化學(xué)與新材料研制

1、 現(xiàn)代高科技現(xiàn)代高科技(modern high-tech) 信息、材料、能源、生物技術(shù)信息、材料、能源、生物技術(shù)： 社會文明支柱，科技創(chuàng)新的重要標(biāo)志社會文明支柱，科技創(chuàng)新的重要標(biāo)志 材料材料人類社會發(fā)展的里程碑人類社會發(fā)展的里程碑,而而新材料新材料（現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)和社會發(fā)展的基礎(chǔ)和支柱現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)和社會發(fā)展的基礎(chǔ)和支柱)化化學(xué)（物理化學(xué)）學(xué)（物理化學(xué)）是材料科學(xué)技術(shù)的理論是材料科學(xué)技術(shù)的理論基礎(chǔ)基礎(chǔ).特點(diǎn)：強(qiáng)度大、耐高溫特點(diǎn)：強(qiáng)度大、耐高溫用途：制造門窗、燈罩、茶幾、餐用途：制造門窗、燈罩、茶幾、餐具具鋼化玻璃鋼化玻璃:普通玻璃高溫驟然冷卻形成普通玻璃高溫驟然冷卻形成一、玻一、玻 璃璃特點(diǎn)：強(qiáng)度

2、特大特點(diǎn)：強(qiáng)度特大用途：制作汽車門窗、坦克和裝甲車的瞭望孔用途：制作汽車門窗、坦克和裝甲車的瞭望孔防彈玻璃：防彈玻璃：多層玻璃與某種膠片疊合而成多層玻璃與某種膠片疊合而成玻璃纖維用途：用于光導(dǎo)通訊、攝像、診斷、醫(yī)療、制造玻用途：用于光導(dǎo)通訊、攝像、診斷、醫(yī)療、制造玻璃鋼、光導(dǎo)傳感器、環(huán)境監(jiān)測和飛機(jī)導(dǎo)航璃鋼、光導(dǎo)傳感器、環(huán)境監(jiān)測和飛機(jī)導(dǎo)航玻璃的生產(chǎn)：玻璃的生產(chǎn)：1 1、原、原 料料：純堿、石灰石和石英砂：純堿、石灰石和石英砂(SiO2) 2 2、反應(yīng)原理、反應(yīng)原理：Na2CO3+SiO2=Na2SiO3+CO2 高溫 CaCO3+SiO2=CaSiO3+CO2 高溫從沙子到芯片從沙子到芯片 芯片

3、是電腦、芯片是電腦、“智能智能”家電的核心部件，它是用純度家電的核心部件，它是用純度極高的單質(zhì)硅制成的。然而，自然界里并沒有這種高純硅，極高的單質(zhì)硅制成的。然而，自然界里并沒有這種高純硅，人們可以利用沙子（主要成分是二氧化硅），通過化學(xué)方人們可以利用沙子（主要成分是二氧化硅），通過化學(xué)方法制得法制得99.999999999%的高純硅，為計(jì)算機(jī)等高技術(shù)的高純硅，為計(jì)算機(jī)等高技術(shù)產(chǎn)品的開發(fā)奠定了物質(zhì)基礎(chǔ)。有關(guān)的化學(xué)反應(yīng)原理為：產(chǎn)品的開發(fā)奠定了物質(zhì)基礎(chǔ)。有關(guān)的化學(xué)反應(yīng)原理為：SiO2+2C=Si+2CO 高溫高溫Si+2Cl2=SiCl4SiCl4+2H2=Si+4HCl高溫高溫高溫高溫多識一點(diǎn)多識

