课题3 化学为人类提供丰富的材料 第2课时（导学案） 化学沪科版五四学制2024九年级全一册

课题3 化学为人类提供丰富的材料 第2课时 无机、高分子及复合材料 一、知识目标 1. 能说出无机非金属材料的定义、主要特点，区分传统无机非金属材料（如陶瓷、玻璃、水泥）和新型无机非金属材料（如单晶硅、光导纤维），并描述它们的性能特点及用途。 1. 明确有机高分子材料的分类，说出塑料、合成橡胶、合成纤维等合成材料的特性及主要用途，了解“白色污染”的危害及解决方法。 1. 解释复合材料的组成（基体材料与增强材料），说明其性能优势及在航空航天、建筑工程等领域的应用价值。 二、核心素养目标 1. 宏观辨识与微观探析：从宏观上认识不同材料的性能和用途，从微观角度理解材料的组成和结构对其性质的影响，巩固“性质决定用途”的材料认知观念。 1. 科学态度与社会责任：认识化学对人类社会进步的重要贡献，增强环保意识，关注新材料的研发和应用，培养可持续发展的理念。 1. 证据推理与模型认知：通过分析材料的实例，建立材料分类和应用的模型，培养逻辑推理和归纳总结的能力。 一、学习重点 1. 无机非金属材料。 1. 有机高分子材料和复合材料的分类、性能特点及应用。 二、学习难点 1. 理解材料的性质与用途之间的关系。 1. 形成材料复合化设计的科学思维。 一、传统无机非金属材料 1.陶瓷 （1） 制备：用含硅物质为原料加热后制成，属于 __________ 材料。 （2） 特性：一般具有稳定性 __________、硬度 __________、熔点___________、___________溶于水、___________、耐___________等性能。 （3） 种类与区别： - 陶器：质地 __________，透气性 __________，容易吸___________。 - 瓷器：质地 __________，透气性 __________，基本不吸水。 2.玻璃 （1） 制备原料：___________、___________、___________ (SiO₂)。 （2） 制备原理（化学方程式）：  ________________________________________________  ___________________________________________ 3.水泥 （1） 制备原料：___________、___________。 （2） 所属类别：与陶瓷、玻璃一样，都属于常见的___________材料。 二、新型无机非金属材料 1.单晶硅 （1） 构成：是___________的一种形态。 （2） 特性：作为___________材料。 （3） 应用：广泛用于___________、___________、___________、大功率晶体管等产品的制造。 2.光导纤维（光纤） （1） 主要成分：超纯的___________。 （2） 特性：光在其中的传导损耗比电在电线中的传导损耗___________得多。 （3） 应用： - 通信：具有容量___________、损耗___________、传输速度___________等优势。 - 医疗：适合制作各种人体内窥镜，可用于微创手术。 3.特种陶瓷 （1） 定义：指具有特殊___________、___________或___________性能的陶瓷，属于___________材料。 （2） 特性：除具有普通陶瓷的性能外，还具有___________、___________、压电、声光、超导、生物相容等一系列优良性能。 （3） 应用： - 航空航天：用于航天器外壳，制作超高温陶瓷涂层以提升抗烧蚀和抗冲刷能力。 - 医学：因良好的___________相容性和稳定的理化性质，被用于骨科、牙科等。 一、无机非金属材料有哪些应用 活动一：无机非金属材料 问题思考：无机非金属材料的定义是什么，它有哪些主要特点？ 问题思考：无机非金属材料主要分为哪几类？ 归纳总结：完成表格，对比传统无机非金属材料和新型无机非金属材料的原料、性能和常见例子。 材料类型 原料 性能 常见例子 活动二：传统无机非金属材料——陶瓷 问题思考：陶瓷的主要原料是什么？陶器和瓷器在性能上有何主要区别？ 问题思考：唐三彩作为艺术品，主要利用了传统陶瓷的哪些性能？ 问题思考：陶瓷人工关节能够替代人体骨骼，主要依赖于新型陶瓷的哪些特殊性能？ 问题探究：从唐三彩到人工关节，陶瓷的发展体现了材料科学中怎样的核心思想？ 活动三：陶瓷的现代应用 问题思考：陶瓷能够应用于建筑、航天、电子、医疗这四个截然不同的领域，主要是利用了它的哪些核心性能？ 问题探究：请分组选择陶瓷的一个现代应用领域（建筑、航天、电子、医疗），完成一份“产品说明书”，需包含：1)产品名称与用途；2)所利用的陶瓷核心性能；3)为何选择陶瓷而非其他材料（如金属、塑料）的原因。 活动四：传统无机非金属材料——玻璃与水泥 问题思考：玻璃和水泥的原料分别是什么，写出玻璃制备过程中的核心反应方程式。 问题思考：玻璃和水泥在生活中的常见用途有哪些？ 问题探究：特种玻璃的特殊性能带来了哪些新的应用？ 活动五：新型无机非金属材料——单晶硅 问题思考：单晶硅是什么，它是如何制备的？ 问题思考：单晶硅有哪些应用？ 问题探究：举例说明单晶硅在现代科技中的具体应用，并思考这些应用对我们生活的影响。 活动六：新型无机非金属材料——光导纤维 问题思考：光导纤维的成分和工作原理是什么？ 问题思考：光导纤维有哪些优势和应用领域？ 问题探究：讨论光导纤维在通信和医疗领域的应用带来的好处，并思考它未来可能的发展方向。 活动七：典例精讲 典例1：神舟飞船在下落过程中与空气摩擦产生大量的热，飞船上的观察窗上安装有一种特殊的玻璃 - 硅酸铝玻璃，下列有关硅酸铝玻璃性质的推测不正确的是（ ） A．耐高温、耐冲击 B．受热易分解 C．不与氧气发生反应 D．透光性好 典例2：化学就在我们身边，人类的衣、食、住、行都离不开。下列说法错误的是（ ） A．棉花属于合成纤维 B．葡萄糖可为人体组织提供营养 C．水泥、玻璃等是重要的建筑材料 D．使用乙醇汽油，可减少污染 二、有机高分子材料的种类与应用 活动一：有机高分子材料的分类 问题思考：有机高分子材料是如何分类的？ 问题思考：举例说明生活中常见的天然有机高分子材料和合成有机高分子材料，并比较它们的优缺点。 活动二：重要的合成材料——塑料 问题思考：塑料有哪些优点和种类？ 问题思考：热塑性塑料和热固性塑料分别有哪些用途？ 问题探究：可降解塑料的意义是什么？ 活动三：塑料带来的挑战与“白色污染” 问题思考：“白色污染”有哪些危害？ 问题思考：解决“白色污染”的方法有哪些？ 问题探究：在生活中我们可以采取哪些措施来减少“白色污染”，并制定一个个人的环保计划。 活动四：橡胶 问题思考：橡胶是如何分类的，天然橡胶和合成橡胶有什么区别？ 问题思考：合成橡胶有哪些特点和应用？ 问题探究：举例说明橡胶在生活中的应用，并比较天然橡胶和合成橡胶的优缺点。 活动五：合成橡胶 问题思考：合成橡胶有哪些突出特性？它的主要原料是什么？ 问题思考：合成橡胶在哪些领域有重要应用？ 问题探究：分析汽车轮胎需要具备哪些性能，并解释合成橡胶如何满足这些要求。 问题探究：讨论合成橡胶的广泛应用对我们的生活产生了哪些积极影响。 问题探究：思考随着石油资源的日益紧张，合成橡胶产业可能面临什么挑战，有什么解决途径。 活动六：纤维 问题思考：纤维可以分为哪两大类？它们的主要来源和代表物是什么？ 问题思考：为什么现代社会中合成纤维的使用越来越广泛？ 问题探究：检查自己衣服的标签，记录下纤维成分，并判断属于天然纤维还是合成纤维。 问题探究：分组讨论：对比分析天然纤维与合成纤维各自的优缺点。 问题探究：思考：作为一名消费者，在选择衣物时应该考虑哪些因素？ 活动七：合成纤维 问题思考：什么是合成纤维？常见的合成纤维有哪些品种？ 问题探究：与传统天然纤维相比，合成纤维具有哪些独特优势？ 问题探究：分析航天降落伞为什么选择合成纤维制作，而不是传统的丝绸。 问题探究：调查身边的纺织品，找出3种使用合成纤维的产品，说明其用途和选择的理由。 活动八：无处不在的有机高分子材料 问题思考： 阅读“社会影响”部分，请说出三种广泛应用并推动社会发展的有机高分子材料，并各举一个你身边的应用实例。 问题探究： 根据“研发活力”与“未来方向”，请说明化学家们正在如何推动有机高分子材料领域不断发展？ 问题思考： 谈谈为什么有机高分子材料可以被形容为“无处不在”？ 活动九：典例精讲 典例1：某户外训练基地组织露营活动，下列露营所需的部分物品中属于有机合成材料的是 A．塑料防潮垫 B．纯棉毛巾 C．玻璃水杯 D．铝合金登山杖 典例2：下列生活用品，主要由有机合成材料制成的是 A．保鲜膜 B．铜导线 C．陶瓷碗 D．实木椅 典例3：服装标签标注了服装所用纤维的成分及含量等信息。某件服装的标签中标注如下，下列关于该服装的说法中，不正确的是 面料：涤纶56%，棉44% 里料：涤纶100% A．涤纶和棉纤维可利用燃烧区分 B．该服装的面料和里料都使用了有机物 C．多年后该服装无法作为再生资源回收利用 D．该服装使用了天然高分子材料与合成高分子材料 三、复合材料的种类与应用 活动一：性能优越的复合材料 问题思考：什么是复合材料？它通常由哪两部分组成？ 问题思考：人们为什么要制造复合材料？ 问题探究：观察图片，指出钢丝轮胎和玻璃钢分别是以什么为基体材料和增强材料的？ 问题探究：请以钢筋混凝土为例，说明其基体材料、增强材料及各部分的主要作用。 问题探究：分组讨论，结合图片和课文，说一说复合材料“性能优越”体现在哪里。 活动二：复合材料的应用 问题思考：什么是复合材料？它通常具有哪些优异的性能特点？ 问题思考：金属基复合材料为什么特别适用于航天、航空等尖端领域？ 问题探究：观察国产大飞机C919的材料使用比例图，复合材料所占比重是多少？这说明了什么？ 