《安徽省高三化學一輪 第3講 化學與材料的制造和應用課件 選修2》由會員分享，可在線閱讀，更多相關《安徽省高三化學一輪 第3講 化學與材料的制造和應用課件 選修2（41頁珍藏版）》請在裝配圖網上搜索。

1、第第3講化學與材料的制造和應用講化學與材料的制造和應用考綱展示考綱展示熱點定位熱點定位1.了解社會發(fā)展和科技進步對材料的要了解社會發(fā)展和科技進步對材料的要求。了解化學對材料科學發(fā)展的促進作求。了解化學對材料科學發(fā)展的促進作用。用。2.了解金屬材料、無機非金屬材料、高了解金屬材料、無機非金屬材料、高分子材料、合成材料、復合材料和其他分子材料、合成材料、復合材料和其他新材料的特點，了解有關的生產原理。新材料的特點，了解有關的生產原理。3.了解用化學方法進行金屬材料表面處了解用化學方法進行金屬材料表面處理的原理。理的原理。4.了解我國現(xiàn)代材料研究和材料工業(yè)的了解我國現(xiàn)代材料研究和材料工業(yè)的發(fā)展情況，

2、了解新材料的發(fā)展方向。發(fā)展情況，了解新材料的發(fā)展方向。1.傳統(tǒng)無機非金屬材料傳統(tǒng)無機非金屬材料硅酸鹽材料的生產原理、主硅酸鹽材料的生產原理、主要成份、性能及應用。要成份、性能及應用。2.新型無機非金屬材料的性新型無機非金屬材料的性能、功能及應用。能、功能及應用。3.金屬冶煉原理、腐蝕與防金屬冶煉原理、腐蝕與防護。護。4.高分子材料、復合材料的高分子材料、復合材料的特點及應用。特點及應用。一、無機非金屬材料一、無機非金屬材料1傳統(tǒng)無機非金屬傳統(tǒng)無機非金屬(硅酸鹽硅酸鹽)材料材料2新型無機非金屬材料新型無機非金屬材料(1)新型陶瓷新型陶瓷性能與應用性能與應用新型陶新型陶瓷瓷碳化硅碳化硅(SiC)硬

3、度大、熔點高、化學性質穩(wěn)定，可作優(yōu)質硬度大、熔點高、化學性質穩(wěn)定，可作優(yōu)質磨料和航天器涂層材料磨料和航天器涂層材料氮化硅氮化硅(Si3N4)硬度大、熔點高、化學性質穩(wěn)定，可用于制硬度大、熔點高、化學性質穩(wěn)定，可用于制造軸承、汽輪機葉片、發(fā)動機受熱面等造軸承、汽輪機葉片、發(fā)動機受熱面等(3)碳單質碳單質性能與應用性能與應用碳單碳單質質金剛金剛石石新一代信息材料新一代信息材料石墨石墨電的良導體、化學性質穩(wěn)定，用作電極電的良導體、化學性質穩(wěn)定，用作電極C60在新型儲氫材料、復合材料、納米材料、超導體在新型儲氫材料、復合材料、納米材料、超導體的制造方面前景廣闊的制造方面前景廣闊新型陶瓷因具有光、電、磁

4、、生物和化學等新的特性和功能，越來新型陶瓷因具有光、電、磁、生物和化學等新的特性和功能，越來越受到人們的青睞。越受到人們的青睞。(1)氮化硅是一種高溫結構陶瓷材料，它的硬度大，熔點高，化學性氮化硅是一種高溫結構陶瓷材料，它的硬度大，熔點高，化學性質穩(wěn)定，工業(yè)上曾普遍采用高純硅與純氮在質穩(wěn)定，工業(yè)上曾普遍采用高純硅與純氮在1 300 時反應獲得。時反應獲得。根據性質，推測氮化硅陶瓷的用途是根據性質，推測氮化硅陶瓷的用途是_(填序號填序號)。A制氣輪機葉片制氣輪機葉片B制有色玻璃制有色玻璃C制永久性模具制永久性模具 D制造柴油機制造柴油機寫出寫出N的原子結構示意圖的原子結構示意圖_，根據元素周期律