4、一點(diǎn)二、塑料二、塑料常用塑料的種類常用塑料的種類聚乙烯聚乙烯聚氯乙烯聚氯乙烯聚四氟乙烯聚四氟乙烯各種塑料的特點(diǎn)及用途各種塑料的特點(diǎn)及用途聚乙烯聚乙烯 （PE）特點(diǎn)：特點(diǎn)：透明度較好透明度較好，有滑膩的感有滑膩的感用途用途：手提袋、水管、油桶、飲料瓶：手提袋、水管、油桶、飲料瓶聚氯乙烯聚氯乙烯(pvc) 特點(diǎn)：特點(diǎn)：軟制品柔而韌，手感粘軟制品柔而韌，手感粘 用途用途： 管材、鞋底、玩具、門窗、文具管材、鞋底、玩具、門窗、文具聚四氟乙烯聚四氟乙烯 特點(diǎn)：耐腐蝕、摩擦系數(shù)小特點(diǎn)：耐腐蝕、摩擦系數(shù)小用途：制造容器、管道、閥門用途：制造容器、管道、閥門白色污染白色污染可降解塑料不會造成污染的原因可降解塑

5、料不會造成污染的原因可降解塑料是在較短的時(shí)間內(nèi)可降解塑料是在較短的時(shí)間內(nèi),在自然條件下能夠自行降解的塑料。在自然條件下能夠自行降解的塑料?？山到獾乃芰弦话惴譃樗拇箢悾嚎山到獾乃芰弦话惴譃樗拇箢悾汗饨到馑芰瞎饨到馑芰?在塑料中摻入光敏劑，在日照下使塑料逐漸分解。在塑料中摻入光敏劑，在日照下使塑料逐漸分解。生物降解塑料生物降解塑料 在微生物的作用下，可完全分解為低分子化合物的塑料。在微生物的作用下，可完全分解為低分子化合物的塑料。光光/生物降解生物降解 光降解和微生物相結(jié)合的一類塑料，它同時(shí)具有光和微生光降解和微生物相結(jié)合的一類塑料，它同時(shí)具有光和微生物降解塑料的特點(diǎn)。物降解塑料的特點(diǎn)。水降解塑料

6、水降解塑料 在塑料中添加吸水性物質(zhì)，用完后棄于水中即能溶解掉，主在塑料中添加吸水性物質(zhì)，用完后棄于水中即能溶解掉，主要用于醫(yī)藥衛(wèi)生用具方面（如醫(yī)用手套），便于銷毀和消毒處理。要用于醫(yī)藥衛(wèi)生用具方面（如醫(yī)用手套），便于銷毀和消毒處理。多識一點(diǎn)多識一點(diǎn)三、復(fù)合材料：三、復(fù)合材料：有兩種或兩種以上不同性質(zhì)的材料有兩種或兩種以上不同性質(zhì)的材料按一定的方式復(fù)合在一起形成的新材料。按一定的方式復(fù)合在一起形成的新材料。如：鋼筋混凝土如：鋼筋混凝土v 金屬材料易腐蝕; 高分子材料易老化, 不耐高溫; 無機(jī)非金屬材料韌性差, 易碎裂. 三者優(yōu)化組合, 制備性能優(yōu)異的復(fù)合材料.v 復(fù)合材料大多是以連續(xù)相存在的基體

7、材料和分散于基體中的增強(qiáng)材料組成. 增強(qiáng)材料: 能提高材料基本力學(xué)性能的物質(zhì).包括粒子和纖維. 無機(jī)納米粒子具有更高的增強(qiáng)增韌效應(yīng); 纖維具有良好的剛性和抗張強(qiáng)度. 在體系中構(gòu)成復(fù)合材料的骨架, 決定材料的剛性和強(qiáng)度.基體材料: 使增強(qiáng)材料粘合成型, 且對承受的外力起傳導(dǎo)和分散作用.v 21世紀(jì)是復(fù)合材料的世紀(jì).玻璃鋼玻璃鋼特點(diǎn)：質(zhì)量輕、強(qiáng)度高、耐腐蝕特點(diǎn)：質(zhì)量輕、強(qiáng)度高、耐腐蝕用途：制滑雪板、游艇、反應(yīng)器、化工管道、用途：制滑雪板、游艇、反應(yīng)器、化工管道、 電機(jī)電器中的絕緣零件電機(jī)電器中的絕緣零件系統(tǒng)總結(jié)： 金屬材料金屬材料 如：合金如：合金硅酸鹽材料硅酸鹽材料 如：玻璃、水泥如：玻璃、水泥

