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1、第二节 化学与材料研制新 知 导 学石器时代石器时代 青铜器时代青铜器时代 铁器时代铁器时代 信息时代信息时代 材料是人类文明的重要标志，是社会进步的物质基础。材料是人类文明的重要标志，是社会进步的物质基础。 人类文明越进步，越离不开性能优异、功能特殊的材料。人类文明越进步，越离不开性能优异、功能特殊的材料。 特别是当今所处的信息时代，更足见材料在人类文明进特别是当今所处的信息时代，更足见材料在人类文明进步中发挥的重要作用。步中发挥的重要作用。玻璃是怎样制成的？玻璃是怎样制成的？ 石英砂石英砂（主要成分主要成分SiOSiO2 2） 纯碱纯碱 NaNa2 2COCO3 3 石灰石石灰石（主要成分
2、主要成分 CaCOCaCO3 3) )1.1.主要原料主要原料一、用途广泛的非金属材料一、用途广泛的非金属材料2.2.生产流程生产流程 Na Na2 2COCO3 3+SiO+SiO2 2=Na=Na2 2SiOSiO3 3+CO+CO2 2 CaCOCaCO3 3+SiO+SiO2 2= CaSiO= CaSiO3 3+CO+CO2 2高温高温3.3.主要化学反应主要化学反应陶陶器器和和瓷瓷器器水水泥泥其他硅酸盐材料其他硅酸盐材料几几种种常常见见玻玻璃璃简简介介普通玻璃普通玻璃因因混有铁的化合物显浅绿色混有铁的化合物显浅绿色蓝蓝玻璃玻璃红红玻璃玻璃化学仪器玻璃化学仪器玻璃如如试管等试管等光学
3、仪器玻璃光学仪器玻璃如如放大镜放大镜钢化玻璃钢化玻璃光纤玻璃光纤玻璃在原料里加入某些金属氧化物在原料里加入某些金属氧化物均匀地分散到玻璃态物质里，均匀地分散到玻璃态物质里，使玻璃呈现出特征颜色。使玻璃呈现出特征颜色。 把普通玻璃放在电把普通玻璃放在电炉里加热，使它软化，炉里加热，使它软化，然后急速冷却，得到钢然后急速冷却，得到钢化玻璃。其机械强度比化玻璃。其机械强度比普通玻璃大普通玻璃大4 46 6倍，不倍，不易破碎并耐高温易破碎并耐高温。防弹玻璃防弹玻璃将多层玻璃和某种胶片叠合在将多层玻璃和某种胶片叠合在一起制成。一起制成。光导纤维：光导纤维：19641964年年8 8月华裔科学家高月华裔科
4、学家高锟首先提出用玻璃纤维代替金属导线，锟首先提出用玻璃纤维代替金属导线，被誉为被誉为“纤维光学之父纤维光学之父”。比头发丝。比头发丝还细的一对光导纤维上同时传送还细的一对光导纤维上同时传送3 3万万门电话且中继距离长达门电话且中继距离长达20Km20Km50Km50Km，保密性能好。它是特种光学玻璃在高保密性能好。它是特种光学玻璃在高温熔融状态下抽成丝制成。广泛应用温熔融状态下抽成丝制成。广泛应用于光纤通询。于光纤通询。粗硅粗硅高纯硅高纯硅SiOSiO2 2 + 2C = Si + 2CO + 2C = Si + 2COSi + 2ClSi + 2Cl2 2 = SiCl = SiCl4 4
5、 ( (呈液态呈液态) )SiClSiCl4 4 + 2H+ 2H2 2 = 4HCl + Si= 4HCl + Si有关化学反应原理：有关化学反应原理：从沙子到芯片从沙子到芯片多识一点多识一点n用有机高分子化合物制成的材料就是有用有机高分子化合物制成的材料就是有机高分子材料。机高分子材料。n天然天然有机高分子材料，如有机高分子材料，如棉花、羊毛、棉花、羊毛、天然橡胶天然橡胶。n合成合成有机高分子材料（有机高分子材料（合成材料合成材料） 如如塑料、合成纤维、合成橡胶塑料、合成纤维、合成橡胶。n大部分有机高分子化合物是由小分子聚大部分有机高分子化合物是由小分子聚合成的。如淀粉合成的。如淀粉 (C
6、(C6 6H H1010O O5 5)n )n 、聚乙烯塑料等。、聚乙烯塑料等。二、来自石油的有机合成材料二、来自石油的有机合成材料有机高分子材料有机高分子材料聚合聚合 乙烯分子乙烯分子(CH(CH2 2= =CHCH2 2) )化化学学变变化化聚乙烯分子聚乙烯分子 CHCH2 2CHCH2 2 n n 塑料的品种很多，用途也各不相同。使用最多的是塑料的品种很多，用途也各不相同。使用最多的是聚聚乙烯塑料乙烯塑料(PE(PE ) )、聚氯乙烯塑料、聚氯乙烯塑料(PVC)(PVC) 、聚甲基丙烯酸甲、聚甲基丙烯酸甲酯酯( (有机玻璃有机玻璃PMMA) PMMA) 、酚醛树脂、酚醛树脂( (电木电木
