化学鲁教版（2024）第十一单元 化学与社会发展第一节 化学与材料研制精品ppt课件

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材料是人类社会物质文明进步的重要标志之一。新型材料的研制助力我国在载人航天、探月探火、深海深地探测、超级计算机、卫星导航等领域取得重大成果，进入创新型国家行列。材料研制与化学科学的发展密切相关。
使用特殊绝热层材料的航天器返回舱
玻璃被誉为改变世界面貌的伟大发明之一，是一种在现代社会中广泛使用的无机非金属材料
普通玻璃是一种硅酸盐材料。在工业生产中，通常是用石英砂(主要成分是 SiO2)、纯碱(Na2CO3)、石灰石(主要成分是 CaCO3)按一定的质量比混合，经高温烧制而成。
将普通玻璃加热到一定温度后迅速冷却，可制成强度高、耐高温的钢化玻璃
将多层玻璃和胶片叠合在一起，可制成防弹玻璃
光伏玻璃是一种通过层压入太阳能电池，能够利用太阳辐射发电，并具有相关电流引出装置以及电缆的特种玻璃
光学玻璃，是用于制造光学仪器的玻璃材料，具有高度的透明性、化学及物理学(结构和性能)上的高度均匀性，具有特定和精确的光学常数
你有过擦窗户的经历吗？爬高就低不说，没有熟练的技巧，往往难以将玻璃擦干净，有时甚至还越擦越脏。这时你是否特别希望能够发明一种可以持久洁净明亮的玻璃？这一愿望已经在化学家那里实现了！ 化学家们利用疏水性（对水有强烈的排斥作用）或亲水性（特别容易与水结合）原理设计出了自清洁玻璃。你能想到涂抹一层特殊涂料后，玻璃表面便可以实现自清洁吗？这种自清洁涂料的设计原理主要是让玻璃表面具有高疏水性，这样玻璃表面很容易被水冲洗干净。化学家们还利用亲水性设计出了一种含纳米二氧化钛（TiO2）的薄膜，这种薄膜在光照条件下表现出超强的亲水性，使玻璃表面的小水滴聚集成大水滴，大水滴靠重力作用脱落时带走玻璃表面的污渍，实现玻璃自清洁。
玻璃在高温熔融状态下抽成丝可制成绝缘性和耐热性好、抗腐蚀性强的玻璃纤维，用作绝热保温材料和电绝缘材料等。用特种光学玻璃拉制成的玻璃纤维可作为光导纤维，广泛应用于光纤通信。
除玻璃外，重要的无机非金属材料还有陶瓷、水泥等，它们在我们的生产、生活中都有非常广泛的用途。
芯片是电脑、“智能家电”等的核心部件，主要是用纯度极高的单质硅制成的。然而，自然界里并没有这种高纯硅，人们可以利用石英砂制得纯度为 99.9999999% 的高纯硅，为计算机等新技术产品的开发奠定了物质基础。目前，制备高纯硅最广泛采用的方法为三氯硅烷还原法，其化学反应原理为：SiO2 + 2C 高温 Si + 2CO ↑Si + 3HCl △ HSiCl3 + H2HSiCl3 + H2 高温 Si + 3HCl
与石材、木材、羊毛等天然材料不同，合成材料是人们利用化学方法创造出来的。常见的有机合成材料包括塑料、合成纤维和合成橡胶等
塑料一般情况下具有质轻、易加工成型、不导电、不传热、抗腐蚀性强等特点。例如，我们日常生活中使用的食品袋、包装袋等，大部分是用聚乙烯等塑料制成的。聚乙烯是由许多乙烯分子连在一起、聚合成大分子后得到的。
聚乙烯:(C2H4)n
塑料的品种很多，用途也各不相同。使用最多的是聚乙烯塑料(PE )、聚氯乙烯塑料(PVC) 、聚甲基丙烯酸甲酯(有机玻璃PMMA) 、酚醛树脂(电木PF)和聚四氟乙烯（塑料王）等。
塑料具有比重轻、强度高、化学性质稳定、电绝缘性好、耐摩擦等优点。
特点:耐腐蚀、摩擦系数非常小应用:常用来制造容器、管道、阀门等
聚四氟乙烯 [CF2-CF2]n 　　　　　　　 （塑料王-特氟隆）
塑料的化学性质非常稳定，生产和使用后很难自然分解。因此，塑料在为我们的生活创造便利的同时，也对环境造成了不利影响。人们把塑料给环境带来的危害称为“白色污染”。
（1）减少使用不必要的塑料制品，如用布袋代替塑料袋等； （2）重复使用某些塑料制品如塑料袋、塑料盒等； （3）使用一些新型的、可降解的塑料，如微生物降解和光降解塑料等； （4）回收各种废弃塑料。
（1）聚乙烯与聚氯乙烯的鉴别：①聚乙烯薄膜易燃，有石蜡状油滴和蜡烛燃烧气味；②聚氯乙烯薄膜不易燃烧，离火即熄，燃烧时产生有刺激性的气味。（2）天然纤维和合成纤维的鉴别：①棉花燃烧时产生烧纸的气味；②羊毛、蚕丝属于蛋白质，燃烧时伴有烧焦羽毛的气味；③合成纤维燃烧时通常会产生难闻的刺鼻气味。
