2.6材料的利用与发展 同步练习（含解析）

材料的利用与发展
一、单选题
1.现代科技的发展，促使新型材料研究日益向微观层次深人，产生了纳米材料。纳米材料与普通材料相比，在机械强度磁、光、声、热等方面都有很大的不同。下列关于纳米材料的叙述，错误的是( )。
A. 纳米材料是指其基本颗粒在0.01~1纳米范围内的材料
B. 纳米陶瓷比普通陶瓷具有更好的韧性
C. 用纳米油墨书写的字迹色泽更好
D. 添加了纳米铅粉末的固体燃料会使火箭推进器的速度加快
2.研究发现石墨烯有许多奇特的特性：密度小硬度大．柔软、可回收，有优良的导电性、导热性及抗拉伸能力，它有可能会代替现有的硅材料。根据石墨烯的特性，下列材料不能用石墨烯来制造的是( )。
A. 优良的绝缘材料 B. 新型半导体材料 C. 超轻型飞机材料 D. 新型防弹衣材料
3.石墨纸是最新研发的一种独特的复合材料（如图所示），其成分以石墨为主，薄如纸张，比钢要坚硬10倍且轻巧，还可以回收再利用，下列有关石墨纸说法错误的是（ ）
A. 石墨纸是一种环保材料 B. 石墨纸是良导体，容易导电
C. 石墨纸属于有机合成材料 D. 与钢相比，石墨纸的硬度较大
4.如图是循环经济模式图，下列行为中，能较好地体现循环经济的是（ ）
①东北大豆和小麦间作 ②消费者选用一次性用品 ③我国农耕区谷物种植和家畜饲养的混合模式 ④城市垃圾集中填埋 ⑤北京留民营村的生态农场 ⑥生产企业减少对商品的过度包装 ⑦珠江三角洲的基塘生产 ⑧加强对产品生命周期的环境监管
A. ①③④⑤⑧ B. ②④⑤⑥⑦ C. ①③④⑤⑦ D. ③⑤⑥⑦⑧
5.碳的耗用量称为“碳足迹”。一般情况下，排放的二氧化碳越多，碳足迹就越大。碳足迹的计算包括一切用于电力、建设、运输等方面的能源以及我们所使用的消耗品。以下做法可以减少“碳足迹”的是( )
A. 减少一次性筷子的使用 B. 大量使用煤、石油等燃料
C. 将生活垃圾进行焚烧处理 D. 以私家车出行代替公共交通工具
6.材料与人类生活密切相关，下列物品是由金属材料制成的是( )
A. 羊毛衫 B. 塑料盆
C. 不锈钢餐具 D. 玻璃杯
7.国产大型客机C919于2017年5月5日在上海浦东国际机场首飞成功。C919大型客机的研制，使用了大量的铝锂合金、钛合金和复合材料等。下列有关说法错误的是（ ）
A. 锂的密度应该比较小 B. 金属铝质轻、耐腐蚀、延展性好
C. 铝锂合金属于复合材料 D. 钛合金是以钛为基础加入其他元素熔合而成的
8.把研究工作视为游戏是2010年诺贝尔物理学奖得主海姆及其团队的特别之处。他们发现的新材料石墨烯有许多奇特的属性：密度小、硬度大、柔软、可回收，有优良的导电性、导热性及抗拉伸能力，它也将会代替现有的硅材料。根据石墨烯的属性，下列不能用石墨烯来制造的是 （ ）
A. 新型半导体材料 B. 优良的绝缘材料 C. 超轻型飞机材料 D. 新型防弹衣材料
9.2005年诺贝尔化学奖的成果与一种新的化学合成方法有关。新的合成过程更简单快捷，产生的副产品和有害废物更少，原子利用率更高，是“绿色化学”的典范。下列反应中，符合以上“绿色化学”概念的是（ ）
A. 烧制生石灰：CaCO3=CaO+CO2↑ B. 湿法炼铜：Fe+CuSO4=FeSO4+Cu
C. 制氢氧化铜：CuSO4+2NaOH =Cu(OH)2↓+Na2SO4 D. 利用纯碱制碳酸氢钠：Na2CO3+CO2+H2O=2NaHCO3
10.如图所示，是浙江大学科学家研制的山微颗粒（1﹣50nm） 制备得到新型防菌“纳米纸”．在“纳米纸”的表面细菌无法停留且油水不沾．与此现象有关的判断正确的是（ ）
