11-12版高中化学课时讲练通配套课件：4.3 复合材料（鲁科版必修1）
文档属性
| 名称 | 11-12版高中化学课时讲练通配套课件：4.3 复合材料（鲁科版必修1） |  | |
| 格式 | zip | ||
| 文件大小 | 2.4MB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 鲁科版 | ||
| 科目 | 化学 | ||
| 更新时间 | 2012-09-09 20:27:46 | ||
图片预览
文档简介
(共41张PPT)
1.金属材料、无机非金属材料性能优良，应用也十分广泛，为什么还要生产复合材料？
提示：金属材料、无机非金属材料各有其优势和缺陷，为了克服单一材料存在的问题，满足人类的生产和生活对材料越来越高的要求，人们生产了兼具两者优良性能的复合材料。
2.合金和复合材料都是由两种或两种以上的物质经加工制成的，从组成及性能来看二者是否属于同一类物质？
提示：复合材料是两种或两种以上的性质不同的材料经特殊加工而成的材料，复合材料的基本组成应有基体和增强体，且两者的性质有明显的差异。而合金是由两种或两种以上的金属（或金属与非金属）熔合而成的具有金属特性的物质。合金中无论是单一成分还是多种成分，性能都有很大的相似性，故二者不属于同一类物质。
3.均以二氧化硅做增强体，分别以陶瓷和合成树脂为基体制成的复合材料在性能上有什么异同？
提示：二者均以二氧化硅做增强体，应该都有强度高、耐腐蚀、密度小的特性；陶瓷做基体制成的复合材料可以耐高温，而合成树脂制成的复合材料一般不耐高温。
例题 某复合材料是以碳纤维为增强体、金属钛为基体复合而成的。估计这种材料
①耐高温 ②不耐热 ③导电、导热 ④不导电、不导热
⑤可用于飞机机翼 ⑥可用于导弹的壳体
A．①③⑤⑥ B．②③⑤⑥
C．②④⑤ D．③④⑥
【规范解答】选A。碳纤维为增强体、金属钛为基体的复合材料应具有增强体的优点和基体的优点。碳纤维熔点高、硬度大，金属钛熔点高、导电、导热，二者的密度都较小。因此该碳纤维增强体金属基复合材料具有：①耐高温；②导电、导热；③密度小的特点，可用于制造飞机和导弹。
【互动探究】若将上述复合材料中的基体材料换成合成树脂，该复合材料在性能上可能会有哪些变化？
提示：用合成树脂替换金属钛做基体，由于合成树脂一般性质稳定、不耐高温、不易导电、导热，因此制成的复合材料绝缘性好、耐腐蚀。
1.复合材料是混合物，没有固定的熔沸点；
2.合金不是复合材料，二者的组成以及体现出的性质均不同；
3.复合材料的性能与组成材料的增强体和基体的性质有关，但并不是二者性能的简单叠加。
1.下列产品或材料属于复合材料的是( )
①玻璃钢
②采用碳纤维增强复合材料制的钓鱼竿
③飞机机身
④航天飞机隔热陶瓷片
⑤纳米高分子复合材料
A.①⑤ B.①②③ C.②⑤ D.全部
【解析】选D。复合材料由基体和增强体两部分组成，由此可知上述材料均属于复合材料。
2.复合材料制成的防弹头盔能抵御多种手枪子弹的射击，最大限度地保护使用人员的安全，这利用了复合材料的
( )
A.高强度质量轻 B.耐热抗高温
C.耐腐蚀稳定性好 D.导电、导热性好
【解析】选A。防弹头盔要求强度大能抗击子弹的冲击力，传统防弹头盔沉重不便，而复合材料的头盔恰好克服了这一缺点，使头盔轻化，且其比强度（强度/比重）和比刚度可以超过金属材料。
3.在下列复合材料的类别中，与其他三种不同的是( )
A.金属基复合材料 B.树脂基复合材料