8、有機(jī)高分子材料有機(jī)高分子材料 如：塑料、合成橡膠如：塑料、合成橡膠復(fù)合材料復(fù)合材料 如：玻璃鋼、鋼筋混凝土、汽車輪胎如：玻璃鋼、鋼筋混凝土、汽車輪胎材料分為：天然材料、合成材料材料分為：天然材料、合成材料也可分為如下四大材料：也可分為如下四大材料：1、下列生活用品由有機(jī)合成材料制成的是、下列生活用品由有機(jī)合成材料制成的是（ ）A、尼龍襪子、尼龍襪子 B、砂鍋、砂鍋 C、鐵鍋、鐵鍋 D、瓷碗、瓷碗2、下列物質(zhì)中不屬于復(fù)合材料的是（、下列物質(zhì)中不屬于復(fù)合材料的是（ ）A、鋼筋混凝土、鋼筋混凝土 B、玻璃鋼、玻璃鋼 C、汽車輪胎、汽車輪胎 D、瓷碗、瓷碗3、使用材料的變化標(biāo)志著人類文明的進(jìn)步，使用材

9、料的變化標(biāo)志著人類文明的進(jìn)步，下列用品的材料不是通過化學(xué)變化制取的是下列用品的材料不是通過化學(xué)變化制取的是（ ）A 鐵器鐵器 B 青銅器青銅器 C 塑料器具塑料器具 D 石石器器4、用地殼中含量最多的金屬和非金屬元素組、用地殼中含量最多的金屬和非金屬元素組成的化合物為原料可生產(chǎn)耐高溫、高強(qiáng)度的成的化合物為原料可生產(chǎn)耐高溫、高強(qiáng)度的陶瓷，可用來制造發(fā)動(dòng)機(jī)零件。這種物質(zhì)是陶瓷，可用來制造發(fā)動(dòng)機(jī)零件。這種物質(zhì)是（ ） A SiO2 B Al2O3 C AlN D Fe2O3 5、有機(jī)合成材料的出現(xiàn)是材料發(fā)展史上的一次重、有機(jī)合成材料的出現(xiàn)是材料發(fā)展史上的一次重大突破。下列物質(zhì)屬于有機(jī)合成材料的是（大

10、突破。下列物質(zhì)屬于有機(jī)合成材料的是（ ）A 棉花棉花 B 蛋白質(zhì)蛋白質(zhì) C 維生素維生素 D 塑料玻璃、有機(jī)玻璃塑料玻璃、有機(jī)玻璃6、不粘鍋的內(nèi)壁有一層聚四氟乙烯的涂料，其化、不粘鍋的內(nèi)壁有一層聚四氟乙烯的涂料，其化學(xué)式可表示為（學(xué)式可表示為（C2F4）m（m為正整數(shù)）。下列為正整數(shù)）。下列關(guān)于聚四氟乙烯的說法錯(cuò)誤的是（關(guān)于聚四氟乙烯的說法錯(cuò)誤的是（ ）A 該物質(zhì)是由碳和氟氣（該物質(zhì)是由碳和氟氣（F2）組成的混合物）組成的混合物B 該物質(zhì)分子中碳、氟（該物質(zhì)分子中碳、氟（F）原子個(gè)數(shù)比為）原子個(gè)數(shù)比為1：2C 該物質(zhì)中含氟的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為該物質(zhì)中含氟的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為76%D 該物質(zhì)應(yīng)該是一種化學(xué)穩(wěn)定性