A. 组成“纳米纸”的分了间没有间隙 B. 油分子间引力使纸面上的油汇集成小油珠
C. “纳米纸”可阻止细菌分子无规则运动 D. 油与“纳米纸”分子间没有引力
11.下列物质中不属于新材料的是（ ）
A. 记忆合金 B. 纳米材料 C. 绿色能源 D. 石油和煤炭
12.下面有关新材料的说法不正确的是（ ）
A. 半导体、纳米材料等新材料的开发和利用，正在日益改变着我们的生活方式
B. 常见的半导体材料有硅、锗、砷化镓等
C. 纳米材料是一种利用大米制成的新材料
D. 超导体是一种电阻为零的材料，可以用来作为远距离输电线，从而减少能源损耗
二、填空题
13.新型材料是指那些 或 中的、具有 并能满足技术进步所需的材料。当前，最引人注目的新型材料有： 材料、先进复合材料、 材料、 材料、新型高分子材材料、 等。
14.2009年诺贝尔物理学奖授予英国华裔科学家高锟以及两位美国科学家．高锟获奖，是因为他在“有关光在纤维中的传输以用于光学通信方面”做出了突破性成就：提出用玻璃制造比头发丝更细的光纤，取代铜导线作为长距离通讯线路．这个理论引起了世界通信技术的一次革命．
（1）光纤这种材料属于 ． （填写编号）
A.金属材料
B.无机非金属材料
C.有机合成材料
D.纳米材料
（2）光纤的质量要求极严．目前使用的光纤是纯度极高的超纯SiO2 ， 其制造时的反应原理是：SiCl4（气）+O2（气） SiO2（固）+2Cl2（气）该反应属于________（填基本化学反应类型）．
三、解答题
15.阅读短文，回答问题
气凝胶由于密度只有每立方厘米3毫克，日前已经作为“世界上密度最低的固体”正式入选《吉尼斯世界纪录》．气凝胶是一种多孔状、类似海绵结构的硅元素固体，孔状内有99.8%的空间．这种新材料看似脆弱不堪，其实非常坚固耐用，最高能承受1400℃的高温，并且它耐磨且富有弹性．
宇航员穿上用加入18毫米厚的气凝胶层宇航服，能帮助宇航员扛住1400℃的高温和零下130℃的超低温．如果在金属片上加一层厚约6毫米的气凝胶，那么，就算炸药直接炸中，对金属片也分毫无伤．
气凝胶表面有成百上千万的小孔，科学家们将气凝胶亲切地称为“超级海绵”，它是非常理想的吸附水中污染物的材料．含有气凝胶的网球拍击球的能力超强．
（1）关于宇航服加入气凝胶的好处说法不正确的是
A.耐高温
B.抗压
C.导热性好
D.质量小
（2）气凝胶是吸附水中污染物非常理想材料是因为它________．
（3）气凝胶的网球拍击球能力超强是因为它的________好．
（4）气凝胶的密度为________ kg/m3 ， 一块20cm×15cm×10cm的长方形砖，质量为7.5kg，同样大小的一块气凝胶质量为________ g．
答案解析部分
一、单选题
1.【答案】 A
【解析】【分析】根据纳米材料的定义及性能分析。
【解答】A、纳米材料是指颗粒直径在1～100nm范围内的材料，符合题意；
B、纳米陶瓷比普通陶瓷具有更好的韧性 ，不符合题意；
C、纳米材料与普通材料相比，性能更好，用纳米油墨书写的字迹色泽更好 ，不符合题意；
D、纳米材料与普通材料相比机械强度、磁、光、声、热等方面都有很大的不同，添加了纳米铅粉末的固体燃料会使火箭推进器的速度加快 ，不符合题意；
故选A。
2.【答案】 A
【解析】【分析】根据石墨烦的导电性、导热性及抗拉伸能力好分析。
【解答】A、石墨烯有有优良的导电性，不能制造绝缘材料 ，符合题意；
B、石墨烯有有优良的导电性，可制新型半导体材料 ，不符合题意；
C、石墨烯密度小，可制作超轻型飞机材料 ，不符合题意；
D、石墨烯硬度大，可制新型防弹衣材料 ，不符合题意；
故选A。
3.【答案】 C