7、PF)PF)和聚四氟乙烯和聚四氟乙烯（塑料王）等（塑料王）等 。 塑料塑料说说塑料有哪些独特性能说说塑料有哪些独特性能 塑料具有比重轻、强度高、化学性质稳定、电绝缘塑料具有比重轻、强度高、化学性质稳定、电绝缘性好、耐摩擦等优点。性好、耐摩擦等优点。交流共享交流共享多识一点多识一点 塑料的分类塑料的分类热塑性塑料热塑性塑料成分为热塑性树脂。可以反复塑制，如聚成分为热塑性树脂。可以反复塑制，如聚乙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯等乙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯等热固性塑料热固性塑料通用塑料通用塑料工程塑料工程塑料成分为热固性树脂。加工成型后为不熔成分为热固性树脂。加工成型后为不熔状态，如酚醛树脂、氨基塑料等。状态
8、，如酚醛树脂、氨基塑料等。通用性强、用途广、产量大、价格低。通用性强、用途广、产量大、价格低。主要有聚乙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯，主要有聚乙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯，聚丙烯等。聚丙烯等。 机械性能好、强度高，可以代替金属用机械性能好、强度高，可以代替金属用作工程结构材料。如聚酯、聚酰胺、聚作工程结构材料。如聚酯、聚酰胺、聚碳酸酯、氟塑料等。碳酸酯、氟塑料等。分类分类原则原则 类型类型特征和举例特征和举例按树脂按树脂受热时受热时的特征的特征按应用按应用范围及范围及性能特性能特点点特点特点: :耐腐蚀、摩擦系数耐腐蚀、摩擦系数非常非常小小应用应用: :常用来制造容器、管道、阀门等常用来制造容器、管道、
9、阀门等聚四氟乙烯聚四氟乙烯 CFCF2 2CFCF2 2 n n （塑料王塑料王 特氟隆）特氟隆） 内表面涂有聚四氟乙烯的不粘锅内表面涂有聚四氟乙烯的不粘锅 合成材料的应用与发展大大方便了人类的生活，但合成材料的应用与发展大大方便了人类的生活，但是，合成材料的废弃物的急剧增加也带来了环境问题，是，合成材料的废弃物的急剧增加也带来了环境问题，废弃塑料带来的废弃塑料带来的“白色污染白色污染”尤为严重尤为严重。（1 1）在自然界中，这些垃圾难以分解。填埋作业是）在自然界中，这些垃圾难以分解。填埋作业是目前处理城市垃圾的一个主要方法，但塑料垃圾埋在目前处理城市垃圾的一个主要方法，但塑料垃圾埋在土壤中经
10、久不烂，长此下去会破坏土壤结构，降低土土壤中经久不烂，长此下去会破坏土壤结构，降低土壤肥效，污染地下水。壤肥效，污染地下水。（2 2）焚烧废弃物会释放出多种有毒的化学气体，严）焚烧废弃物会释放出多种有毒的化学气体，严重污染环境，既威胁人类的健康，又影响城市面貌。重污染环境，既威胁人类的健康，又影响城市面貌。白色污染的危害白色污染的危害（1 1）减少使用不必要的塑料制品，如用布袋代替塑料袋等；）减少使用不必要的塑料制品，如用布袋代替塑料袋等；（2 2）重复使用某些塑料制品如塑料袋、塑料盒等；）重复使用某些塑料制品如塑料袋、塑料盒等；（3 3）使用一些新型的、可降解的塑料，如微生物降解和光降解）使
11、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；塑料等；（4 4）回收各种废弃塑料。）回收各种废弃塑料。可降解塑料的降解过程可降解塑料的降解过程如何解决白色污染如何解决白色污染塑料的回收从你我做起塑料的回收从你我做起 在塑料中加入玻璃纤维制成的，在塑料中加入玻璃纤维制成的，既有玻璃般的透明性或半透明性，既有玻璃般的透明性或半透明性，又具有钢铁般的高强度。又具有钢铁般的高强度。玻璃钢制品玻璃钢制品三、性能优良的复合材料三、性能优良的复合材料（1 1）复合材料复合材料是由两种或两种以上不同性质的材是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。料，通过物理或化学