问题探究：请结合三页内容，列举出三种不同的复合材料，并分别说出它们的一种具体应用。 问题探究：分组讨论，碳纤维作为一种重要的增强材料，它具有哪些特性？（请从课文中找出） 活动三：典例精讲 典例1：2025年9月3日，纪念中国人民抗日战争暨世界反法西斯战争胜利80周年阅兵式在北京举行。下列选项中，没有体现化学在阅兵式中有直接贡献的是 A．阅兵式上受阅部队所穿的高性能作训服，其面料采用了高强度、耐磨、透气的化学纤维材料 B．阅兵中展示的高超声速导弹、战斗机等先进武器装备，其制造过程中使用了大量的新型合金材料和复合材料 C．阅兵式上歼-10表演机飞过时留下的绚丽“红黄蓝”彩烟，利用了化学物质的燃烧反应产生绚丽多彩的效果 D．阅兵现场的音响设备，通过电信号和声音信号的转换实现声音传播 典例2：2025年1月10日全球首列碳纤维地铁列车“碳星快轨”在青岛地铁1号线开启运营之旅，其车体、转向架构架等主承载结构均采用碳纤维复合材料制造，实现了车辆性能的升级。碳纤维的主要成分是由碳原子直接构成的物质。下列关于碳纤维的说法正确的是 A．碳纤维是一种新型化合物 B．碳纤维与金刚石的物理性质完全相同 C．碳纤维在氧气中充分燃烧生成二氧化碳 D．碳纤维中碳原子的最外层电子数为6 一、无机非金属材料 1.传统无机非金属材料，如陶瓷、玻璃、水泥，都属于 ___________材料。 2.陶瓷一般具有稳定性___________、硬度___________、熔点___________、___________溶于水、绝缘、___________等性能。 3.陶器质地___________，透气性好；瓷器质地___________，基本不吸水。 4.制造玻璃的主要原料是___________、___________和石英（化学式___________）。 5.新型无机非金属材料中，___________是重要的半导体材料，用于制造计算机芯片和太阳能电池。 6.___________（光纤） 的主要成分是超纯石英，具有信息传输容量___________、损耗___________的优势。 7.特种陶瓷属于新型无机非金属材料，具有如___________相容性等特殊性能，可用于制造人造关节。 二、有机高分子材料 1.有机高分子材料分为___________（如棉花、羊毛）和___________材料。 2.三大合成材料是指___________、___________和___________。 3.塑料具有密度___________、强度___________、化学性质___________等优点，但废弃后易造成“___________污染”。 4.___________的弹性特别强，广泛应用于制造轮胎。 5.___________不仅用于纺织，还在工农业生产和军事领域发挥着重要作用。 三、复合材料 1.复合材料是___________和___________组合而成。 2.制造复合材料的目的是使不同材料在性能上___________，从而获得更优越的性能。 3.钢筋混凝土是生活中常见的复合材料，其中混凝土承受___________，钢筋承受___________。 4.复合材料具有重量___________、强度___________、耐化学腐蚀等优异性能。 5.在航空航天领域，___________常作为增强材料制造高性能复合材料。 1.国务院近日印发的《教育强国建设规划纲要(2024~2035年)》明确要求“健全德智体美劳全面培养体系”。西安市很多学校积极响应国家政策号召，开展“阳光体育，课间15分钟”系列活动，更多同学利用课余活动时间积极参加篮球运动。 下列篮球运动时用到的器械，不属于有机合成材料的是___________(填字母)。 A．篮球—聚氨酯皮革 B．篮球框圈—不锈钢 C．篮球鞋外底—合成橡胶 2.2025年是各类禁限塑目标实现之年，全生物降解塑料袋在快递、餐饮等多个领域应用广泛，使用全生物降解塑料袋的意义是 A．降低生产成本 B．加快燃烧速率 C．减少塑料污染 D．提高承重能力 3.2025年央视春晚节目《秧BOT》中，一组身穿花棉袄的机器人扭秧歌的表演点燃了全场观众的热情。 （1）制作花棉袄的棉花属于___________(填“天然”或“合成”)纤维。 （2）制造机器人常用到以下材料，其中属于合成材料的是___________(填字母)。 A．工程塑料 B．铜制导线 C．传感器玻璃保护罩 D．合金外壳 4.“自热锅”给人们的生活带来便捷。某品牌自热锅部分说明如图，回答下列问题： （1）外锅采用无毒、耐化学腐蚀的聚丙烯塑料，聚丙烯塑料属于___________(填“合成”或“复合”)材料。 （2）食材料包中富含糖类的是_____________。 （3）生石灰在发热时起重要作用，说明其发热原理_________________________。 5.下列有关生产与生活中的化学说法错误的是 A．聚乙烯塑料无毒，可用于制作食品包装袋、保鲜膜 B．聚氯乙烯塑料含有毒成分，不宜用于包装熟食、饮用水 C．玻璃(主要成分硅酸盐)硬度大、透明，可用于制作门窗、玻璃器皿 D．羊毛属于合成纤维，耐磨、易洗涤，可大量替代天然棉纤维制作衣物 6.“吸氧”是一种专业性很强的治疗方式，可治疗心肺类疾病。医用吸氧装置是由液氧钢瓶和吸氧器组成，如图所示。 氧气湿化瓶的主要材质通常是ABS塑料，ABS塑料属于_______________材料(填“有机合成”或“金属”)。 7.2025年4月30日，神舟十九号载人飞船返回舱在东风着陆场成功着陆，首次着陆于东风着陆场东区。欢迎航天员蔡旭哲、宋令东、王浩泽回家过“五一”。下列飞船部件所使用材料的类别判断正确的是 A．太阳能电池板的硅晶体——有机合成材料 B．耐压舱外壳的钛合金——金属材料 C．返回舱外层的碳纤维复合材料——无机非金属材料 D．航天员手套的聚酰胺纤维——天然高分子材料 考点1 无机非金属材料有哪些应用 1．由棉﹑麻制成的衣服舒适透气，深受人们喜爱。棉、麻属于 A．合成纤维 B．天然纤维 C．复合材料 D．无机材料 2．下列归类不正确的是 选 项 归 类 内 容 A 糖类物质 蔗糖、淀粉、纤维素 B 化石燃料 煤气、石油、天然气 C 无机材料 玻璃、陶瓷、光导纤维 D 常见氮肥 氨水、尿素、碳酸氢铵 A．A B．B C．C D．D 3．如图是我国明代《天工开物》中制取井盐的插图，描述了“凿井”、“制盐”的过程。 （1）“凿井”过程中有“其器冶铁锥”的记载，其中“铁锥”属于______（填序号）。 A．无机材料 B．复合材料 C．有机合成材料 D．金属材料 （2）盐的主要成分氯化钠是由______构成。 A．分子 B．离子 C．原子 （3）制井盐的热源“井火”由天然气燃烧产生，试写出天然气完全燃烧的化学方程式 。 4．钙及其化合物在生产、生活中具有广泛的应用。 （1）高钙奶中含钙，这里的钙是指 。（选填序号，下同） a．单质            b．元素            c．原子 （2）人体中钙元素主要存在于骨骼和牙齿中，以羟基磷酸钙【Ca10(PO4)6(OH)2】形式存在，其中磷元素化合价为 。 （3）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 5．实验室新购进一批导线。标签显示导线外皮是聚氯乙烯（一种塑料）。同学们想对这批导线的外皮进行探究。初步认识： （1）聚氯乙烯属于______材料。（填字母） A．无机材料 B．合成材料 C．复合材料 D．金属材料 实验探究：取一小块导线外皮，点燃。闻到刺激性气味，同学们想了解产生此现象的原因，于是进行探究。 活动一：探究聚氯乙烯在充足的氧气中完全燃烧的产物 【查阅资料】①聚氯乙烯由C、H、Cl三种元素组成； ②无水CuSO4遇水由白变蓝； ③碱石灰为NaOH和CaO固体的混合物④氯气（Cl2）是一种黄绿色的有毒气体。 【实验方案】称取125g导线外皮碎屑样品，利用如图所示装置进行实验。具体步骤如下：点燃酒精灯前先通干燥的氧气，一段时间后，点燃酒精灯加热，使样品在装置A中燃烧，熄灭酒精灯，完全燃烧后，继续通入干燥的氧气直至装置完全冷却。整个实验过程中没有出现黄绿色气体。（假设气体产物均完全被吸收） 【实验分析】 （2）点燃酒精灯前，先通干燥的氧气目的是 。 （3）装置B中出现 现象，证明聚氯乙烯完全燃烧生成了水。C、D中产生白色沉淀，证明聚氯乙烯完全燃烧还产生了 ，写出D中反应的化学方程式 。 【实验反思】 （4）下列有关上述探究活动的说法中，正确的是______（填字母）。 A．装置B、C顺序不可颠倒，否则无法检验产生的H2O B．将装置C中液体换作NaHCO3溶液，对实验结论无影响 C．装置E的作用是防止空气中的CO2和H2O进入D，影响实验结果 （5）聚氯乙烯燃烧有刺激性气味，因此，不能用焚烧的方法处理废弃塑料制品。请你写出一条防治“白色污染”的措施 。 考点2 有机高分子材料的种类与应用 6．2025年4月24日，我国“神舟二十号”载人飞船成功升空。下列制作航天服的材料中属于天然高分子材料的是 A．纯棉 B．钛合金 C．合成橡胶 D．合成纤维 7．2025年5月，我国首批9000吨级气膜粮仓充气成型。气膜仓集成的先进的氮气气调技术，能有效抑制害虫滋生。 下列说法正确的是 A．在空气中氮气的质量分数约为78% B．气膜粮仓最内层使用的聚氨酯是天然高分子材料 C．氮气能够充满整体粮仓是因为分子在不断运动 D．氮气与氧气的化学性质不同是因为相对分子质量不同 8．传统文化博大精深，其中很多蕴含着浓厚的化学知识。造纸是我国四大发明之一、北宋诗人曾对“敲冰纸”写下“寒溪浸楮春夜月，敲冰举帘匀割脂”的赞美诗句。该造纸的部分生产情景如图： （1）“寒溪”是制得质量上佳纸张的重要原因。因为冬天气温低，水中可溶性杂质溶解度 （填“大”或“小”）；河面上结的冰层使水与氧气隔绝，水中细菌、藻类等微生物较少，水质极佳。 （2）“楮”指树皮，树皮属于 （选填“天然”或“合成”）有机高分子材料，“舂捣”的目的是 ，此过程属于 （物理变化或化学变化） （3）“帘”是带筛网的捞纸工具，“举帘”工作原理与实验室中 （填操作）相似。 （4）人们常采用喷洒二乙基锌溶液的方法来保护纸质文物：可以与水反应生成一种金属氧化物和乙烷气体，请写出该反应的化学方程式 。 9．材料被视为人类社会进化的里程碑。化学实践小组对我国石器、青铜器、铁器到高分子材料使用的变迁、金属活动性、变迁原因及发展前景等展开了项目式学习。 项目一：了解材料使用的变迁 小组同学整理收集的信息，将材料使用的历史变迁建构模型如图： （1）燧石是比较常见的硅质岩石，它被打击制成切割东西的石器工具，说明燧石具有 的性质。青铜器和铁器的使用与金属的活动性有关。 项目二：探究铁、铜的金属活动性 （2）设计实验方案比较铁和铜的活动性，写出实验操作、预期的现象和结论 。 项目三：探究金属冶炼的方法 （3）商代早期已能用火法炼制铜锡合金的青铜，青铜器可作酒具但不能盛放“苦酒（即食醋）”，原因是 。 （4）铁矿分布比铜矿更广、更多。战国初期炼铁已提高到炼渗碳钢，西汉中叶出现生铁炒钢的新工艺，南北朝灌钢工艺问世，具有中国特色的古代冶炼技术体系基本建立。“生铁炒钢”是 （填“提高”或“降低”）生铁中的含碳量。 项目四：探究铁器取代青铜器的原因 （5）铜制品和铁制品在潮湿的空气中均可生锈。铜锈蚀生成铜绿，其化学式为，说明铜生锈需要与氧气、水、 接触。 （6）相比青铜器，铁器的优点有 （写一条）。 项目五：展望合成高分子材料前景 （7）我国对合成高分子材料的研究起步于20世纪50年代初，目前塑料制品产量在世界排名中位于前列，广泛应用于衣、食、住、行，在能源、通信、航天等领域的使用也越来越多。生活中区分羊毛和涤纶常采用 法，塑料使用和处理不当，会对环境造成 污染。 10．《感动中国》的十大英雄人物，为青少年树立了时代楷模，对培养青少年的爱国情怀、创新意识、科学思维具有深远的意义、下面是其中三位典型代表人物。请分析图文信息，解答21~24的相关问题。 （1）空气动力学家俞鸿儒，潜心研究的“爆轰驱动高焓激波风洞技术”在东风-5导弹中投入使用。研究初，他没有跟风，而是使用了更省钱的氢氧燃烧驱动方式，在充气过程中与小灰尘发生了碰撞，氢气即刻发生爆炸，爆炸的原因是 （从爆炸的条件回答），爆炸的原理是 （用化学方程式表示），但俞老不退缩，终于“炸”出一条新路。 （2）“丝绸包裹的种子来自中国，饱满飘香的稻谷长在非洲”。在“一带一路”的援外过程中，杨华德推广新品种，改良栽培技术，解决了非洲的粮食安全问题。稻谷富含的营养素是 。稻谷飘香是因为 。 （3）大国工匠张连钢团队成功研发从“大脑”到“骨骼”都是中国制造的第一自动化码头。AI人工智能芯片中的硅原子结构示意图为，它属于 （填“金属”或“非金属”）元素，在地壳中的含量比铝 （填“多”或“少”）；深埋地下的4102根PHC管支撑起了3.5万吨重的集装箱，PHC材料必须具备的性能是 （写1点）。 （4）航空航天领域主要使用金属材料、高分子材料和复合材料。为减轻飞行器重量，铝、镁、钛三种金属合金成为首选，其原因是 。高分子材料包含塑料，在使用塑料时需考虑的因素有 （写1点）。 考点3 复合材料的种类与应用 11．化学为人类带来了福祉。通过不断的研究和创新，化学在医药、材料科学和环境治理等领域取得了显著进展，极大地改善了人们的生活质量。下列事实不能体现化学造福人类的是 A．研制芳纶复合材料 B．开发AI智能助手 C．生产农药化肥 D．研制新型抗病毒药物 12．航天员舱外航天服的隔热层就像一层小棉袄，能保温。隔热层使用的聚氨酯橡胶属于 A．金属材料 B．天然材料 C．合成材料 D．复合材料 13．2023年9月，习近平总书记首次提出“新质生产力”，新质生产力包含了新能源和新材料，下列描述中用到的材料属于复合材料的是 A．如图1所示，陕西半坡出土的人面鱼纹彩陶盆 B．如图2所示，用于制造人造骨的钛合金 C．如图3所示，制造某种赛车车身含树脂、金属等材质的碳纤维 D．如图4所示，制造农用机车轮胎的合成橡胶 14．“科技梦”助推“中国梦”，科技发展离不开化学。2025年是我国实施“十四五”规划的收官之年，我国科技飞速发展，大力推动了各行各业的加速迭代，无论是人工智能、交通运输、可再生能源，还是生物科技，都将深刻改变我们的生活和工作方式，让未来充满更多可能性。请分析图文信息，解答相关问题： （1）春晚舞台上，机器人灵活转动手绢的场景令人叹为观止。机器人通常使用锂电池作为能源，一种制备锂的化学反应为，则X的化学式为 。 （2）我国采用保冷罐式集装箱完成全球最远液态氢海运，解决了液氢运输的技术难题，为最具竞争力的氢燃料发展迎来更加广阔的前景。氢燃料最具竞争力的原因是 。 （3）“爱达·魔都号”是我国自主建造的首艘大型邮轮。钢结构船体表面的油漆彩绘不仅美观，更主要的作用是 。 （4）我国在无人机技术领域处于世界领先地位。无人机播种速度快，效率高。优良的小麦是获得优质面粉的保障。小麦生长过程中为防止倒伏现象的发生，需要适量施用 (填“氮”或“磷”或“钾”)肥。高精度自动播种，使小麦种植更加智慧。制作无人机的材料中，属于合成材料的是 。 A．玻璃    B．铝合金    C．塑料    D．碳纤维复合材料 （5）在医疗大数据与精准医疗深度融合的背景下，通过分析患者特定数据，为肿瘤患者匹配靶向药物。紫杉醇()是一种新型抗微管类抗肿瘤药物，其中氢、氮元素的质量比为 。 （6）中国科学家为世界化学的发展做出了卓越的贡献，以下与化学相关的人物中，为我国稀土工业作出了突出贡献而获得国家最高科学技术奖的是___________ A．闵恩泽 B．张青莲 C．侯德榜 D．徐光宪 15．阅读下面科普短文。 碳元素是人类接触和利用最早的元素之一，由碳元素组成的单质可分为无定形碳、过渡态碳和晶形碳三大类，如图一。 文段一 石墨是制铅笔芯的原料之一，在16世纪被发现后，曾被误认为是含铅的物质。直到18世纪，化学家将石墨与KNO3共熔后产生CO2，才确定了它是含碳的物质。 文段二：碳纤维既有碳材料的固有本质特性，又有纺织纤维的柔软可加工性，综合性能优异。目前，我国已形成碳纤维生产、碳纤维复合材料成型，应用等产业链，碳纤维复合材料应用领域分布如图二、 文段三：科学界不断研发出新型碳材料，碳气凝胶就是其中一种。碳气凝胶具有优良的吸附性能，在环境净化中发挥重要作用。我国科研人员在不同温度下制备了三种碳气凝胶样品，比较其对CO2的选择性吸附性能。他们在不同压强下测定了上述样品对混合气体中CO2吸附的选择性值，实验结果如图三、图中选择性值越高，表明碳气凝胶对CO2的选择性吸附性能越好。 随着科学技术的发展，碳材料的潜能不断被激发，应用领域越来越广泛。依据文章内容回答下列问题： （1）碳元素能组成多种碳单质，结合所学知识说明金刚石、石墨化学性质相似的原因 ；物理性质存在明显差异的原因 。 （2）阅读材料金刚石属于 ___________ (填序号)。 A．无定形碳 B．过渡态碳 C．晶形碳 （3）石墨在一定条件下可以转化为金刚石，是改变了其 ；是 变化 （4）石墨与KNO3共熔，能发生如下反应，配平该反应的化学方程式：5C+4KNO3 K2O+2N2↑+ CO2↑。 （5）由图二可知，我国碳纤维复合材料应用占比最高的领域是 。 （6）判断下列说法是否正确(填“正确”或“错误”)。 ①石墨是一种含铅的物质 。 ②碳材料具有广阔的应用和发展前景 。 （7）对比图三中三条曲线，得到的实验结论是 。 / 学科网（北京）股份有限公司 $ 课题3 化学为人类提供丰富的材料 第2课时 无机、高分子及复合材料 一、知识目标 1. 能说出无机非金属材料的定义、主要特点，区分传统无机非金属材料（如陶瓷、玻璃、水泥）和新型无机非金属材料（如单晶硅、光导纤维），并描述它们的性能特点及用途。 1. 明确有机高分子材料的分类，说出塑料、合成橡胶、合成纤维等合成材料的特性及主要用途，了解“白色污染”的危害及解决方法。 1. 解释复合材料的组成（基体材料与增强材料），说明其性能优势及在航空航天、建筑工程等领域的应用价值。 二、核心素养目标 1. 宏观辨识与微观探析：从宏观上认识不同材料的性能和用途，从微观角度理解材料的组成和结构对其性质的影响，巩固“性质决定用途”的材料认知观念。 1. 科学态度与社会责任：认识化学对人类社会进步的重要贡献，增强环保意识，关注新材料的研发和应用，培养可持续发展的理念。 1. 证据推理与模型认知：通过分析材料的实例，建立材料分类和应用的模型，培养逻辑推理和归纳总结的能力。 一、学习重点 1. 无机非金属材料。 1. 有机高分子材料和复合材料的分类、性能特点及应用。 二、学习难点 1. 理解材料的性质与用途之间的关系。 1. 形成材料复合化设计的科学思维。 一、传统无机非金属材料 1.陶瓷 （1） 制备：用含硅物质为原料加热后制成，属于 硅酸盐 材料。 （2） 特性：一般具有稳定性强、硬度大、熔点高、难溶于水、绝缘、耐腐蚀等性能。 （3） 种类与区别： - 陶器：质地疏松，透气性好，容易吸水。 - 瓷器：质地致密，透气性差，基本不吸水。 2.玻璃 （1） 制备原料：纯碱、石灰石、石英 (SiO₂)。 （2） 制备原理（化学方程式）： - Na₂CO₃ + SiO₂ → Na₂SiO₃ + CO₂↑ - CaCO₃ + SiO₂ → CaSiO₃ + CO₂↑ 3.水泥 （1） 制备原料：黏土、石灰石。 （2） 所属类别：与陶瓷、玻璃一样，都属于常见的硅酸盐材料。 二、新型无机非金属材料 1.单晶硅 （1） 构成：是单质硅的一种形态。 （2） 特性：作为半导体材料。 （3） 应用：广泛用于太阳能电池、半导体、计算机芯片、大功率晶体管等产品的制造。 2.光导纤维（光纤） （1） 主要成分：超纯的石英。 （2） 特性：光在其中的传导损耗比电在电线中的传导损耗低得多。 （3） 应用： - 通信：具有容量大、损耗小、传输速度快等优势。 - 医疗：适合制作各种人体内窥镜，可用于微创手术。 3.特种陶瓷 （1） 定义：指具有特殊力学、物理或化学性能的陶瓷，属于新型无机非金属材料。 （2） 特性：除具有普通陶瓷的性能外，还具有导电、磁性、压电、声光、超导、生物相容等一系列优良性能。 （3） 应用： - 航空航天：用于航天器外壳，制作超高温陶瓷涂层以提升抗烧蚀和抗冲刷能力。 - 医学：因良好的生物相容性和稳定的理化性质，被用于骨科、牙科等。 一、无机非金属材料有哪些应用 活动一：无机非金属材料 问题思考：无机非金属材料的定义是什么，它有哪些主要特点？ 答案：无机非金属材料是指除金属、有机高分子材料以外的几乎所有材料。它通常具有稳定性强、硬度大、熔点高、难溶于水、绝缘、耐腐蚀等优异性能。 问题思考：无机非金属材料主要分为哪几类？ 答案：主要分为传统无机非金属材料和新型无机非金属材料。传统的多以硅酸盐为原料制成，如陶瓷、玻璃、水泥；新型的采用新工艺、新原料制成，具有特殊性能，如单晶硅、光导纤维、特种陶瓷。 归纳总结：完成表格，对比传统无机非金属材料和新型无机非金属材料的原料、性能和常见例子。 材料类型 原料 性能 常见例子 答案： 材料类型 原料 性能 常见例子 传统无机非金属材料 以硅酸盐为原料 稳定性强、硬度大等通用特性 陶瓷、玻璃、水泥 新型无机非金属材料 新工艺、新原料 特殊性能 单晶硅、光导纤维、特种陶瓷 活动二：传统无机非金属材料——陶瓷 问题思考：陶瓷的主要原料是什么？陶器和瓷器在性能上有何主要区别？ 答案：陶瓷以粘土（主要成分为硅铝酸盐）为原料烧制而成。陶器质地相对疏松，透气性好但易吸水；瓷器质地致密，基本不吸水。 问题思考：唐三彩作为艺术品，主要利用了传统陶瓷的哪些性能？ 答案：主要利用了传统陶瓷造型可塑、色彩丰富、稳定性强等性能，能制成精美的艺术品并长期保存。 问题思考：陶瓷人工关节能够替代人体骨骼，主要依赖于新型陶瓷的哪些特殊性能？ 答案：主要依赖于新型陶瓷的生物相容性、高强度、耐磨等特殊性能，使其能与人体组织相适应并承受人体运动时的压力。 问题探究：从唐三彩到人工关节，陶瓷的发展体现了材料科学中怎样的核心思想？ 答案：体现了化学中“结构决定性质，性质决定用途”的核心思想。正是对材料性能的深入理解和不断创新，才让传统的陶瓷在今天继续书写着新的传奇。 活动三：陶瓷的现代应用 问题思考：陶瓷能够应用于建筑、航天、电子、医疗这四个截然不同的领域，主要是利用了它的哪些核心性能？ 答案：利用其硬度高、耐磨、耐腐蚀的性能用于建筑装饰；利用其耐高温特性用于火箭发动机；利用其绝缘性用于电子元件；利用其生物相容性用于人造关节。 问题探究：请分组选择陶瓷的一个现代应用领域（建筑、航天、电子、医疗），完成一份“产品说明书”，需包含：1)产品名称与用途；2)所利用的陶瓷核心性能；3)为何选择陶瓷而非其他材料（如金属、塑料）的原因。 答案：以建筑领域为例，产品名称：陶瓷外墙砖，用途：用于建筑物外墙装饰。所利用的陶瓷核心性能：硬度高、耐磨、耐腐蚀、色彩丰富。选择陶瓷而非金属的原因是金属易腐蚀，成本较高；而非塑料的原因是塑料不耐高温、易老化、硬度和耐磨性不如陶瓷。 活动四：传统无机非金属材料——玻璃与水泥 问题思考：玻璃和水泥的原料分别是什么，写出玻璃制备过程中的核心反应方程式。 答案：玻璃的原料是纯碱、石灰石、石英；水泥的原料是粘土和石灰石。玻璃制备的核心反应方程式为：，。 问题思考：玻璃和水泥在生活中的常见用途有哪些？ 答案：玻璃可用于建筑门窗、玻璃器皿、光学仪器等；水泥用于建筑施工，如建造房屋、桥梁等。 问题探究：特种玻璃的特殊性能带来了哪些新的应用？ 答案：光致变色玻璃可用于制作变色眼镜、智能窗户等，能根据光线强度改变颜色；钢化玻璃强度高，用于汽车车窗、高层建筑玻璃幕墙等，安全性更高。 活动五：新型无机非金属材料——单晶硅 问题思考：单晶硅是什么，它是如何制备的？ 答案：单晶硅是单质硅的一种形态，原子排列整齐，具有半导体特性。它是在熔融硅中，控制条件使其原子按金刚石结构有序生长制备而成。 问题思考：单晶硅有哪些应用？ 答案：单晶硅是支撑现代信息技术和新能源技术的基石材料。它的半导体特性使得它在太阳能电池、计算机芯片、大功率晶体管等领域有重要应用。 问题探究：举例说明单晶硅在现代科技中的具体应用，并思考这些应用对我们生活的影响。 答案：太阳能电池中，单晶硅能将光能直接转化为电能，为我们提供清洁能源，减少对传统能源的依赖；计算机芯片是信息时代的“大脑”，使计算机运算速度更快、性能更强大，让我们的生活更加智能化、便捷化，如能实现远程办公、在线学习、智能家电控制等。 活动六：新型无机非金属材料——光导纤维 问题思考：光导纤维的成分和工作原理是什么？ 答案：光导纤维的成分是超纯的石英（），它利用光的全反射，使光线在弯曲的纤维中几乎无损耗地传输。 问题思考：光导纤维有哪些优势和应用领域？ 答案：光导纤维具有容量大、损耗小、传输速度快、抗干扰等优势。它不仅在通信领域有重要应用，在医疗领域也有应用，如内窥镜和微创手术。 问题探究：讨论光导纤维在通信和医疗领域的应用带来的好处，并思考它未来可能的发展方向。 答案：在通信领域，光导纤维使信息传输速度大幅提高，能实现全球实时通信，让人们的沟通更加便捷，推动了互联网、物联网等技术的发展；在医疗领域，内窥镜和微创手术减少了患者的痛苦和创伤，提高了医疗诊断和治疗的准确性。未来可能向更高容量、更低损耗、更广泛应用领域发展，如应用于智能交通、智能家居等领域实现更高效的信息传输和控制。 活动七：典例精讲 典例1：神舟飞船在下落过程中与空气摩擦产生大量的热，飞船上的观察窗上安装有一种特殊的玻璃 - 硅酸铝玻璃，下列有关硅酸铝玻璃性质的推测不正确的是（ ） A．耐高温、耐冲击 B．受热易分解 C．不与氧气发生反应 D．透光性好 答案：B。神舟飞船在下落过程中与空气摩擦产生大量的热，推测其耐高温，不与氧气反应，飞船上用到一种与智能手机屏幕相同的材料 — 硅酸铝玻璃，以便于观察飞船外的情况，推测其透光性好，受热不易分解。 典例2：化学就在我们身边，人类的衣、食、住、行都离不开。下列说法错误的是（ ） A．棉花属于合成纤维 B．葡萄糖可为人体组织提供营养 C．水泥、玻璃等是重要的建筑材料 D．使用乙醇汽油，可减少污染 答案：A。棉花属于天然材料，不是合成纤维；葡萄糖属于糖类，可为人体组织提供营养；水泥、玻璃等化工产品都是生产生活中重要的建筑材料；乙醇汽油燃烧相对更充分，能减少污染物的排放，从而减轻空气污染。 二、有机高分子材料的种类与应用 活动一：有机高分子材料的分类 问题思考：有机高分子材料是如何分类的？ 答案：有机高分子材料可分为天然材料和合成材料两大类。天然材料如丝、毛、棉、麻等，直接来源于自然界；合成材料如塑料、合成橡胶、合成纤维等，通过化学方法人工合成。 问题思考：举例说明生活中常见的天然有机高分子材料和合成有机高分子材料，并比较它们的优缺点。 答案：天然有机高分子材料如棉花制成的衣物，优点是环保、舒适，缺点是产量有限；合成有机高分子材料如塑料制成的塑料袋，优点是性能多样、成本低，缺点是可能存在环境污染问题。 活动二：重要的合成材料——塑料 问题思考：塑料有哪些优点和种类？ 答案：塑料具有密度小、强度高、化学性质稳定、绝缘性好、耐摩擦等优点。根据受热后的变化，可将塑料分为热塑性塑料和热固性塑料两大类。热塑性塑料受热会软化，冷却后硬化，并可以反复加工软化；热固性塑料受热时会软化成型，但冷却固化后，就再不能用加热的方式使之软化。 问题思考：热塑性塑料和热固性塑料分别有哪些用途？ 答案：热塑性塑料常用来制造一般生活日用品，如塑料盆、塑料桶等；热固性塑料可用来制造插座、开关等。 问题探究：可降解塑料的意义是什么？ 答案：可降解塑料能在自然环境条件下降解成对环境无害的物质，对于促进社会可持续发展有重要意义，是解决“白色污染”的一个重要途径。 活动三：塑料带来的挑战与“白色污染” 问题思考：“白色污染”有哪些危害？ 答案：“白色污染”危害土壤，进入土壤的塑料垃圾会影响土壤的透气性，不利于农作物生长；危害水体，进入江河湖海的塑料垃圾会破坏生物的生存环境，造成鱼类等水生生物死亡。 问题思考：解决“白色污染”的方法有哪些？ 答案：解决“白色污染”的方法有实行废旧塑料的回收再生、循环利用，研制和生产易降解的新型塑料。 问题探究：在生活中我们可以采取哪些措施来减少“白色污染”，并制定一个个人的环保计划。 答案：生活中可以采取的措施如减少使用一次性塑料制品，自带环保袋购物；对废旧塑料进行分类回收；优先选择可降解塑料制品等。个人环保计划：每周至少使用一次环保袋购物，每月对家中废旧塑料进行一次整理并送到回收站等。 活动四：橡胶 问题思考：橡胶是如何分类的，天然橡胶和合成橡胶有什么区别？ 答案：橡胶可分为天然橡胶和合成橡胶。天然橡胶直接来源于自然界，产量远远不能满足需要；人们在了解天然橡胶分子的组成和结构的基础上，开始利用化学方法人工合成橡胶。 问题思考：合成橡胶有哪些特点和应用？ 答案：合成橡胶具有弹性特别强，且具有良好的耐磨性、绝缘性等特点，广泛应用于轮胎和制鞋工业等。 问题探究：举例说明橡胶在生活中的应用，并比较天然橡胶和合成橡胶的优缺点。 答案：生活中汽车轮胎、运动鞋底等都用到了橡胶。天然橡胶优点是环保、舒适，缺点是产量有限；合成橡胶优点是性能多样、成本低，能满足大规模生产的需求，缺点是可能在环保方面不如天然橡胶。 活动五：合成橡胶 问题思考：合成橡胶有哪些突出特性？它的主要原料是什么？ 答案：合成橡胶弹性特别强，还具有良好的耐磨性和绝缘性；主要以石油炼制产品和天然气为原料制成。 问题思考：合成橡胶在哪些领域有重要应用？ 答案：广泛应用于轮胎、制鞋等工业领域。 问题探究：分析汽车轮胎需要具备哪些性能，并解释合成橡胶如何满足这些要求。 答案：汽车轮胎需要具备高弹性、良好的耐磨性、抗老化性、抓地力强等性能。合成橡胶弹性特别强，能提供良好的缓冲性能，使车辆行驶更平稳；其良好的耐磨性保证轮胎有较长的使用寿命；抗老化性使其能在不同环境条件下保持性能稳定；抓地力强则提高了行车安全性。 