【解析】【分析】由题中所给材料及石墨的类别、性质分析。
【解答】A、 石墨纸可以回收再利用 是一种环保材料 ，不符合题意；
B、石墨具有导电性，石墨纸是良导体，容易导电 ，不符合题意；
C、 石墨纸以石墨为主，不属于有机合成材料 ，符合题意；
D、 石墨纸比钢要坚硬10倍且轻巧，与钢相比，石墨纸的硬度较大 ，不符合题意；
故选C。
4.【答案】 D
【解析】【分析】废弃物经过分类后，一部分可以加工再利用，另一部分则经过处理后归还到环境中，减少对环境的污染。
【解答】循环经济的特征是低开采、高利用、低排放，因此符合此要求的有③⑤⑥⑦⑧。
故答案为：D
5.【答案】 A
【解析】【分析】 “碳”，就是石油、煤炭、木材等由碳元素构成的自然资源。“碳”耗用得越多，导致地球暖化的元凶“二氧化碳”也制造得越多，“碳足迹”就越大；反之，“碳足迹”就越小。
【解答】A. 用木材制筷子，就需要多砍伐树木，植物的光合作用就减弱，吸收二氧化碳量就少了，所以减少一次性筷子的使用，就节省了原料，减少了树木的砍伐，减小“碳足迹”，故正确；
B. 煤石油燃料中含有大量碳元素，燃烧后产生大量的二氧化碳等物质，所以会，增大“碳足迹”，故错误；
C. 生活垃圾进行焚烧处理后会产生大量的二氧化碳等物质，应该回收再利用，所以这样做也会增大“碳足迹”，故错误；
D. 以私家车出行代替公共交通，就会增加汽车排放的尾气，汽车燃烧的是汽油，能产生二氧化碳，这样做也会增大“碳足迹”，故错误。
故答案为：A
6.【答案】 C
【解析】【分析】金属材料一般是指工业应用中的纯金属或合金。
【解答】A、羊毛衫的主要材质是蛋白质，属于有机材料；故A错误；
B、塑料盆是塑料制品，属于合成材料；故B错误；
C、不锈钢餐具是铁合金制品，属于金属材料；故C正确；
D、玻璃杯是硅酸盐材料，属于无机材料；故D错误；
故答案为：C。
7.【答案】 C
【解析】【分析】根据客机所用材料的要求分析；根据纯金属和合金都属于金属材料分析。
【解答】客机的所用材料要求质轻、硬度大、耐腐蚀、延展性好等特性，所以要采用铝锂合金、钛合金等材料和复合材料，其中铝锂合金、钛合金等材料属于金属材料；
故答案为：C。
8.【答案】 B
【解析】【分析】根据石墨烯的性质进行分析。
【解答】A、石墨烯有导电生可用于制造新型半导体材料，不符合题意；
B、石墨烯有导电生不可用于制造绝缘材料，符合题意；
C、石墨烯密度小可用于制造超轻型飞机材料 ，不符合题意；
D、 石墨烯硬度大柔软，可用于制造新型防弹衣材料 ，不符合题意；
故答案为：B。
9.【答案】 D
【解析】【分析】根据题中信息“新的合成过程更简单快捷，产生的副产品和有害废物更少，原子利用率更高，是“绿色化学”的典范。”可对选项进行判断。
【解答】A．烧制生石灰：CaCO3==CaO+CO2↑，过程中要消耗大量能量，产生的二氧化碳会引起温室效应，不符合“绿色化学”概念，A错误；
B．湿法炼铜：Fe+CuSO4==FeSO4+Cu，产生了大量的副产品FeSO4不符合“绿色化学”概念，B错误；
C．制氢氧化铜：CuSO4+2NaOH ==Cu(OH)2↓+Na2SO4 ， 产生了大量的副产品Cu(OH)2不符合“绿色化学”概念，C错误；
D．利用纯碱制碳酸氢钠：Na2CO3+CO2+H2O==2NaHCO3 ， 产物就一种我们需要的碳酸氢钠，原子利用率高，无副产品和有害废物产生，符合“绿色化学”概念，D正确。
故答案为：D
10.【答案】 B
【解析】【分析】物质是由分子组成的，分子在不停地做无规则运动，分子之间有空隙，分子间有相互作用的引力和斥力，引力和斥力是同时存在的．