12、方法复合在一起制成的新材料。（2 2）复合材料与它的组成材料相比，具有）复合材料与它的组成材料相比，具有质量轻、质量轻、强度高、耐腐蚀、变形性小、抗疲劳强度高、耐腐蚀、变形性小、抗疲劳等优点。是一类更等优点。是一类更具有广阔发展前景的新型材料。具有广阔发展前景的新型材料。复合材料复合材料合金钢（金属材料）和合成橡胶（合成材料）的复合合金钢（金属材料）和合成橡胶（合成材料）的复合材料。材料。机动车轮胎机动车轮胎钢筋混凝土钢筋混凝土F22-F22-隐形飞机隐形飞机 掺有金属短纤维、碳掺有金属短纤维、碳纤维、有机高分子材纤维、有机高分子材料等复合物料等复合物碳纤维复合材料碳纤维复合材料玻璃钢玻璃钢塑
13、料中嵌入玻璃纤维制成的玻璃钢增强塑料的强度塑料中嵌入玻璃纤维制成的玻璃钢增强塑料的强度（玻璃钢）（玻璃钢）【典例典例1 1】汽车轮胎的主要材料是（汽车轮胎的主要材料是（ ） A.A.无机非金属材料无机非金属材料 B.B.非金属材料非金属材料C.C.复合材料复合材料 D.D.合成塑料合成塑料C C知识点一、复合材料知识点一、复合材料经 典 例 题知识点二、合成材料知识点二、合成材料B B【典例典例2 2】右图是某服装标签的部分内容，下列有关认识正右图是某服装标签的部分内容，下列有关认识正确的是（确的是（ ）A.A.涤纶属于天然纤维涤纶属于天然纤维 B.B.涤纶属于有机高分子材料涤纶属于有机高分子
14、材料C.C.棉花属于合成有机高分子材料棉花属于合成有机高分子材料 D.D.通过灼烧方法不能区别涤纶和羊毛通过灼烧方法不能区别涤纶和羊毛 1.1.有机高分子合成材料的出现是材料发展史上的一次重有机高分子合成材料的出现是材料发展史上的一次重大突破。下列生活物品中，用有机合成材料制作的是大突破。下列生活物品中，用有机合成材料制作的是 （ ）A.A.铝合金门窗铝合金门窗 B.B.玻璃钢桌椅玻璃钢桌椅 C.C.塑料洗衣盆塑料洗衣盆 D.D.建水陶瓷建水陶瓷 C C知 能 训 练2. 2. 材料是时代进步的重要标志。材料是时代进步的重要标志。下列有关材料的说法中，不正确的是（下列有关材料的说法中，不正确的
15、是（ ）A A塑料属于有机合成高分子材料塑料属于有机合成高分子材料B B玻璃属于硅酸盐材料玻璃属于硅酸盐材料C C开发使用可降解塑料能有效解决开发使用可降解塑料能有效解决“白色污染白色污染”问题问题D D玻璃钢属于金属材料玻璃钢属于金属材料D D3.3.塑料制品的使用方便了人类的生活，但大部分废弃塑料带塑料制品的使用方便了人类的生活，但大部分废弃塑料带来的来的“白色污染白色污染”尤为严重。尤为严重。（1 1）请结合右图说出）请结合右图说出“白色污染白色污染”的危害的危害 ； （2 2）对此情况请你提出一条合理建议：）对此情况请你提出一条合理建议： 。 破坏土壤、污染地下水破坏土壤、污染地下水使
16、用可降解塑料使用可降解塑料4.4.某班学生进行某班学生进行“使用塑料的利与弊使用塑料的利与弊”的辩论。甲方认为利的辩论。甲方认为利大于弊，乙方认为弊大于利。现提供下列参考理由：大于弊，乙方认为弊大于利。现提供下列参考理由：A A、大部、大部分塑料的抗腐蚀能力强，不与酸或碱发生反应；分塑料的抗腐蚀能力强，不与酸或碱发生反应；B B、塑料的制、塑料的制造成本较低，而且耐用、防水；造成本较低，而且耐用、防水；C C、回收利用废弃塑料时，分、回收利用废弃塑料时，分类十分困难，而且经济上不合算；类十分困难，而且经济上不合算；D D、有些塑料容易燃烧，燃、有些塑料容易燃烧，燃烧时产生有毒气体；烧时产生有毒气体；E E、大部分塑料不会腐烂，也不能被细菌、大部分塑料不会腐烂，也不能被细菌分解，容易造成分解，容易造成“白色污染白色污染”；F F、塑料一般不导热、不导电，、塑料一般不导热、不导电，是良好的绝缘体。是良好的绝缘体。（1 1）请你选择属于甲方的理由是：）请你选择属于甲方的理由是： 属于乙方的理由是：属于乙方的理由是：（2 2）你愿意加入（）你愿意加入（ ）方。并说出你的一条辩论理）方。并说出你的一条辩论理由是：由是：A A、B B、F FC C、D D、E E乙乙塑料是引起塑料是引起“白色污染白色污染”的罪魁祸首（答案合理即可）的罪魁祸首（答案合理即可）