问题探究：讨论合成橡胶的广泛应用对我们的生活产生了哪些积极影响。 答案：合成橡胶弥补了天然橡胶产量不足的问题，使汽车、飞机等交通工具的轮胎性能更好，提高了交通的安全性和效率；在制鞋工业中，使运动鞋等更加舒适、耐用，满足了人们的运动需求；还应用于防护手套等，保护人们的安全和健康。 问题探究：思考随着石油资源的日益紧张，合成橡胶产业可能面临什么挑战，有什么解决途径。 答案：挑战是石油资源紧张会导致合成橡胶的原料供应不足、成本上升。解决途径可以是研发新的合成橡胶原料，如利用生物基原料替代部分石油原料；提高合成橡胶的生产工艺，降低原料消耗；加强废旧合成橡胶的回收再利用等。 活动六：纤维 问题思考：纤维可以分为哪两大类？它们的主要来源和代表物是什么？ 答案：纤维可分为天然纤维和合成纤维。天然纤维直接来源于自然界，如棉花、羊毛、蚕丝和麻；合成纤维以石油、煤、天然气等为原料，通过化学方法加工制成。 问题思考：为什么现代社会中合成纤维的使用越来越广泛？ 答案：合成纤维通常具有强度高、弹性好、耐磨、耐化学腐蚀等优异性能，且产量大，能满足大规模生产需求，价格相对较低，所以使用越来越广泛。 问题探究：检查自己衣服的标签，记录下纤维成分，并判断属于天然纤维还是合成纤维。 答案：根据实际衣服标签情况判断，如标签显示含棉，则为天然纤维；含涤纶、锦纶等则为合成纤维。 问题探究：分组讨论：对比分析天然纤维与合成纤维各自的优缺点。 答案：天然纤维优点是透气舒适、环保，缺点是强度相对较低、易缩水变形、产量有限；合成纤维优点是强度高、耐磨、耐腐蚀、不易变形，缺点是透气性和舒适性相对较差，可能存在静电问题，且部分合成纤维不易降解。 问题探究：思考：作为一名消费者，在选择衣物时应该考虑哪些因素？ 答案：应考虑舒适度，如透气、吸汗等；耐用性，如强度、耐磨等；环保性，优先选择天然纤维或可降解合成纤维衣物；美观性，款式、颜色等；价格因素等。 活动七：合成纤维 问题思考：什么是合成纤维？常见的合成纤维有哪些品种？ 答案：合成纤维是用天然的或人工合成的高分子物质为原料制成的纤维；常见品种有尼龙、涤纶、晴纶等。 问题探究：与传统天然纤维相比，合成纤维具有哪些独特优势？ 答案：具有强度高、耐磨、耐腐蚀等独特性能。比如尼龙的强度特别高，涤纶的保形性好，晴纶柔软如羊毛。 问题探究：分析航天降落伞为什么选择合成纤维制作，而不是传统的丝绸。 答案：航天降落伞需要具备高强度、耐磨、耐腐蚀等性能，以承受高速降落时的巨大冲击力和恶劣的环境条件。合成纤维如尼龙强度特别高，能满足降落伞的强度要求；而传统丝绸强度相对较低，耐磨性和耐腐蚀性也不如合成纤维，所以选择合成纤维制作航天降落伞。 问题探究：调查身边的纺织品，找出3种使用合成纤维的产品，说明其用途和选择的理由。 答案：运动背包，用途是装载物品，选择合成纤维如涤纶，因其强度高、耐磨，能承受较大重量和日常摩擦；户外冲锋衣，用途是在户外活动时防风、防水、透气，选择合成纤维面料具有良好的防水透气性能和耐磨性；沙发套，用途是保护沙发、装饰家居，选择合成纤维如晴纶。 活动八：无处不在的有机高分子材料 问题思考： 阅读“社会影响”部分，请说出三种广泛应用并推动社会发展的有机高分子材料，并各举一个你身边的应用实例。 答案： 塑料、合成橡胶、合成纤维。 实例： 塑料（如文具尺子）、合成橡胶（如球鞋鞋底）、合成纤维（如校服中的涤纶成分）。 问题探究： 根据“研发活力”与“未来方向”，请说明化学家们正在如何推动有机高分子材料领域不断发展？ 答案：研发方面： 化学家们不断合成新的有机化合物，为开发新型材料提供潜力。 未来方向： 正在研制具有光、电、磁等特殊性能的“功能高分子材料”，以进一步推动社会进步。 问题思考： 谈谈为什么有机高分子材料可以被形容为“无处不在”？ 答案： 因为塑料、合成橡胶、合成纤维这些有机高分子材料性能优异，应用极其广泛，在我们身边洋溢着现代化气息的物品中处处可见。 活动九：典例精讲 典例1：某户外训练基地组织露营活动，下列露营所需的部分物品中属于有机合成材料的是 A．塑料防潮垫 B．纯棉毛巾 C．玻璃水杯 D．铝合金登山杖 答案：A。 A、塑料属于合成材料，选项正确； B、棉属于天然材料，选项错误； C、玻璃属于无机非金属材料，选项错误； D、铝合金属于金属材料，选项错误； 典例2：下列生活用品，主要由有机合成材料制成的是 A．保鲜膜 B．铜导线 C．陶瓷碗 D．实木椅 答案：A A、保鲜膜通常由聚乙烯(PE)或聚氯乙烯(PVC)等塑料制成。塑料是有机合成材料的典型代表，是通过聚合反应合成的高分子化合物。因此，保鲜膜主要由有机合成材料制成。符合题意。 B、铜导线的主要材料是金属铜。铜是一种无机金属材料，来源于天然矿物，通过物理加工(如拉丝)制成导线，不属于有机合成材料。不符合题意。 C、陶瓷碗由粘土等硅酸盐矿物经高温烧制而成，属于无机非金属材料。陶瓷是天然无机物加工的产品，并非有机合成材料。不符合题意。 D、实木椅由天然木材制成。木材是天然有机材料(来自植物),但它未经化学合成过程，而是直接取自自然，因此不属于有机合成材料。不符合题意。故选A。 典例3：服装标签标注了服装所用纤维的成分及含量等信息。某件服装的标签中标注如下，下列关于该服装的说法中，不正确的是 面料：涤纶56%，棉44% 里料：涤纶100% A．涤纶和棉纤维可利用燃烧区分 B．该服装的面料和里料都使用了有机物 C．多年后该服装无法作为再生资源回收利用 D．该服装使用了天然高分子材料与合成高分子材料 答案：C 、涤纶和棉纤维可利用燃烧区分涤纶是合成纤维，燃烧时会熔融、滴落，产生黑烟和刺激性气味，棉是天然纤维，燃烧时迅速燃烧，有烧纸气味，留下灰烬。因此，通过燃烧可以区分两者。结论：正确。 B、该服装的面料和里料都使用了有机物 有机物是指含碳的化合物(初中定义：除一氧化碳、二氧化碳、碳酸盐等少数物质外)。棉是天然纤维素(有机物),涤纶是合成聚酯纤维(有机物)。面料含棉和涤纶，里料为100%涤纶，均含有机物。结论：正确。 C、多年后该服装无法作为再生资源回收利用 再生资源指可回收再利用的材料。涤纶(合成高分子)可回收制成新纤维或塑料制品，棉(天然高分子)可生物降解或回收用于造纸、填充材料等。因此，该服装可以回收利用。选项说“无法”回收，与事实不符。结论：不正确。 D、该服装使用了天然高分子材料与合成高分子材料 高分子材料指大分子化合物。棉是天然高分子材料(纤维素),涤纶是合成高分子材料(聚酯)。面料含棉(天然)和涤纶(合成),里料为涤纶(合成),因此使用了两种材料。结论：正确。故选C。 三、复合材料的种类与应用 活动一：性能优越的复合材料 问题思考：什么是复合材料？它通常由哪两部分组成？ 答案： 复合材料是将两种或两种以上的不同材料复合起来制成的材料。它通常由起包裹作用的基体材料和分散在其中起骨架作用的增强材料组成。 问题思考：人们为什么要制造复合材料？ 答案： 因为传统单一材料存在性能缺陷，如钢铁易腐蚀、玻璃易碎、高分子材料强度不高。制造复合材料是为了让不同材料在性能上取长补短，从而获得更优越的综合性能。 问题探究：观察图片，指出钢丝轮胎和玻璃钢分别是以什么为基体材料和增强材料的？ 答案： 钢丝轮胎是以橡胶（有机高分子材料）为基体，钢丝（金属材料）为增强材料。玻璃钢是以塑料（有机高分子材料）为基体，玻璃纤维（无机非金属材料）为增强材料。 问题探究：请以钢筋混凝土为例，说明其基体材料、增强材料及各部分的主要作用。 答案： 钢筋混凝土中，混凝土是基体材料，主要承受压力；钢筋是增强材料，主要承受拉力。两者结合，使建筑物更加坚固耐久。 问题探究：分组讨论，结合图片和课文，说一说复合材料“性能优越”体现在哪里。 答案： 复合材料的优越性体现在它克服了单一材料的缺点。例如，它既能像钢铁一样坚固，又能像高分子材料一样耐腐蚀、密度小，还能像玻璃一样耐腐蚀且不易碎，从而满足多种复杂需求。 活动二：复合材料的应用 问题思考：什么是复合材料？它通常具有哪些优异的性能特点？ 答案： 复合材料是将两种或两种以上的不同材料复合起来制成的材料。它通常具有重量轻、强度高、加工成型方便、弹性优良、耐化学腐蚀和耐候性好等特点。 问题思考：金属基复合材料为什么特别适用于航天、航空等尖端领域？ 答案： 因为金属基复合材料具有强度高、密度小、耐摩擦和耐高温等优异性能，能够满足尖端领域对材料的苛刻要求。 问题探究：观察国产大飞机C919的材料使用比例图，复合材料所占比重是多少？这说明了什么？ 答案： 复合材料在C919中的质量分数为11.5%。这说明复合材料因其优越性能，已成为现代航空制造中不可或缺的关键材料之一。 问题探究：请结合三页内容，列举出三种不同的复合材料，并分别说出它们的一种具体应用。 答案：玻璃钢：用于制造游船。 碳纤维复合材料：用于制作球拍。 铝/石墨复合材料：用于制造卫星、导弹、飞机的结构部件。 问题探究：分组讨论，碳纤维作为一种重要的增强材料，它具有哪些特性？（请从课文中找出） 答案： 碳纤维具有耐高温、抗摩擦、导热、耐腐蚀等特性，外形呈纤维状，强度非常高，超过铝合金的四倍。 活动三：典例精讲 典例1：2025年9月3日，纪念中国人民抗日战争暨世界反法西斯战争胜利80周年阅兵式在北京举行。下列选项中，没有体现化学在阅兵式中有直接贡献的是 A．阅兵式上受阅部队所穿的高性能作训服，其面料采用了高强度、耐磨、透气的化学纤维材料 B．阅兵中展示的高超声速导弹、战斗机等先进武器装备，其制造过程中使用了大量的新型合金材料和复合材料 C．阅兵式上歼-10表演机飞过时留下的绚丽“红黄蓝”彩烟，利用了化学物质的燃烧反应产生绚丽多彩的效果 D．阅兵现场的音响设备，通过电信号和声音信号的转换实现声音传播 答案：D A.化学纤维材料是通过化学合成或改性天然纤维制成的，涉及化学反应和材料科学，这直接体现了化学在材料开发中的贡献，故A不符合题意； B.