C.颗粒增强复合材料 D.绝缘基复合材料
【解析】选C。A、B、D是按基体分类的，C是按增强体的形状分类的。
4.当航天飞机返回地球大气层时，由于空气的剧烈摩擦，飞机尖端的温度可达1 000 ℃以上，为了防止高温将它烧毁，科学家给航天飞机的相应部位安装了可靠的保护层。制作保护层的材料是( )
A．合成塑料 B．合成纤维
C．镁铝合金 D．新型陶瓷
【解析】选D。制作保护层必须选择耐高温、强度高的材料，只有用纤维增强陶瓷制作的新型陶瓷才具备这样的特点。
5.（2011·启东高一检测）钢筋混凝土是一种重要的建筑材料，抗震功能特别强，关于该材料的分析如下：钢筋混凝土可看作是一种复合材料，其基体和增强体分别是_____、______，分别所属的材料类别是______、______，各自的特点分别是______、_______，能够组合的关键原因是___________。
【解析】
答案：混凝土 钢铁 无机非金属材料 金属材料 高硬性低韧性 高韧性 二者的膨胀系数相近
一、选择题（本题包括6小题，每小题4分，共24分）
1.下列关于复合材料的说法正确的是( )
A.将不同性质的材料经简单混合便成复合材料
B.合金就是复合材料
C.复合材料中的各部分作用相同
D.复合材料是由两种或两种以上不同性质的材料经特殊加工而制成的
【解析】选D。复合材料是由两种或两种以上不同性质的材料经特殊加工而制成的，并不是简单的混合。复合材料的两部分作用是不同的，基体起黏结作用，增强体起骨架作用。
2.对下列材料的特征及用途的说法不正确的是( )
A.玻璃纤维柔软如丝，可像棉纱一样纺织，但拉伸强度低
B.光导纤维传导光的能力很强，是非常好的通讯材料
C.氮化硅陶瓷耐高温且不易传热，可用于制造柴油机
D.玻璃钢强度高，密度小，耐腐蚀，可用于制作废水处理系统的管道
【解析】选A。玻璃纤维虽然极细如丝，但其拉伸强度大，其拉伸强度接近于钢。显然A项错误。
3.复合材料的优点是( )
①强度高 ②质量轻 ③耐高温 ④耐腐蚀
A.仅①④ B.仅②③
C.除③外 D.①②③④
【解析】选D。 复合材料既能保持原来材料的长处，又能弥补它们的不足，具有强度高、质量轻、耐高温、耐腐蚀等特性。
4.（2011·温州高一检测）下列对玻璃钢的叙述正确的
是( )
A.玻璃钢是由普通玻璃加强热然后骤冷而得到的，所以其成分与普通玻璃相同
B.玻璃钢是以玻璃为基体，钢纤维做增强体的复合材料
C.玻璃钢的基体是合成树脂，增强体是玻璃纤维
D.玻璃钢的强度和机械加工性能比合金钢稍差，但耐腐蚀性和绝缘性比合金钢好
【解析】选C。该题主要考查玻璃钢这种复合材料的组成结构和性能特征，应对复合材料的基体和增强体的功能有清楚的认识，需通过分析各组成成分与复合材料在性能上的关系，进行比较判断，方能得出结论。答案选C。
5.纤维复合材料中的增强体为纤维状，其中应用比较广泛的有碳纤维、玻璃纤维等。下列对纤维的说法中，不正确的是( )
A.玻璃可以在一定条件下拉成极细的丝，可用于纺织宇航服等，其拉伸强度接近高强度的钢
B.玻璃纤维易断，不能用于纺织
C.碳纤维化学稳定性好，耐酸碱腐蚀，有良好的耐低温性能
D.氧化铝、氧化硅、碳化硼等也可以拉成纤维，做复合材料的增强体
【解析】选B。玻璃纤维是将熔化的玻璃以极快的速度拉成的极细的丝。这种纤维柔软如蚕丝，可以像棉纱一样纺织，故B错。
【举一反三】若将氧化铝、氧化硅、碳化硼等拉成纤维，做复合材料的增强体，以陶瓷做基体，预期制成的复合材料可能具备怎样的特性？