【解答】解：A、任何分子之间都有空隙，“纳米纸”只是空隙较小，故A错误
B、因为分子间有引力，所以靠得很近的两滴油能自动结合成一滴，故B正确；
C、一切分子都在不停地做无规则运动，“纳米纸”不能阻止细菌分子无规则运动，故C错误；
D、任何分子间都有引力，故D错误．
故选B．
11.【答案】 D
【解析】【分析】新材料包括：“超导材料”、“半导体材料”和“纳米材料”等．
【解答】解：形状记忆合金、纳米材料、隐性材料、绿色能源都属于新材料，石油和煤炭不属于新材料．
故选：D．
12.【答案】 C
【解析】【分析】（1）纳米技术是用单个原子、分子制造物质的科学技术，研究结构尺寸在0.1纳米至100纳米范围内材料的性质和应用；纳米科学技术已引发一系列新的科学技术，如：纳米物理学、纳米生物学、纳米化学、纳米电子学、纳米加工技术和纳米计量学等．（2）半导体的导电性能介于导体与绝缘体之间材料，在电子器件中，常用的半导体材料有元素有半导体：硅、锗、砷化镓等．（3）超导材料和超导技术有着广阔的应用前景．比如，由于电阻的存在，当前高压输电会有很大损耗，而利用超导零电阻特性，将来可以制造不损失任何能量的超导电线．
【解答】解：A、纳米科学技术已引发一系列新的科学技术，如：纳米物理学、纳米生物学、纳米化学、纳米电子学、纳米加工技术和纳米计量学等此说法正确；所以A正确；
B、常用的半导体材料有半导体：硅、锗、砷化镓等；所以B正确；
C、纳米技术是用单个原子、分子制造物质的科学技术，1纳米=1.0×10﹣9米，所以纳米材料是一种利用大米制成的新材料不正确；所以C错误；
D、超导体是一种电阻为零的材料，可以用来作为远距离输电线，从而减少能源损耗，此说法正确；所以D正确．
故选C．
二、填空题
13.【答案】 新出现；正在发展；优异特性和功能；光电子信息；超级陶瓷；新型金属；超导
【解析】【分析】根据材料的分类及各种类分析。
【解答】 新型材料是指那些新出现或正在发展中的，具有优异特性和功能并能满足技术进步所需的材料。当前，最引人注目的新型材料有光电子信息材料、先进复合材料、超级陶瓷材料、新型金属材料、新型高分子材材料、超导材料等。
故答案为：新出现；正在发展；优异特性和功能；光电子信息；超级陶瓷；新型金属；超导。
14.【答案】 （1）B
（2）置换
【解析】【分析】光纤是一种无机非金属材料，根据其制造时反应的原理即可判断出正确答案。
【解答】（1）光纤是玻璃纤维，是硅酸盐材料，属于无机非金属材料；
（2）SiCl4（气）+O2（气）SiO2（固）+2Cl2（气）“化合物+单质═化合物+单质”的反应属于置换反应．
故答案为：（1）B；
（2）置换反应．
三、解答题
15.【答案】 （1）C
（2）多孔
（3）弹性
（4）3；9
【解析】【分析】（1）因气凝胶非常坚固耐用，用它制造的宇航服质量小，耐高温；（2）因吸附水中污染物的材料应是多孔状、类似海绵结构，而气凝胶可以达到这个要求；（3）因为气凝胶耐磨且富有弹性，用气凝胶制成的网球拍，击球的能力会更强；（4）气凝胶由于密度只有每立方厘米3毫克，据此换算单位解答即可．
【解答】解：（1）因气凝胶非常坚固耐用，用它制造的宇航服质量小，耐高温，故C不正确；（2）气凝胶是吸附水中污染物非常理想材料是因为它多孔．（3）气凝胶的网球拍击球能力超强是因为它的弹性好．（4）气凝胶密度ρ=3mg/cm3=3kg/m3 ， 砖的体积V砖=V气凝胶=20cm×15cm×10cm=3×103cm3 ，
根据ρ= 得，气凝胶的质量m=ρV气凝胶=3×103cm3×3mg/cm3=9000mg=9g．
故答案为：（1）C；（2）多孔；（3）弹性；（4）3；9．