合金材料是通过化学方法将金属混合制成，复合材料(如碳纤维)也涉及化学合成过程，体现化学直接贡献，故B不符合题意； C、彩烟是通过特定化学物质的燃烧反应产生的，不同化学物质燃烧时产生不同颜色，这直接涉及化学反应和化学物质的应用，体现化学直接贡 献，故C不符合题意； D、音响设备的核心功能是电信号与声音信号的转换，这属于物理学中的声学和电子学范畴，故D符合题意。 典例2：2025年1月10日全球首列碳纤维地铁列车“碳星快轨”在青岛地铁1号线开启运营之旅，其车体、转向架构架等主承载结构均采用碳纤维复合材料制造，实现了车辆性能的升级。碳纤维的主要成分是由碳原子直接构成的物质。下列关于碳纤维的说法正确的是 A．碳纤维是一种新型化合物 B．碳纤维与金刚石的物理性质完全相同 C．碳纤维在氧气中充分燃烧生成二氧化碳 D．碳纤维中碳原子的最外层电子数为6 答案：C A、化合物是由两种或两种以上元素组成的纯净物，而碳纤维是由碳原子构成的单质，只含一种元素，不是化合物，故A错误； B、碳纤维和金刚石都是由碳元素组成的单质，但它们的原子排列方式不同，导致物理性质有很大差异，如金刚石硬度极大，而碳纤维具有良好 的柔韧性等，故B错误； C、 碳纤维是碳单质，碳在氧气中充分燃烧会生成二氧化碳，所以碳纤维在氧气中充分燃烧也会生成二氧化碳，故C正确； D、碳原子的最外层电子数为4,故D错误。 一、无机非金属材料 1.传统无机非金属材料，如陶瓷、玻璃、水泥，都属于 硅酸盐 材料。 2.陶瓷一般具有稳定性强、硬度大、熔点高、难溶于水、绝缘、耐腐蚀等性能。 3.陶器质地疏松，透气性好；瓷器质地致密，基本不吸水。 4.制造玻璃的主要原料是纯碱、石灰石和石英（化学式SiO₂）。 5.新型无机非金属材料中，单晶硅是重要的半导体材料，用于制造计算机芯片和太阳能电池。 6.光导纤维（光纤） 的主要成分是超纯石英，具有信息传输容量大、损耗小的优势。 7.特种陶瓷属于新型无机非金属材料，具有如生物相容性等特殊性能，可用于制造人造关节。 二、有机高分子材料 1.有机高分子材料分为天然材料（如棉花、羊毛）和合成材料。 2.三大合成材料是指塑料、合成橡胶和合成纤维。 3.塑料具有密度小、强度高、化学性质稳定等优点，但废弃后易造成“白色污染”。 4.合成橡胶的弹性特别强，广泛应用于制造轮胎。 5.合成纤维不仅用于纺织，还在工农业生产和军事领域发挥着重要作用。 三、复合材料 1.复合材料是由基体材料和增强材料组合而成。 2.制造复合材料的目的是使不同材料在性能上取长补短，从而获得更优越的性能。 3.钢筋混凝土是生活中常见的复合材料，其中混凝土承受压力，钢筋承受拉力。 4.复合材料具有重量轻、强度高、耐化学腐蚀等优异性能。 5.在航空航天领域，碳纤维常作为增强材料制造高性能复合材料。 1.国务院近日印发的《教育强国建设规划纲要(2024~2035年)》明确要求“健全德智体美劳全面培养体系”。西安市很多学校积极响应国家政策号召，开展“阳光体育，课间15分钟”系列活动，更多同学利用课余活动时间积极参加篮球运动。 下列篮球运动时用到的器械，不属于有机合成材料的是___________(填字母)。 A．篮球—聚氨酯皮革 B．篮球框圈—不锈钢 C．篮球鞋外底—合成橡胶 【答案】B 【解析】有机合成材料主要包括塑料、合成橡胶、合成纤维。A选项中聚氨酯皮革属于有机合成材料；B选项不锈钢是铁的合金，属于金属材料，不属于有机合成材料；C选项合成橡胶属于有机合成材料。所以答案选B。 2.2025年是各类禁限塑目标实现之年，全生物降解塑料袋在快递、餐饮等多个领域应用广泛，使用全生物降解塑料袋的意义是 A．降低生产成本 B．加快燃烧速率 C．减少塑料污染 D．提高承重能力 【答案】C 【解析】全生物降解塑料袋能在自然环境条件下降解成对环境无害的物质。使用它主要是为了减少普通塑料在自然环境中难降解带来的污染问题，而不是降低生产成本、加快燃烧速率或提高承重能力。所以答案选C。 3.2025年央视春晚节目《秧BOT》中，一组身穿花棉袄的机器人扭秧歌的表演点燃了全场观众的热情。 （1）制作花棉袄的棉花属于___________(填“天然”或“合成”)纤维。 （2）制造机器人常用到以下材料，其中属于合成材料的是___________(填字母)。 A．工程塑料 B．铜制导线 C．传感器玻璃保护罩 D．合金外壳 【答案】（1）天然；（2）A 【解析】（1）棉花是自然界中直接获取的纤维，属于天然纤维。（2）A选项工程塑料属于有机合成材料；B选项铜制导线是金属铜制成，属于金属材料；C选项传感器玻璃保护罩主要成分是玻璃，属于无机非金属材料；D选项合金外壳属于金属材料。所以答案依次为天然、A。 4.“自热锅”给人们的生活带来便捷。某品牌自热锅部分说明如图，回答下列问题： （1）外锅采用无毒、耐化学腐蚀的聚丙烯塑料，聚丙烯塑料属于___________(填“合成”或“复合”)材料。 （2）食材料包中富含糖类的是_____________。 （3）生石灰在发热时起重要作用，说明其发热原理_________________________。 【答案】（1）合成；（2）米饭；（3）生石灰与水反应放热 【解析】（1）聚丙烯塑料是通过化学方法人工合成的有机高分子材料，属于合成材料。（2）米饭中富含淀粉，淀粉属于糖类，所以食材料包中富含糖类的是米饭。（3）生石灰是氧化钙，氧化钙与水反应生成氢氧化钙，该反应会放出大量的热，所以能为自热锅提供热量。 5.下列有关生产与生活中的化学说法错误的是 A．聚乙烯塑料无毒，可用于制作食品包装袋、保鲜膜 B．聚氯乙烯塑料含有毒成分，不宜用于包装熟食、饮用水 C．玻璃(主要成分硅酸盐)硬度大、透明，可用于制作门窗、玻璃器皿 D．羊毛属于合成纤维，耐磨、易洗涤，可大量替代天然棉纤维制作衣物 【答案】D 【解析】A选项聚乙烯塑料无毒，常用于制作食品包装袋、保鲜膜等，说法正确；B选项聚氯乙烯塑料在使用过程中可能会释放出有害有毒物质，所以不宜用于包装熟食、饮用水，说法正确；C选项玻璃主要成分是硅酸盐，硬度大、透明，可用于制作门窗、玻璃器皿等，说法正确；D选项羊毛是天然纤维，不是合成纤维，所以该说法错误。答案选D。 6.“吸氧”是一种专业性很强的治疗方式，可治疗心肺类疾病。医用吸氧装置是由液氧钢瓶和吸氧器组成，如图所示。 氧气湿化瓶的主要材质通常是ABS塑料，ABS塑料属于_______________材料(填“有机合成”或“金属”)。 【答案】有机合成 【解析】ABS塑料是通过化学合成方法制得的有机高分子材料，属于有机合成材料。 7.2025年4月30日，神舟十九号载人飞船返回舱在东风着陆场成功着陆，首次着陆于东风着陆场东区。欢迎航天员蔡旭哲、宋令东、王浩泽回家过“五一”。下列飞船部件所使用材料的类别判断正确的是 A．太阳能电池板的硅晶体——有机合成材料 B．耐压舱外壳的钛合金——金属材料 C．返回舱外层的碳纤维复合材料——无机非金属材料 D．航天员手套的聚酰胺纤维——天然高分子材料 【答案】B 【解析】A选项太阳能电池板的硅晶体是单质硅，属于无机非金属材料，不是有机合成材料；B选项钛合金是金属与其他金属或非金属熔合而成具有金属特性的混合物，属于金属材料，说法正确；C选项碳纤维复合材料是由碳纤维与其他基体材料复合而成，不属于无机非金属材料；D选项聚酰胺纤维是通过化学方法合成的，属于合成高分子材料，不是天然高分子材料。所以答案选B。 考点1 无机非金属材料有哪些应用 1．由棉﹑麻制成的衣服舒适透气，深受人们喜爱。棉、麻属于 A．合成纤维 B．天然纤维 C．复合材料 D．无机材料 【答案】B 【解析】棉、麻、羊毛、蚕丝等都属于天然纤维，腈纶、涤纶、锦纶都属于合成纤维。 故选B。 2．下列归类不正确的是 选 项 归 类 内 容 A 糖类物质 蔗糖、淀粉、纤维素 B 化石燃料 煤气、石油、天然气 C 无机材料 玻璃、陶瓷、光导纤维 D 常见氮肥 氨水、尿素、碳酸氢铵 A．A B．B C．C D．D 【答案】B 【解析】A、糖类物质包括蔗糖、淀粉、纤维素，蔗糖是二糖，淀粉和纤维素属于多糖，故选项正确； B、化石燃料包括煤、石油、天然气，煤气是煤加工后的产物，属于二次能源，而非直接化石燃料，故选项错误； C、无机材料包括玻璃、陶瓷、光导纤维，玻璃（主要成分为硅酸盐）、陶瓷（黏土烧制）和光导纤维（二氧化硅）均为无机非金属材料，故选项正确； D、常见氮肥包括氨水、尿素、碳酸氢铵，三者均含氮元素，故选项正确。 故选：B。 3．如图是我国明代《天工开物》中制取井盐的插图，描述了“凿井”、“制盐”的过程。 （1）“凿井”过程中有“其器冶铁锥”的记载，其中“铁锥”属于______（填序号）。 A．无机材料 B．复合材料 C．有机合成材料 D．金属材料 （2）盐的主要成分氯化钠是由______构成。 A．分子 B．离子 C．原子 （3）制井盐的热源“井火”由天然气燃烧产生，试写出天然气完全燃烧的化学方程式 。 【答案】（1）D （2）B （3） 【解析】（1）“铁锥”使用铁合金制作，属于金属材料，故选D。 （2）氯化钠是由钠离子和氯离子构成的，故选B。 （3）天然气的主要成分为甲烷，甲烷燃烧生成二氧化碳和水，反应的化学方程式为：。 4．钙及其化合物在生产、生活中具有广泛的应用。 （1）高钙奶中含钙，这里的钙是指 。（选填序号，下同） a．单质            b．元素            c．原子 （2）人体中钙元素主要存在于骨骼和牙齿中，以羟基磷酸钙【Ca10(PO4)6(OH)2】形式存在，其中磷元素化合价为 。 （3）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 【答案】（1）b （2）+5/+5价 （3）b 【解析】（1）宏观物质的组成，用宏观概念元素来表示，高钙奶中含钙，不能以单质、原子形式存在，是以化合态的形式存在，故是指元素，故选b； （2）羟基磷酸钙中钙元素化合价为+2价，氢元素的化合价为+1价，氧元素的化合价为-2价，设磷元素化合价为x，根据化合物中正负化合价代数为0，则有(+2)×10+ [x+(-2)×4]×6+[(-2)+(+1)]×2=0，得x=+5价，故填：+5或+5价； （3）钢筋属于金属材料，混凝土属于无机材料，钢筋与混凝土混合形成钢筋混凝土，属于复合材料，以上叙述中不涉及的材料是合成材料，故选b。 