高三化學(xué)一輪復(fù)習(xí) 第3講 化學(xué)與材料的發(fā)展課件 魯科版化學(xué)選修2

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1、第第3講化學(xué)與材料的發(fā)展講化學(xué)與材料的發(fā)展最新展示最新展示1.了解社會發(fā)展和科技進步對材料的要求。了解化學(xué)對材料科了解社會發(fā)展和科技進步對材料的要求。了解化學(xué)對材料科學(xué)發(fā)展的促進作用。學(xué)發(fā)展的促進作用。2.了解金屬材料、無機非金屬材料、高分子材料、合成材料、了解金屬材料、無機非金屬材料、高分子材料、合成材料、復(fù)合材料和其他新材料的特點，了解有關(guān)的生產(chǎn)原理。復(fù)合材料和其他新材料的特點，了解有關(guān)的生產(chǎn)原理。3.了解用化學(xué)方法進行金屬材料表面處理的原理。了解用化學(xué)方法進行金屬材料表面處理的原理。4.了解我國現(xiàn)代材料研究和材料工業(yè)的發(fā)展情況，了解新材料了解我國現(xiàn)代材料研究和材料工業(yè)的發(fā)展情況，了解新材

2、料的發(fā)展方向。的發(fā)展方向。熱點定位熱點定位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(chǎn)原理、主要成份、硅酸鹽材料的生產(chǎn)原理、主要成份、性能及應(yīng)用。性能及應(yīng)用。2.新型無機非金屬材料的性能、功能及應(yīng)用。新型無機非金屬材料的性能、功能及應(yīng)用。3.金屬冶煉原理、腐蝕與防護。金屬冶煉原理、腐蝕與防護。4.高分子材料、復(fù)合材料的特點及應(yīng)用。高分子材料、復(fù)合材料的特點及應(yīng)用。一、無機非金屬材料一、無機非金屬材料無機非金屬材料：無機非金屬材料：新型陶瓷因具有光、電、磁、生物和化學(xué)等新的特性和功能，越來越受到人們的青睞。(1)氮化硅是一種高溫結(jié)構(gòu)陶瓷材料，它的硬度大，熔點高，化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，工業(yè)上曾

3、普遍采用高純硅與純氮在1 300 時反應(yīng)獲得。根據(jù)性質(zhì)，推測氮化硅陶瓷的用途是_(填序號)。A制氣輪機葉片B制有色玻璃C制永久性模具 D制造柴油機寫出N的原子結(jié)構(gòu)示意圖_，根據(jù)元素周期律知識，請寫出氮化硅的化學(xué)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(yīng)，可得較高純度的氮化硅，同時生成HCl，反應(yīng)的化學(xué)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骼，這是利用這類材料的_(填序號)。A耐高溫特性 B電學(xué)特性C光學(xué)特性 D生物功能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(yīng)。試推測該陶瓷被氫氟酸腐蝕的化學(xué)方程式：_。【名師解析名師解析】根據(jù)N

4、和Si的原子結(jié)構(gòu)及元素周期律的知識，可判斷氮元素非金屬性比硅強，故N顯負價，Si顯正價，由此可寫出氮化硅化學(xué)式?！敬鸢复鸢浮?1)ACD Si3N4Si3N412HF=3SiF44NH33SiCl42N26H2 Si3N412HCl(2)D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(guān)系，金屬的活潑程度不同，對應(yīng)的冶煉方法也截然不同，根據(jù)不同金屬的活動性，冶煉方法大致如下：(1)熱分解法可用于熱分解法冶煉的金屬，其元素的金屬性很弱，原子難失電子，離子易得電子，化合物的穩(wěn)定性較弱。在常見金屬活動性順序表的右端區(qū)域(如Hg、Ag)。如2HgO 2HgO

5、2。(3)電解法電解法冶煉一般用于活潑金屬的冶煉(如K、Ca、Na、Mg、Al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融AlCl3的方法(因共價化合物在熔融時不導(dǎo)電)。通常采用電解熔融氧化鋁的方法制取鋁。(2)煉鋼氧氣頂吹轉(zhuǎn)爐法用氧化劑在高溫下把生鐵中的S、P等雜質(zhì)除去。3 3鋁的冶煉鋁的冶煉(1)原料：鋁土礦(主要成分為Al2O3)。(2)提純Al2O3：(用化學(xué)方程式表示)Al2O32NaOH=2NaAlO2H2O，NaAlO2CO22H2O=Al(OH)3NaHCO3，2Al(OH)3 Al2O33H2O。(3)電解：加入冰晶石及少量螢石降低Al2O3的熔點。陰極