玻璃易碎、塑料质软。如果在塑料中加入玻璃纤维，就得到一种既有玻璃般的透明或半透明性，又有钢铁般强度的材料——玻璃钢
像玻璃钢这样由两种或两种以上不同性质的材料，通过物理或化学方法复合在一起制成的新材料称为复合材料。复合材料可以发挥各组成材料的优点、克服单一材料的缺陷，从而使其应用范围大为拓展。由于复合材料具有强度高、密度低、加工成型方便、弹性优良、耐化学腐蚀和耐高（低）温等特点，已逐步取代木材及部分合金，广泛应用于航空航天、电子电气、汽车工业和建筑等领域。
自玻璃纤维与有机树脂复合的玻璃钢问世以来，碳纤维、陶瓷纤维以及硼纤维增强的复合材料相继研制成功，性能不断得到改进，使其复合材料领域呈现出一派勃勃生机。碳纤维的主要用途是与树脂、金属、陶瓷等基体复合。例如：碳纤维和环氧树脂结合而成的复合材料，由于其比重小、刚性好和强度高而成为一种先进的汽车工业材料。
金属陶瓷是由陶瓷和粘接金属组成的非均质的复合材料。陶瓷主要是氧化铝、氧化锆等耐高温氧化物或它们的固溶体，粘接金属主要是铬、钼、钨、钛等高熔点金属。将陶瓷和粘接金属研磨混合均匀，成型后在不活泼气氛中烧结，就可制得金属陶瓷。金属陶瓷兼有金属和陶瓷的优点，它密度小、硬度高、耐磨、导热性好，不会因为骤冷或骤热而脆裂，广泛应用于火箭、导弹、超音速飞机的外壳、燃烧室的火焰喷口等处。
现代战争中，为了使飞机、军舰和导弹等逃过敌方的追踪，常给它们的外壳涂上吸波材料，把它们“隐藏”起来。当然，它们并非真能隐身，而是因为吸波材料能吸收雷达的电磁波，使敌方的雷达无法捕捉到它们的踪迹，从而达到逃避追踪的目的。 吸波材料主要用导电或磁性材料与黏合剂制成。导电材料一般为碳粉、导电纤维等，它们能将电磁波转化成热能；磁性材料一般为陶瓷铁氧体、磁化粒子等，也能将电磁波变成热能，从而使雷达的电磁波大部分被吸收掉。另外，还有用铁氧体和绝缘体烧结成的吸波材料，由于材料的粒径很小，电磁波碰触之后，在小颗粒之间经过多次不规则的反射，也可以转化成热能被吸收。而黏合剂既起着使吸波材料附着于壳体表面的作用，同时又能减弱电磁波的反射。
1.我国自主研制的“极目一号”Ⅲ型浮空艇的锚泊主系缆由聚乙烯纤维制成，该材料属于（　　）A．天然橡胶 B．天然纤维C．合成材料 D．金属材料
2.下列生活物品的材料属于合成材料的（ ）A．碳纤维球拍 B．纯棉衬衫C．电木插座 D．不锈钢炊具
3. “秘色瓷莲花碗”是苏州博物馆的镇馆之宝。陶瓷材料属于（　　）A．金属材料 B．无机非金属材料C．合成材料 D．复合材料
4.化学材料的发展对人类的生活和社会的进步有着深远的影响。下列有关化学材料的说法不正确的是（　　）A．羊毛属于合成纤维B．汽车轮胎中的橡胶属于合成橡胶C．不锈钢属于金属材料D．聚乙烯塑料属于有机合成材料
5.材料是社会文明进步的重要标志。下列生活用品中由合成材料制成的是（　　）A．不锈钢菜刀 B．玻璃水杯C．陶瓷碗 D．塑料脸盆
6.材料是时代进步的重要标志，复合材料是新型材料研制的重要发展方向。(1)生活垃圾中的塑料矿泉水瓶、塑料袋属于(填“金属材料”、“有机合成高分子”) ；目前超市不再免费提供塑料袋，此做法解决的环境问题是 。(2)衣服通常是由纤维织成，常见的纤维有棉花、羊毛、涤纶等．其中属于合成纤维的是 ；燃烧后能闻到烧焦羽毛气味的是 。
7.北京成功举办冬奥会，化学功不可没。（1）冬奥会环保人员的服装面料是利用回收废弃的塑料瓶加工制成。①塑料属于 　 　（填字母）。a.金属材料 b.复合材料 c.合成材料②回收废弃塑料可缓解 　 　（填字母）。a.酸雨 b.白色污染 c.温室效应（2）冬奥会火炬“飞扬”首次采用液氢作燃料。关于氢气液化的过程说法正确的是 　 　（填字母）。a.氢分子的体积变小 b.氢分子间的间隔变小 c.氢分子的数目变少
8.（1）混凝土中也含有一定量的含钙物质，钢筋与混凝土混合形成钢筋混凝土，以上叙述中不涉及的材料是____。a．无机材料 b．合成材料 c．复合材料（2）购物袋等塑料制品的大量使用，可能会造成的一种环境污染是____________。（3）小林尝试用焚烧法对某类塑料购物袋（主要成分是聚氯乙烯）进行处理，并将燃烧产物用 进行吸收。（4）下列物品中，主要材料属于合成高分子材料的是_____。（填序号）A.纯净水 B.棉布围裙 C.铁锅铁铲 D.塑料凳子