5．实验室新购进一批导线。标签显示导线外皮是聚氯乙烯（一种塑料）。同学们想对这批导线的外皮进行探究。初步认识： （1）聚氯乙烯属于______材料。（填字母） A．无机材料 B．合成材料 C．复合材料 D．金属材料 实验探究：取一小块导线外皮，点燃。闻到刺激性气味，同学们想了解产生此现象的原因，于是进行探究。 活动一：探究聚氯乙烯在充足的氧气中完全燃烧的产物 【查阅资料】①聚氯乙烯由C、H、Cl三种元素组成； ②无水CuSO4遇水由白变蓝； ③碱石灰为NaOH和CaO固体的混合物④氯气（Cl2）是一种黄绿色的有毒气体。 【实验方案】称取125g导线外皮碎屑样品，利用如图所示装置进行实验。具体步骤如下：点燃酒精灯前先通干燥的氧气，一段时间后，点燃酒精灯加热，使样品在装置A中燃烧，熄灭酒精灯，完全燃烧后，继续通入干燥的氧气直至装置完全冷却。整个实验过程中没有出现黄绿色气体。（假设气体产物均完全被吸收） 【实验分析】 （2）点燃酒精灯前，先通干燥的氧气目的是 。 （3）装置B中出现 现象，证明聚氯乙烯完全燃烧生成了水。C、D中产生白色沉淀，证明聚氯乙烯完全燃烧还产生了 ，写出D中反应的化学方程式 。 【实验反思】 （4）下列有关上述探究活动的说法中，正确的是______（填字母）。 A．装置B、C顺序不可颠倒，否则无法检验产生的H2O B．将装置C中液体换作NaHCO3溶液，对实验结论无影响 C．装置E的作用是防止空气中的CO2和H2O进入D，影响实验结果 （5）聚氯乙烯燃烧有刺激性气味，因此，不能用焚烧的方法处理废弃塑料制品。请你写出一条防治“白色污染”的措施 。 【答案】（1）B （2）排出装置中的空气，防止空气中的物质影响实验结果 （3） 无水CuSO4由白变蓝 氯化氢和二氧化碳 、 （4）AC （5）回收再利用（合理即可） 【解析】（1）聚氯乙烯是一种塑料，属于合成材料；故选B； （2）实验时先通入一段时间的氧气，再点燃酒精灯的目的是排出装置中的空气，防止空气中的物质影响实验结果； （3）根据“无水CuSO4遇水由白变蓝”可知，装置B中出现无水CuSO4由白变蓝现象，证明聚氯乙烯完全燃烧生成了水； 氯化氢气体与水形成盐酸，硝酸银与盐酸反应生在氯化银沉淀和硝酸钠，二氧化碳与氢氧化钠反应生成碳酸钠和水，碳酸钠与氯化钡反应生成碳酸钡沉淀和氯化钠，C、D中产生白色沉淀，证明聚氯乙烯完全燃烧还产生了氯化氢和二氧化碳； D中反应的化学方程式：、； （4）A、气体从溶液中通过会带出部分水蒸气，装置B、C顺序不可颠倒，否则无法检验产生的H2O，正确； B、NaHCO3与盐酸反应会生成二氧化碳，将装置C中液体换作NaHCO3溶液，将对二氧化碳存在无法检验，对实验结论有影响，错误； C、碱石灰为NaOH和CaO固体的混合物，装置E的作用是防止空气中的CO2和H2O进入D，影响实验结果，正确。 故选AC； （5）不能用焚烧的方法处理废弃塑料制品。防治“白色污染”的措施有：回收再利用（合理即可）。 考点2 有机高分子材料的种类与应用 6．2025年4月24日，我国“神舟二十号”载人飞船成功升空。下列制作航天服的材料中属于天然高分子材料的是 A．纯棉 B．钛合金 C．合成橡胶 D．合成纤维 【答案】A 【解析】A、纯棉来自农作物棉花，属于天然高分子材料。此选项正确。 B、钛合金属于金属材料。此选项错误。 C、合成橡胶属于合成高分子材料。此选项错误。 D、合成纤维属于合成高分子材料。此选项错误。 故选A。 7．2025年5月，我国首批9000吨级气膜粮仓充气成型。气膜仓集成的先进的氮气气调技术，能有效抑制害虫滋生。 下列说法正确的是 A．在空气中氮气的质量分数约为78% B．气膜粮仓最内层使用的聚氨酯是天然高分子材料 C．氮气能够充满整体粮仓是因为分子在不断运动 D．氮气与氧气的化学性质不同是因为相对分子质量不同 【答案】C 【解析】A、在空气中氮气的体积分数约为 78%，而不是质量分数，A 错误。   B、聚氨酯是合成高分子材料，不是天然高分子材料，天然高分子材料如淀粉、纤维素、蛋白质等，B 错误。   C、氮气能够充满整体粮仓是因为分子在不断运动，气体分子会扩散到整个空间，C 正确。    D、氮气与氧气的化学性质不同是因为分子的构成不同，不同的分子结构决定了不同的化学性质，而不是相对分子质量不同，D 错误。    故选C。 8．传统文化博大精深，其中很多蕴含着浓厚的化学知识。造纸是我国四大发明之一、北宋诗人曾对“敲冰纸”写下“寒溪浸楮春夜月，敲冰举帘匀割脂”的赞美诗句。该造纸的部分生产情景如图： （1）“寒溪”是制得质量上佳纸张的重要原因。因为冬天气温低，水中可溶性杂质溶解度 （填“大”或“小”）；河面上结的冰层使水与氧气隔绝，水中细菌、藻类等微生物较少，水质极佳。 （2）“楮”指树皮，树皮属于 （选填“天然”或“合成”）有机高分子材料，“舂捣”的目的是 ，此过程属于 （物理变化或化学变化） （3）“帘”是带筛网的捞纸工具，“举帘”工作原理与实验室中 （填操作）相似。 （4）人们常采用喷洒二乙基锌溶液的方法来保护纸质文物：可以与水反应生成一种金属氧化物和乙烷气体，请写出该反应的化学方程式 。 【答案】（1）小 （2） 天然 增大反应物接触面积，加快反应速率，使反应更充分 物理变化 （3）过滤 （4） 【解析】（1）大部分物质的溶解度随温度降低而减小，“寒溪”是制得质量上佳纸张的重要原因，是因为冬天气温低，水中可溶性杂质溶解度变小； （2）“楮”指树皮，树皮属于天然有机高分子材料； “舂捣”的目的是增大反应物接触面积，加快反应速率，使反应更充分；此过程中没有新物质生成，属于物理变化； （3）“帘”是带筛网的捞纸工具，“举帘”工作原理与实验室中过滤相似； （4）可以与水反应生成一种金属氧化物和乙烷气体，根据质量守恒定律，化学反应前后元素种类不变，氧化物是由两种元素组成且其中一种元素为氧元素的化合物，则该金属氧化物为氧化锌，故该反应的化学方程式为。 9．材料被视为人类社会进化的里程碑。化学实践小组对我国石器、青铜器、铁器到高分子材料使用的变迁、金属活动性、变迁原因及发展前景等展开了项目式学习。 项目一：了解材料使用的变迁 小组同学整理收集的信息，将材料使用的历史变迁建构模型如图： （1）燧石是比较常见的硅质岩石，它被打击制成切割东西的石器工具，说明燧石具有 的性质。青铜器和铁器的使用与金属的活动性有关。 项目二：探究铁、铜的金属活动性 （2）设计实验方案比较铁和铜的活动性，写出实验操作、预期的现象和结论 。 项目三：探究金属冶炼的方法 （3）商代早期已能用火法炼制铜锡合金的青铜，青铜器可作酒具但不能盛放“苦酒（即食醋）”，原因是 。 （4）铁矿分布比铜矿更广、更多。战国初期炼铁已提高到炼渗碳钢，西汉中叶出现生铁炒钢的新工艺，南北朝灌钢工艺问世，具有中国特色的古代冶炼技术体系基本建立。“生铁炒钢”是 （填“提高”或“降低”）生铁中的含碳量。 项目四：探究铁器取代青铜器的原因 （5）铜制品和铁制品在潮湿的空气中均可生锈。铜锈蚀生成铜绿，其化学式为，说明铜生锈需要与氧气、水、 接触。 （6）相比青铜器，铁器的优点有 （写一条）。 项目五：展望合成高分子材料前景 （7）我国对合成高分子材料的研究起步于20世纪50年代初，目前塑料制品产量在世界排名中位于前列，广泛应用于衣、食、住、行，在能源、通信、航天等领域的使用也越来越多。生活中区分羊毛和涤纶常采用 法，塑料使用和处理不当，会对环境造成 污染。 【答案】（1）硬度大（合理即可） （2）将铁片放入硫酸铜溶液中，铁表面有红色固体，说明铁活动性强于铜（合理即可） （3）青铜器含锡，能与醋反应 （4）降低 （5）二氧化碳 （6）硬度大（铁矿石分布广等，合理即可） （7） 灼烧 白色 【解析】（1）燧石被打击制成切割东西的石器工具，说明燧石具有硬度大（坚硬、断口锋利等）的性质，故填：硬度大（合理即可）； （2）设计实验方案比较铁和铜的活动性，写出实验操作、预期的现象和结论：将铁片放入硫酸铜溶液中，铁表面有红色固体，说明铁活动性强于铜（合理即可）； （3）青铜的主要成分有铜和锡，食醋中含有醋酸，醋酸显酸性，能与锡反应，故青铜器可作酒具但不能盛放“苦酒（即食醋）”，故填：青铜器含锡，能与醋反应； （4）钢的含碳量比生铁低，所以“生铁炒钢”由生铁变为钢，此过程中碳的含量降低，故填：降低； （5）铜制品潮湿的空气中可生锈，铜锈蚀生成铜绿，其化学式为Cu2(OH)2CO3，根据质量守恒定律，化学反应前后元素的种类不变，则说明铜生锈需要与氧气、水、二氧化碳接触，故填：二氧化碳； （6）铁器相比青铜器(铜的合金)，铁器(钢)具有硬度大、韧性好、不易折断、耐用、锋利等优良性能，而且铁矿的分布比铜矿更广更多，开采量大，产量高，故填：生硬度大（铁矿石分布广等，合理即可）； （7）生活中区分羊毛和涤纶常采用灼烧法，灼烧有烧焦羽毛味味的是羊毛，有特殊气味的是涤纶；塑料使用和处理不当，会对环境造成白色污染，故填：灼烧；白色。 10．《感动中国》的十大英雄人物，为青少年树立了时代楷模，对培养青少年的爱国情怀、创新意识、科学思维具有深远的意义、下面是其中三位典型代表人物。请分析图文信息，解答21~24的相关问题。 （1）空气动力学家俞鸿儒，潜心研究的“爆轰驱动高焓激波风洞技术”在东风-5导弹中投入使用。研究初，他没有跟风，而是使用了更省钱的氢氧燃烧驱动方式，在充气过程中与小灰尘发生了碰撞，氢气即刻发生爆炸，爆炸的原因是 （从爆炸的条件回答），爆炸的原理是 （用化学方程式表示），但俞老不退缩，终于“炸”出一条新路。 （2）“丝绸包裹的种子来自中国，饱满飘香的稻谷长在非洲”。