11、很強(qiáng)的物質(zhì)該物質(zhì)應(yīng)該是一種化學(xué)穩(wěn)定性很強(qiáng)的物質(zhì)7、在、在10-9-10-7米范圍內(nèi)，對原子、分子進(jìn)行操作的納米超分子往米范圍內(nèi)，對原子、分子進(jìn)行操作的納米超分子往往實(shí)現(xiàn)意想不到的變化。如納米銅顆粒一遇到空氣就往實(shí)現(xiàn)意想不到的變化。如納米銅顆粒一遇到空氣就會劇烈燃燒，甚至發(fā)生爆炸。下列說法正確的是（會劇烈燃燒，甚至發(fā)生爆炸。下列說法正確的是（ ） A 納米銅屬于化合物納米銅屬于化合物 B 納米銅顆粒比普通銅更易與氧氣反應(yīng)納米銅顆粒比普通銅更易與氧氣反應(yīng) C 納米銅與普通銅所含銅原子的種類不同納米銅與普通銅所含銅原子的種類不同 D 納米銅不需密封保存納米銅不需密封保存8、要解決要解決“白色污染白色

12、污染”問題，下列方法不可行的是（問題，下列方法不可行的是（ ） A、盡可能減少使用塑料制品、盡可能減少使用塑料制品 B、回收廢舊塑料、回收廢舊塑料 C、研制和推廣使用在自然條件下容易分解的新型塑料、研制和推廣使用在自然條件下容易分解的新型塑料 D、禁止使用任何塑料制品、禁止使用任何塑料制品9、下列有關(guān)玻璃鋼的說法正確的是（下列有關(guān)玻璃鋼的說法正確的是（ ） A 玻璃鋼是玻璃玻璃鋼是玻璃 B 玻璃鋼是鋼玻璃鋼是鋼 C 玻璃鋼是一種復(fù)合材料玻璃鋼是一種復(fù)合材料 D玻璃鋼是鋼玻璃玻璃鋼是鋼玻璃 10、玻璃、有機(jī)玻璃、玻璃鋼、不銹鋼四種物、玻璃、有機(jī)玻璃、玻璃鋼、不銹鋼四種物質(zhì)，其中屬于金屬材料的是質(zhì)

13、，其中屬于金屬材料的是 ，屬于硅屬于硅酸鹽材料的是酸鹽材料的是 ，屬于合成材料的是，屬于合成材料的是 ，屬于復(fù)合材料的是屬于復(fù)合材料的是 。參考答案：v1、A 2、D 3、D 4、B 5、Dv6、A 7、B 8、D 9、C10、不銹鋼、玻璃、有機(jī)玻璃、玻璃鋼作業(yè)作業(yè)：1、想一想認(rèn)真回想自家廚房里的鍋、碗、瓢、盆及各種、想一想認(rèn)真回想自家廚房里的鍋、碗、瓢、盆及各種炊事用具的名稱，按材料所屬類別填入下表（至少舉一例）：炊事用具的名稱，按材料所屬類別填入下表（至少舉一例）：金屬材料金屬材料硅酸鹽材料硅酸鹽材料有機(jī)高分子材有機(jī)高分子材料料復(fù)合材料復(fù)合材料2、查一查、查一查 搜索網(wǎng)絡(luò)，看一看目前又有哪

14、些新型材料面世了，向同學(xué)們搜索網(wǎng)絡(luò)，看一看目前又有哪些新型材料面世了，向同學(xué)們作出簡單的介紹。作出簡單的介紹。3、議一議、議一議 同學(xué)之間相互交流、啟發(fā)，從生活用品和建筑材料兩個(gè)方面同學(xué)之間相互交流、啟發(fā)，從生活用品和建筑材料兩個(gè)方面總結(jié)一下我們的周圍有哪些類型的材料？感受品種豐富各類材總結(jié)一下我們的周圍有哪些類型的材料？感受品種豐富各類材料對我們生活的重要性。料對我們生活的重要性。 未來材料發(fā)展的趨勢未來材料發(fā)展的趨勢未來的材料未來的材料: :智能化智能化仿生化仿生化復(fù)合化復(fù)合化納米化納米化輕量化輕量化高功能化高功能化應(yīng)用已有的系統(tǒng)化的分子結(jié)構(gòu)和性能等知識和應(yīng)用已有的系統(tǒng)化的分子結(jié)構(gòu)和性能等知識和信息信息,進(jìn)行進(jìn)行分子設(shè)計(jì)和材料設(shè)計(jì)分子設(shè)計(jì)和材料設(shè)計(jì),并指導(dǎo)合成