5、知識，請寫出氮，根據元素周期律知識，請寫出氮化硅的化學式：化硅的化學式：_。氮化硅陶瓷抗腐蝕能力強，除氫氟酸外，它不與其他無機酸反應。試氮化硅陶瓷抗腐蝕能力強，除氫氟酸外，它不與其他無機酸反應。試推測該陶瓷被氫氟酸腐蝕的化學方程式：推測該陶瓷被氫氟酸腐蝕的化學方程式：_?，F(xiàn)用四氯化硅和氮氣、氫氣在加強熱的條件下發(fā)生反應，可得較現(xiàn)用四氯化硅和氮氣、氫氣在加強熱的條件下發(fā)生反應，可得較高純度的氮化硅，同時生成高純度的氮化硅，同時生成HCl，反應的化學方程式為：，反應的化學方程式為：_。(2)磷酸鈣陶瓷也是一種新型無機非金屬材料，它可用于制造人造骨磷酸鈣陶瓷也是一種新型無機非金屬材料，它可用于制造人

6、造骨骼，這是利用這類材料的骼，這是利用這類材料的_(填序號填序號)。A耐高溫特性耐高溫特性 B電學特性電學特性C光學特性光學特性 D生物功能生物功能解析：解析：根據根據N和和Si的原子結構及元素周期律的知識，可判斷氮元素的原子結構及元素周期律的知識，可判斷氮元素非金屬性比硅強，故非金屬性比硅強，故N顯負價，顯負價，Si顯正價，由此可寫出氮化硅化學顯正價，由此可寫出氮化硅化學式。式。二、金屬材料二、金屬材料1冶煉金屬的方法冶煉金屬的方法金屬的冶煉方法和金屬活動性有著很大的關系，金屬的活潑程度不金屬的冶煉方法和金屬活動性有著很大的關系，金屬的活潑程度不同，對應的冶煉方法也截然不同，根據不同金屬的活

7、動性，冶煉方同，對應的冶煉方法也截然不同，根據不同金屬的活動性，冶煉方法大致如下：法大致如下：(3)電解法電解法電解法冶煉一般用于活潑金屬的冶煉電解法冶煉一般用于活潑金屬的冶煉(如如K、Ca、Na、Mg、Al等等)。缺點是耗電量大，成本較高。值得一提的是，冶煉鋁不能用電解熔缺點是耗電量大，成本較高。值得一提的是，冶煉鋁不能用電解熔融融AlCl3的方法的方法(因共價化合物在熔融時不導電因共價化合物在熔融時不導電)。通常采用電解熔融。通常采用電解熔融氧化鋁的方法制取鋁。氧化鋁的方法制取鋁。2煉鐵與煉鋼煉鐵與煉鋼(1)煉鐵煉鐵幾種鐵礦石的主要成分：磁鐵礦幾種鐵礦石的主要成分：磁鐵礦Fe3O4，赤鐵礦

8、，赤鐵礦Fe2O3，褐鐵礦，褐鐵礦2Fe2O33H2O，黃鐵礦，黃鐵礦FeS2等。等。原料：鐵礦石、焦炭、石灰石和空氣。原料：鐵礦石、焦炭、石灰石和空氣。原理：原理：(以赤鐵礦為例，寫反應方程式以赤鐵礦為例，寫反應方程式)4金屬的腐蝕與防止金屬的腐蝕與防止(1)金屬腐蝕的類型金屬腐蝕的類型化學腐蝕：金屬跟其表面接觸到的物質化學腐蝕：金屬跟其表面接觸到的物質(如如O2、Cl2、SO2、酸雨等、酸雨等)直接發(fā)生化學反應而引起的腐蝕。直接發(fā)生化學反應而引起的腐蝕。電化學腐蝕：不同金屬或不純金屬跟電解質溶液接觸時，會發(fā)生電化學腐蝕：不同金屬或不純金屬跟電解質溶液接觸時，會發(fā)生原電池反應，比較活潑的金屬

9、失去電子而被氧化引起的腐蝕。原電池反應，比較活潑的金屬失去電子而被氧化引起的腐蝕。常見的電化學腐蝕常見的電化學腐蝕方式方式發(fā)生條件發(fā)生條件反應原理反應原理析氫析氫腐蝕腐蝕金屬表面電解質溶金屬表面電解質溶液顯酸性液顯酸性負極：負極：Mne=Mn；正極：正極：2H2e=H2吸氧吸氧腐蝕腐蝕金屬表面電解質溶金屬表面電解質溶液酸性很弱或顯中液酸性很弱或顯中性性負極：負極：Mne=Mn；正極：正極：2H2OO24e=4OH(2)金屬腐蝕的防止和利用金屬腐蝕的防止和利用金屬腐蝕的防止方法金屬腐蝕的防止方法金屬腐蝕的利用金屬腐蝕的利用金屬的化學蝕刻、印刷電路的腐蝕、電子元件與金屬的化學蝕刻、印刷電路的腐蝕、