在“一带一路”的援外过程中，杨华德推广新品种，改良栽培技术，解决了非洲的粮食安全问题。稻谷富含的营养素是 。稻谷飘香是因为 。 （3）大国工匠张连钢团队成功研发从“大脑”到“骨骼”都是中国制造的第一自动化码头。AI人工智能芯片中的硅原子结构示意图为，它属于 （填“金属”或“非金属”）元素，在地壳中的含量比铝 （填“多”或“少”）；深埋地下的4102根PHC管支撑起了3.5万吨重的集装箱，PHC材料必须具备的性能是 （写1点）。 （4）航空航天领域主要使用金属材料、高分子材料和复合材料。为减轻飞行器重量，铝、镁、钛三种金属合金成为首选，其原因是 。高分子材料包含塑料，在使用塑料时需考虑的因素有 （写1点）。 【答案】（1） 氢气具有可燃性，在有限的空间内，与小灰尘碰撞产生了热能，引燃了氢气，发生了爆炸 （2） 糖类 含有香味的微粒是不断运动的 （3） 非金属 多 强度大、耐腐蚀（合理即可） （4） 合金比组成它的纯金属密度小 环保的问题，可使用可降解塑料 【解析】（1）氢气具有可燃性，在有限的空间内，与小灰尘碰撞产生了热能，引燃了氢气，发生了爆炸； 氢气燃烧的化学方程式为：； （2）稻谷富含淀粉，属于糖类； 稻谷飘香是因为含有香味的微粒是不断运动的，运动到鼻孔，就闻到了稻谷香； （3）有图示可知，圈内的数字=14，表示核电荷数=质子数，质子数=14，表示的是硅元素，石字旁的是非金属元素； 地壳中元素含量排名前5的是O、Si、Al、Fe、Ca，所以硅的含量比铝要多； 要深埋地下PHC材料必须耐腐蚀，要支撑起了3.5万吨重的集装箱，PHC材料必须强度大； （4）合金成为首选，原因是合金比组成它的纯金属密度小； 使用塑料时，为避免环境污染，要考虑环保的问题，可使用可降解塑料。 考点3 复合材料的种类与应用 11．化学为人类带来了福祉。通过不断的研究和创新，化学在医药、材料科学和环境治理等领域取得了显著进展，极大地改善了人们的生活质量。下列事实不能体现化学造福人类的是 A．研制芳纶复合材料 B．开发AI智能助手 C．生产农药化肥 D．研制新型抗病毒药物 【答案】B 【解析】A、研制芳纶复合材料属于化学造福人类，不符合题意。 B、开发AI智能助手属于计算机领域，不属于化学相关的领域，符合题意。 C、生产农药化肥属于化学造福人类，不符合题意。 D、研制新型抗病毒药物属于化学造福人类，不符合题意。 故选B。 12．航天员舱外航天服的隔热层就像一层小棉袄，能保温。隔热层使用的聚氨酯橡胶属于 A．金属材料 B．天然材料 C．合成材料 D．复合材料 【答案】C 【解析】A.金属材料包含金属和合金，具有导电、导热等特性。聚氨酯橡胶是有机高分子化合物；不符合题意。 B. 天然材料是自然界中直接获取、未经人工合成的材料，如棉花、木材等。聚氨酯橡胶不属于天然材料；不符合题意。 C. 合成材料主要包括塑料、合成纤维和合成橡胶。聚氨酯橡胶属于典型的合成橡胶，它符合合成材料的定义；符合题意。 D. 复合材料是由两种或多种不同性质的材料组合而成的新材料，聚氨酯橡胶属于合成材料而非复合材料；不符合题意。 故选C。 13．2023年9月，习近平总书记首次提出“新质生产力”，新质生产力包含了新能源和新材料，下列描述中用到的材料属于复合材料的是 A．如图1所示，陕西半坡出土的人面鱼纹彩陶盆 B．如图2所示，用于制造人造骨的钛合金 C．如图3所示，制造某种赛车车身含树脂、金属等材质的碳纤维 D．如图4所示，制造农用机车轮胎的合成橡胶 【答案】C 【解析】A、陕西半坡出土的人面鱼纹彩陶盆，陶瓷属于无机非金属材料，故A错误； B、用于制造人造骨的钛合金，属于金属材料，故B错误； C、制造某种赛车车身大部分结构的碳纤维，属于复合材料，故C正确； D、制造农用机车轮胎的合成橡胶，属于有机合成材料，故D错误。 故选C。 14．“科技梦”助推“中国梦”，科技发展离不开化学。2025年是我国实施“十四五”规划的收官之年，我国科技飞速发展，大力推动了各行各业的加速迭代，无论是人工智能、交通运输、可再生能源，还是生物科技，都将深刻改变我们的生活和工作方式，让未来充满更多可能性。请分析图文信息，解答相关问题： （1）春晚舞台上，机器人灵活转动手绢的场景令人叹为观止。机器人通常使用锂电池作为能源，一种制备锂的化学反应为，则X的化学式为 。 （2）我国采用保冷罐式集装箱完成全球最远液态氢海运，解决了液氢运输的技术难题，为最具竞争力的氢燃料发展迎来更加广阔的前景。氢燃料最具竞争力的原因是 。 （3）“爱达·魔都号”是我国自主建造的首艘大型邮轮。钢结构船体表面的油漆彩绘不仅美观，更主要的作用是 。 （4）我国在无人机技术领域处于世界领先地位。无人机播种速度快，效率高。优良的小麦是获得优质面粉的保障。小麦生长过程中为防止倒伏现象的发生，需要适量施用 (填“氮”或“磷”或“钾”)肥。高精度自动播种，使小麦种植更加智慧。制作无人机的材料中，属于合成材料的是 。 A．玻璃    B．铝合金    C．塑料    D．碳纤维复合材料 （5）在医疗大数据与精准医疗深度融合的背景下，通过分析患者特定数据，为肿瘤患者匹配靶向药物。紫杉醇()是一种新型抗微管类抗肿瘤药物，其中氢、氮元素的质量比为 。 （6）中国科学家为世界化学的发展做出了卓越的贡献，以下与化学相关的人物中，为我国稀土工业作出了突出贡献而获得国家最高科学技术奖的是___________ A．闵恩泽 B．张青莲 C．侯德榜 D．徐光宪 【答案】（1）Al2O3 （2）氢气燃烧产物只有水，无污染 （3）隔绝氧气和水，防止船体生锈 （4） 钾 C （5）51:14 （6）D 【解析】（1）根据质量守恒定律，化学反应前后原子的种类和数目不变，反应物中含Al、Li、O的个数分别是2、6、3，生成物中含Al、Li、O的个数分别是0、6、0，故生成物中还应含2个Al、3个O，故X的化学式为：Al2O3； （2）氢燃料最具竞争力的原因是：氢气燃烧产物只有水，无污染； （3）钢是铁的合金，铁生锈的条件是铁与氧气和水接触，钢结构船体表面的油漆彩绘不仅美观，更主要的作用是：隔绝氧气和水，防止船体生锈； （4）钾肥可促进植物生长，增强作物抗倒伏和抗病虫害的能力，故小麦生长过程中为防止倒伏现象的发生，需要适量施用钾肥； A、玻璃属于无机非金属材料，不符合题意； B、铝合金属于合金，属于金属材料，不符合题意； C、塑料属于合成材料，符合题意； D、碳纤维复合材料是由无机非金属材料和有机高分子材料复合而成，属于复合材料，不符合题意。 故选C； （5）紫杉醇中氢、氮元素的质量比为：51:14； （6）A、闵恩泽研发了多种用于石油化工生产的催化剂，为我国炼油催化剂制造技术奠定了基础，不符合题意； B、张青莲对相对原子质量的测定作出了卓越的贡献，不符合题意； C、侯德榜发明了侯氏制碱法，对制碱工业的发展作出了卓越的贡献，不符合题意； D、徐光宪提纯了稀土分离技术，被称为“中国稀土之父”，符合题意。 故选D。 15．阅读下面科普短文。 碳元素是人类接触和利用最早的元素之一，由碳元素组成的单质可分为无定形碳、过渡态碳和晶形碳三大类，如图一。 文段一 石墨是制铅笔芯的原料之一，在16世纪被发现后，曾被误认为是含铅的物质。直到18世纪，化学家将石墨与KNO3共熔后产生CO2，才确定了它是含碳的物质。 文段二：碳纤维既有碳材料的固有本质特性，又有纺织纤维的柔软可加工性，综合性能优异。目前，我国已形成碳纤维生产、碳纤维复合材料成型，应用等产业链，碳纤维复合材料应用领域分布如图二、 文段三：科学界不断研发出新型碳材料，碳气凝胶就是其中一种。碳气凝胶具有优良的吸附性能，在环境净化中发挥重要作用。我国科研人员在不同温度下制备了三种碳气凝胶样品，比较其对CO2的选择性吸附性能。他们在不同压强下测定了上述样品对混合气体中CO2吸附的选择性值，实验结果如图三、图中选择性值越高，表明碳气凝胶对CO2的选择性吸附性能越好。 随着科学技术的发展，碳材料的潜能不断被激发，应用领域越来越广泛。依据文章内容回答下列问题： （1）碳元素能组成多种碳单质，结合所学知识说明金刚石、石墨化学性质相似的原因 ；物理性质存在明显差异的原因 。 （2）阅读材料金刚石属于 ___________ (填序号)。 A．无定形碳 B．过渡态碳 C．晶形碳 （3）石墨在一定条件下可以转化为金刚石，是改变了其 ；是 变化 （4）石墨与KNO3共熔，能发生如下反应，配平该反应的化学方程式：5C+4KNO3 K2O+2N2↑+ CO2↑。 （5）由图二可知，我国碳纤维复合材料应用占比最高的领域是 。 （6）判断下列说法是否正确(填“正确”或“错误”)。 ①石墨是一种含铅的物质 。 ②碳材料具有广阔的应用和发展前景 。 （7）对比图三中三条曲线，得到的实验结论是 。 【答案】（1） 构成微粒相同 碳原子的排列方式不同 （2）C （3） 结构 化学 （4） 2 5 （5）工业应用 （6） 错误 正确 （7）备温度越低、压强越大，选择性值越高，碳气凝胶对CO2的选择性吸附性能越好 【解析】（1）金刚石、石墨都是由碳原子直接构成的，构成微粒相同，所以化学性质相似；虽然金刚石、石墨都是由碳原子构成的，但碳原子的排列方式不同，所以物理性质存在明显差异； （2）由图1可知，金刚石属于晶形碳，故选：C； （3）石墨在一定条件下可以转化为金刚石，是改变了其结构，碳原子的排列方式发生改变，金刚石和石墨属于不同的物质，是化学变化； （4）根据质量守恒反应前后原子种类数目不变，配平化学方程式，化学方程式为； （5）由图二可知，我国碳纤维复合材料应用占比最高的领域是工业应用； （6）①石墨是一种单质，不含铅，故填：错误； ②由材料可知，碳材料其有广阔的应用和发展前景，故填：正确； （7）对比图三中三条曲线，温度越低，压强越大，碳气凝胶对CO2的选择性吸附性能越好，得到的实验结论制是：备温度越低、压强越大，选择性值越高，碳气凝胶对CO2的选择性吸附性能越好。 / 学科网（北京）股份有限公司 $