6、反應(yīng)式：4Al312e= 4Al陽極反應(yīng)式：6O212e=3O2化學(xué)方程式：2Al2O3 4Al3O24金屬的腐蝕與防護金屬的腐蝕與防護(1)金屬的腐蝕類型化學(xué)腐蝕化學(xué)腐蝕電化學(xué)腐蝕電化學(xué)腐蝕條件條件金屬與其表面接觸物金屬與其表面接觸物質(zhì)質(zhì)(如如O2、Cl2等等)直直接發(fā)生化學(xué)反應(yīng)接發(fā)生化學(xué)反應(yīng)不同金屬或不純金屬與不同金屬或不純金屬與電解質(zhì)溶液接觸電解質(zhì)溶液接觸現(xiàn)象現(xiàn)象無電流產(chǎn)生無電流產(chǎn)生有電流產(chǎn)生有電流產(chǎn)生本質(zhì)本質(zhì)金屬被氧化的過程金屬被氧化的過程較活潑的金屬被氧化的較活潑的金屬被氧化的過程過程關(guān)系關(guān)系化學(xué)腐蝕與電化學(xué)腐蝕往往同時發(fā)生，但電化學(xué)腐蝕與電化學(xué)腐蝕往往同時發(fā)生，但電化學(xué)腐蝕更具普遍

7、性，危害更嚴重化學(xué)腐蝕更具普遍性，危害更嚴重(2)鋼鐵的析氫腐蝕與吸氧腐蝕比較吸氧腐蝕吸氧腐蝕析氫腐蝕析氫腐蝕條件條件水膜酸性很弱或呈水膜酸性很弱或呈中性中性水膜酸性較強水膜酸性較強陽極反陽極反應(yīng)應(yīng)2Fe4e=2Fe2陰極反陰極反應(yīng)應(yīng)O22H2O4e= 4OH4H4e=2H2溶液反溶液反應(yīng)應(yīng)Fe22OH=Fe(OH)24Fe(OH)2O22H2O=4Fe(OH)3(3)金屬腐蝕的防護方法改變金屬的內(nèi)部結(jié)構(gòu)如可根據(jù)不同的用途選用不同的金屬或非金屬制成合金。覆蓋保護層如可以采用噴油漆、涂油脂、電鍍、噴鍍或表面鈍化等方法使金屬與介質(zhì)隔離。使用電化學(xué)保護法如犧牲陽極的保護法：用活潑金屬與被保護金屬連接

8、的保護方法。外加電流的陰極保護法：讓被保護的金屬與外加電源負極連接。(2009年山東高考)金屬鋁的生產(chǎn)是以Al2O3為原料，在熔融狀態(tài)下進行電解：2Al2O3 4Al3O2請回答下列問題：(1)冰晶石(Na3AlF6)的作用是_。(2)電解生成的金屬鋁是在熔融液的_(填“上層”或“下層”)。(3)陰極和陽極均由_材料做成；電解時不斷消耗的電極是_(填“陽極”或“陰極”)。【名師解析名師解析】Al2O3的熔沸點很高，但電解必須在熔融狀態(tài)下進行，故用冰晶石降低Al2O3的熔化溫度；陰、陽極材料只起導(dǎo)電的作用，不參與電極反應(yīng)，選用石墨；電解時，陽極發(fā)生氧化反應(yīng)，生成的O2與石墨反應(yīng)而不斷消耗；最能體

9、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。(4)鋁是高耗能產(chǎn)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_(填代號)。a冰晶石b氧化鋁c鋁錠 d硫酸鋁【答案】 (1)降低Al2O3的熔化溫度(2)下層(3)碳素(或石墨)陽極(4)c【歸納點評歸納點評】(1)冰晶石的作用回答不到位，不能從降低Al2O3的熔化溫度方面回答。(2)對電解Al2O3的原理不理解，以致電極材料回答錯誤。三、高分子化合物與材料三、高分子化合物與材料1高分子化合物(1)分類(2)線型結(jié)構(gòu)、體型結(jié)構(gòu)高分子材料比較合成合成材料材料線型高分子材料線型高分子材料體型高分子材料體型高分