10、電子元件與集成電路的精細加工都是利用了金屬腐蝕的原理。集成電路的精細加工都是利用了金屬腐蝕的原理。(2)電解生成的金屬鋁是在熔融液的電解生成的金屬鋁是在熔融液的_(填填“上層上層”或或“下層下層”)。(3)陰極和陽極均由陰極和陽極均由_材料做成；電解時不斷消耗的電極是材料做成；電解時不斷消耗的電極是_(填填“陽極陽極”或或“陰極陰極”)。(4)鋁是高耗能產品，廢舊鋁材的回收利用十分重要。在工業(yè)上，最鋁是高耗能產品，廢舊鋁材的回收利用十分重要。在工業(yè)上，最能體現(xiàn)節(jié)能減排思想的是將回收鋁做成能體現(xiàn)節(jié)能減排思想的是將回收鋁做成_(填代號填代號)。a冰晶石冰晶石b氧化鋁氧化鋁c鋁錠鋁錠 d硫酸鋁硫酸鋁

11、解析：解析：Al2O3的熔沸點很高，但電解必須在熔融狀態(tài)下進行，故用冰的熔沸點很高，但電解必須在熔融狀態(tài)下進行，故用冰晶石降低晶石降低Al2O3的熔化溫度；陰、陽極材料只起導電的作用，不參與的熔化溫度；陰、陽極材料只起導電的作用，不參與電極反應，選用石墨；電解時，陽極發(fā)生氧化反應，生成的電極反應，選用石墨；電解時，陽極發(fā)生氧化反應，生成的O2與石與石墨反應而不斷消耗；最能體現(xiàn)節(jié)能減排思想的是通過物理變化的方墨反應而不斷消耗；最能體現(xiàn)節(jié)能減排思想的是通過物理變化的方式將廢舊鋁材回收利用。式將廢舊鋁材回收利用。答案：答案： (1)降低降低Al2O3的熔化溫度的熔化溫度(2)下層下層(3)碳素碳素(

12、或石墨或石墨)陽極陽極(4)c【名師提醒名師提醒】(1)冰晶石的作用常?；卮鸩坏奖淖饔贸３；卮鸩坏轿唬荒軓慕档臀?，不能從降低Al2O3的熔化溫度方面回答。的熔化溫度方面回答。(2)對電解對電解Al2O3的原理不理解，以致電極材料回答錯誤。的原理不理解，以致電極材料回答錯誤。三、高分子材料三、高分子材料1高分子化合物的分類高分子化合物的分類(1)按來源分按來源分天然高分子化合物：淀粉、蛋白質、纖維素天然高分子化合物：淀粉、蛋白質、纖維素合成高分子化合物：塑料、合成纖維、合成橡膠合成高分子化合物：塑料、合成纖維、合成橡膠(2)按結構分按結構分線型高分子：分子呈長鏈狀，可溶于有機溶劑，受熱軟

13、化，熔融，線型高分子：分子呈長鏈狀，可溶于有機溶劑，受熱軟化，熔融，有熱塑性。有熱塑性。體型高分子：高分子鏈之間形成化學鍵產生交聯(lián)，形成立體網狀體型高分子：高分子鏈之間形成化學鍵產生交聯(lián)，形成立體網狀結構。不易溶于有機溶劑，受熱不熔化，有熱固性。結構。不易溶于有機溶劑，受熱不熔化，有熱固性。2合成高分子化合物的主要化學反應合成高分子化合物的主要化學反應加成聚合反應加成聚合反應縮合聚合反應縮合聚合反應含義含義許多小分子許多小分子(含不飽和鍵含不飽和鍵)通過加通過加成反應形成高聚物的聚合反應成反應形成高聚物的聚合反應許多小分子通過縮合形成許多小分子通過縮合形成高聚物，同時有小分子生高聚物，同時有小

