属。

＊＊合金的物理性质和分金属不同，化学性质与组成合金的各成分金属的化学性质相似。合金不一定是固态，如原子反应堆导热剂的钠—钾合金，常温下为液态。思考：为什么合金的性能与纯金属有很大的差异呢？纯金属只有一种金属原子，排列很整齐合金中有多种原子，且原子的大小不同，原子排列不规则掺杂其他原子形成合金使得原子之间相互作用力减小，原子层之间的相对滑动变得困难熔点变小，硬度变大。微观上原子的排列不同，导致了宏观上金属材料的性能不同【例题】

工业生产中，常将两种或多种（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（）金属NaKAlCuFe熔点/℃97.563.666010831535沸点/℃883774246725672750A.Fe—Cu合金B.Cu—Al合金C.Al—Na合金D.Cu—Na合金D思考：请同学们举例说明常见的生铁和不锈钢制品，并讨论它们的不同之处。用生铁铸造的下水井盖及管件不锈钢餐具

根据含碳量的不同铁合金可以分为生铁和钢两种。生铁的含碳量在2％～4.3％之间，其硬度大、抗压、性脆、可以铸造成型，多用于制造机座、管道等。钢的含碳量在0.03％～2％之间，延展性和机械性能好、可以锻轧和铸造，广泛用于制造机械和交通工具。二、铁合金二、铁合金1.铁碳合金生铁和钢是含碳量不同两种铁碳合金，主要由碳元素和铁元素，以及少量其他元素融合而成的合金铁合金生铁：含碳量2％～4.3％钢：含碳量0.03％～2％生铁硬度大、抗压、性脆、可以铸造成型，是制造机座、管道的重要材料；钢有良好的延展性，机械性能好，可以锻轧和铸造，广泛用于制造机械和交通工具等；含碳量不同高碳钢中碳钢低碳钢<0.3%>0.6%0.3%~0.6%强度低，但韧性好，用于制造钢板、钢丝和钢管等强度高，韧性好，用于制造钢轨、车轮和建材等硬而脆，韧性差，用于制造器械、弹簧和刀具等含碳量越高，硬度越大，越硬就越脆，韧性越差。二、铁合金钢碳素钢合金钢（特种钢）化学成分2.钢是用量最大、用途最广的合金二、铁合金3.合金钢（特种钢）在碳素钢里适量地加入一种或几种合金元素，使钢的组织结构发生变化，从而使钢具有各种特殊性能，如强度、硬度大，可塑性、韧性好，耐磨，耐腐蚀等。名称主要合金元素主要特性主要用途不锈钢铬、镍比较稳定，不易生锈，具有很强的抗腐蚀能力医疗器材、厨房用具和餐具、地铁列车的车体材质等超级钢Mn、C、Al、V强度很大，能够实现钢板的轻薄化汽车、航空和航天等领域锰钢锰韧性好，硬度大钢轨、轴承、钢模、挖掘机铲斗、坦克装甲硅钢硅导磁性好变压器、发电机和电动机中的铁芯钨钢钨耐高温、硬度大刀具二、铁合金生铁低碳钢中碳钢高碳钢（2）合金钢在碳素钢中加入铬、锰、钨、镍、钼、钴、硅等合金元素不锈钢不锈钢中含抗腐蚀性很强的Cr，其表面形成一层极薄而坚固细密的稳定的钝化膜,从而达到防腐蚀的能力。但是这种保护仅是一种薄膜,如果保护层被破坏,下面的钢便开始锈蚀锰钢一种高强度的耐磨钢,主要用于需要承受冲击、挤压、物料磨损等恶劣工况条件钨钢钨钢属于硬质合金，可用于制做手表，具有高硬度、耐磨等优点（3）超级钢超级钢是在压轧时把压力增加到通常的5倍，并且提高冷却速度和严格控制温度的条件下开发成功的。其晶粒直径仅有1微米，为一般钢铁的1/10～1/20，因此组织细密，强度高，韧性也大，而且即使不添加镍、铜等元素也能够保持很高的强度。

我国现在生产的超级钢强度高达2200兆帕，超越了美、德、日等国的1100兆帕。钢材性能提升一倍，用途广泛，且成本低，适用于生产航母甲板、核潜艇的不二之选。【例1】港珠澳大桥的建成创下多项世界之最，其中仅大桥主梁使用钢材42万吨。下列材料中不属于铁合金的是(

)A．生铁 B．铁锈C．不锈钢 D．铁锰合金B例2.下列关于合金的说法中，正确的是:()A．合金的硬度一般比其各成分金属的硬度高，熔点一定比其各成分金属的熔点低B．合金的物理性质一般与其各成分金属的物理性质相同C．生铁的含碳量为0.03%~2%D．目前世界上用途最广、使用量最大的合金是钢D1．判断正误，正确的打“√”，错误的打“×”。(1)合金中不可能含有非金属元素。(

)(2)合金中的金属元素以化合物的形式存在。(

)(3)合金中各元素的含量一定，所以合金是纯净物。(

)(4)生铁的熔点比铁低，但硬度比铁高。(

)×××√三、铜合金铜合金黄铜：青铜：白铜：含CuZn——耐腐蚀，耐磨，可塑性强，硬度较小。含CuSnPb等——硬而脆，强度大含NiZn（少量Mn）——制洒具等硬铝：Cu4%、Mg0.5%、Mn0.5%、Si0.7%特点：密度小、强度高、塑性好、导电性和导热性强、具有优良的抗腐蚀性。用途：制造飞机、火箭和宇宙飞船等四、铝合金铝合金中主要合金元素有Cu、Mg、Si、Mn、Zn及稀土元素等。新型合金储氢合金钛合金耐热合金形状记忆合金合金广泛应用于航空航天、生物工程、电子工业等领域为氢能源的应用起到重要的推动作用五、新型合金储氢合金金属氢化物常温、常压吸收H2氢能是理想能源之一，但利用存在两大难题——储存、运输。储氢合金三、新型合金储氢合金01(1)合金一定是不同金属熔合而成的具有金属特性的化合物(

)(2)生铁的熔点比纯铁低，但机械强度和硬度比纯铁高(

)(3)青铜比纯铜的硬度低(

)(4)生铁中的铁与纯铁的化学性质不同(

)(5)地震灾区重建要使用大量钢材，钢材是合金(

)×√×√×学以致用练习1．下列物质，不属于合金的是（）

A．硬铝B．黄铜C．钢铁D．水银2．我国使用最早的合金是是（）

A．青铜B．白铜C．生铁D．石块3．