10、子材料常見常見物質(zhì)物質(zhì)合成纖維、部分塑料合成纖維、部分塑料(如聚如聚乙烯乙烯)部分塑料部分塑料(如電木如電木)結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)特點特點以共價鍵結(jié)合成高分子鏈，以共價鍵結(jié)合成高分子鏈，鏈與鏈之間以分子間作用力鏈與鏈之間以分子間作用力相結(jié)合相結(jié)合以共價鍵構(gòu)成高分子鏈，鏈與以共價鍵構(gòu)成高分子鏈，鏈與鏈之間以共價鍵大量交聯(lián)鏈之間以共價鍵大量交聯(lián) 性質(zhì)性質(zhì)特點特點具有彈性、可塑性，在溶劑具有彈性、可塑性，在溶劑中能溶解，加熱能熔融，硬中能溶解，加熱能熔融，硬度和脆性較小，不能導(dǎo)電度和脆性較小，不能導(dǎo)電沒有彈性和可塑性，不能溶解沒有彈性和可塑性，不能溶解或熔融，在溶劑中能溶脹，硬或熔融，在溶劑中能溶脹，硬度和脆性

11、較大，不能導(dǎo)電度和脆性較大，不能導(dǎo)電(3)合成高分子化合物的主要化學(xué)反應(yīng)加成聚合反應(yīng)加成聚合反應(yīng)縮合聚合反應(yīng)縮合聚合反應(yīng)含義含義許多小分子許多小分子(含不飽和鍵含不飽和鍵)通過加成反應(yīng)形通過加成反應(yīng)形成高聚物的聚合反應(yīng)成高聚物的聚合反應(yīng)許多小分子通過縮合形成高聚許多小分子通過縮合形成高聚物，同時有小分子生成的聚合物，同時有小分子生成的聚合反應(yīng)反應(yīng)單體單體特征特征含不飽和鍵如碳碳雙鍵、碳碳三鍵含不飽和鍵如碳碳雙鍵、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

12、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(chǎn)物產(chǎn)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舉例舉例2.高分子材料高分子材料材料材料名稱名稱功能高分子材料功能高分子材料復(fù)合材料復(fù)合材料概念概念既具有傳統(tǒng)高分子材料既具有傳統(tǒng)高分子材料的機械性能，又具有某的機械性能，又具有某些特殊功能的高分子材些特殊功能的高分子材料料兩種或兩種以上材料組成的兩種或兩種以上材料組成的新型材料新型材料性能性能不同功能的高分子材料，不同功能的高分子材料，具有不同的特征性質(zhì)具有不同的特征性質(zhì)一般具有強度高、質(zhì)量輕、一般具有強度高、質(zhì)量輕、耐高溫、耐腐蝕等優(yōu)良性能耐高溫、耐腐蝕等優(yōu)良性能應(yīng)

13、用應(yīng)用高分子分離膜、醫(yī)療器高分子分離膜、醫(yī)療器械、醫(yī)藥等械、醫(yī)藥等汽車工業(yè)、機械工業(yè)、體育汽車工業(yè)、機械工業(yè)、體育用品、航空航天等用品、航空航天等氯堿工業(yè)中，通過電解飽和食鹽水獲得重要的化工原料。其中氯氣用途十分廣泛，除用于凈水、環(huán)境消毒外，還用于生產(chǎn)鹽酸、聚氯乙烯、氯苯等。(1)電解飽和食鹽水的化學(xué)方程式為_。(2)氯氣用于生產(chǎn)半導(dǎo)體材料硅的流程如下：焦炭高溫氯氣加熱氫氣高溫石英砂的主要成分是_，在制備粗硅時，焦炭的作用是_。由四氯化硅得到高純硅的化學(xué)方程式是_。(3)用于制造塑料薄膜、人造革、塑料管材和板材的聚氯乙烯(PVC塑料)就是以氯氣和乙烯為主要原料通過_、消去和_三步主要反應(yīng)生產(chǎn)的。生產(chǎn)聚氯乙烯的有關(guān)反應(yīng)的化學(xué)方程式為_。(4)上述兩種生產(chǎn)過程可得到同一種副產(chǎn)品，該副產(chǎn)品是_?！久麕熃馕雒麕熃馕觥?1)2NaCl2H2O 2NaOHH2Cl2。(2)用Cl2制備純硅涉及反應(yīng)：2Cl2Si(粗) SiCl4，體現(xiàn)了氯氣的強氧化性，再由SiCl4制取高純硅，用H2使之還原，用SiCl4得到高純硅的化學(xué)方程式為：SiCl42H2 Si4HCl。(3)Cl2在有機合成中的應(yīng)用一般體現(xiàn)在利用加成反應(yīng)制取聚氯乙烯，先發(fā)生反應(yīng)：CH2 =CH+Cl2 在通過脫去一分子HCl,使之形成含雙鍵的氯乙烯，加聚即可得聚氯乙烯，即(4)在兩種材料制備反應(yīng)中可得副產(chǎn)品HCl。