14、分子生成的聚合反應成的聚合反應單體單體特征特征含不飽和鍵如碳碳雙鍵、碳碳含不飽和鍵如碳碳雙鍵、碳碳三鍵三鍵含特征官能團如含特征官能團如OH、COOH、NH2等等單體單體特征特征含不飽和鍵如碳碳雙鍵、含不飽和鍵如碳碳雙鍵、碳碳三鍵碳碳三鍵含特征官能團如含特征官能團如OH、COOH、NH2等等單體種單體種類數(shù)類數(shù)相同或不同的單體相同或不同的單體相同或不同的單體相同或不同的單體高聚物高聚物特征特征鏈節(jié)與單體的組成相同鏈節(jié)與單體的組成相同鏈節(jié)與單體的組成不同鏈節(jié)與單體的組成不同產物產物種類種類只有高聚物只有高聚物高聚物和小分子高聚物和小分子3.新型高分子材料新型高分子材料(1)功能高分子材料功能高分子

15、材料具有某種特定功能的高分子材料，常見的有導電塑料具有某種特定功能的高分子材料，常見的有導電塑料(如聚乙炔如聚乙炔)，離，離子交換樹脂或交換膜，高分子醫(yī)藥材料、人造器官，高分子吸水材子交換樹脂或交換膜，高分子醫(yī)藥材料、人造器官，高分子吸水材料，導電高分子化合物。料，導電高分子化合物。(2)復合材料復合材料4廢舊高分子材料的回收利用廢舊高分子材料的回收利用(1)再生和改性；再生和改性；(2)生物降解或熱裂生成小分子化工原料；生物降解或熱裂生成小分子化工原料；(3)焚燒利用熱能。焚燒利用熱能。(2010山東高考山東高考)玻璃鋼可由酚醛樹脂和玻璃纖維制成。玻璃鋼可由酚醛樹脂和玻璃纖維制成。(1)酚醛

16、樹脂由苯酚和甲醛縮聚而成，反應有大量熱放出，為防止溫酚醛樹脂由苯酚和甲醛縮聚而成，反應有大量熱放出，為防止溫度過高，應向已有苯酚的反應釜中度過高，應向已有苯酚的反應釜中_加入甲醛，且反應釜應加入甲醛，且反應釜應裝有裝有_裝置。裝置。(2)玻璃纖維由玻璃拉絲得到。普通玻璃是由石英砂、玻璃纖維由玻璃拉絲得到。普通玻璃是由石英砂、_和石和石灰石灰石(或長石或長石)高溫熔融而成，主要反應的化學方程式為高溫熔融而成，主要反應的化學方程式為_。(3)玻璃鋼中玻璃纖維的作用是玻璃鋼中玻璃纖維的作用是_。玻璃鋼具有。玻璃鋼具有_等優(yōu)異性能等優(yōu)異性能(寫出兩點即可寫出兩點即可)。(4)下列處理廢舊熱固性酚醛塑料

17、的做法合理的是下列處理廢舊熱固性酚醛塑料的做法合理的是_。a深埋深埋b粉碎后用作樹脂填料粉碎后用作樹脂填料c用作燃料用作燃料 d用有機溶劑將其溶解，回收樹脂用有機溶劑將其溶解，回收樹脂解析：解析：本題考查復合材料的相關知識。本題考查復合材料的相關知識。(1)把甲醛緩慢加入反應釜中，把甲醛緩慢加入反應釜中，并在反應釜中裝上冷卻裝置可減慢反應速率，防止放熱過快造成溫并在反應釜中裝上冷卻裝置可減慢反應速率，防止放熱過快造成溫度過高。度過高。 (2)制普通玻璃的原料是純堿、石灰石、石英砂。制普通玻璃的原料是純堿、石灰石、石英砂。(3)玻璃鋼玻璃鋼屬于復合材料，玻璃纖維是增強體，酚醛樹脂是基體。屬于復合材料，玻璃纖維是增強體，酚醛樹脂是基體。(4)熱固性塑熱固性塑料很難降解，不能深埋，料很難降解，不能深埋，a不正確。因為其難溶于有機溶劑，故不正確。因為其難溶于有機溶劑，故d不不正確。用作燃料會產生大量有害氣體，正確。用作燃料會產生大量有害氣體，c不正確。不正確。練規(guī)范、練技能、練速度