提示：用纤维做增强体属于纤维增强陶瓷，仍具备陶瓷耐高温的性质，但是韧性会增加。
6.据报道，我国科学家近年来研制出一种新型“连续纤维增韧”航空材料，其主要成分是由碳化硅、陶瓷和碳纤维复合而成。下列相关叙述中不正确的是( )
A．耐高温抗氧化
B．比钢铁轻、硬，但质地较脆
C．没有固定的熔点
D．是一种新型无机非金属材料
【解析】选B。从其组成可知该材料耐高温，由于这种材料能够增强韧性，所以不具有脆性。
二、非选择题（本题包括2小题，共26分）
7.（10分）如图标出了各种材料强度与密度的比值以及广泛使用的年代。
（1）从图中可以看出的信息有_____。
A．科学技术的发展越来越快，新材料频频出现
B．新材料发展的总体趋势是强度越来越大
C．1800年以前出现的材料强度都比铝小
D．铝的密度比钢的密度大
（2）有甲、乙两种材料，它们的强度相同，甲的密度是乙的2倍。且甲材料在图中的b点对应，则乙材料在图中的位置是_____。
A．a点 B．a、b之间
C．c点 D．b、c之间
【解析】（1）从图中来看，新材料出现的频率增加，A正
确； 的比值逐渐增加的原因跟新材料的密度小有关
系，不完全是强度越来越大，B错误；1800年以前的材料中
青铜、铸铁等的强度都高于铝，C错误；铝的密度小于钢，
D错误。
（2）甲、乙两材料的强度相同，而甲的密度是乙的2倍，
因此甲的 的数值应为乙的二分之一，因此选D项。
答案：（1）A （2）D
8.（16分）（2011·临沂高一检测）普通玻璃、钢铁和玻璃钢是三种不同的材料，它们在性能方面差别很大。请根据学过的知识，回答下面的问题。
（1）普通玻璃的成分是______。
（2）铁在人类的生产和生活中有着十分重要的应用。铁的应用，经历了从_____到_____到_____的演变过程。
（3）某种复合材料具有耐高温，强度高，导电性好，导热性好的特点，估计该复合材料的基体和增强体材料可能分别是______。
A．金属；C
B．陶瓷；SiO2
C．合成树脂；SiO2、Al2O3、MgO
D．合成树脂；C
【解析】（1）普通玻璃的主要成分是CaSiO3、Na2SiO3、SiO2。
（2）铁的应用经历了由铁到普通钢，再到不锈钢的演变过程，体现了人类对材料强度要求的提高及对金属腐蚀的防护。
（3）由该复合材料导电、导热性好可知，基体材料应该为金属，故选A。
答案：（1）硅酸钙、硅酸钠、二氧化硅
（2）铁 普通钢 不锈钢 （3）A
1.金属材料、无机非金属材料性能优良，应用也十分广泛，为什么还要生产复合材料？
提示：金属材料、无机非金属材料各有其优势和缺陷，为了克服单一材料存在的问题，满足人类的生产和生活对材料越来越高的要求，人们生产了兼具两者优良性能的复合材料。
2.合金和复合材料都是由两种或两种以上的物质经加工制成的，从组成及性能来看二者是否属于同一类物质？
提示：复合材料是两种或两种以上的性质不同的材料经特殊加工而成的材料，复合材料的基本组成应有基体和增强体，且两者的性质有明显的差异。而合金是由两种或两种以上的金属（或金属与非金属）熔合而成的具有金属特性的物质。合金中无论是单一成分还是多种成分，性能都有很大的相似性，故二者不属于同一类物质。
3.均以二氧化硅做增强体，分别以陶瓷和合成树脂为基体制成的复合材料在性能上有什么异同？
提示：二者均以二氧化硅做增强体，应该都有强度高、耐腐蚀、密度小的特性；陶瓷做基体制成的复合材料可以耐高温，而合成树脂制成的复合材料一般不耐高温。
例题 某复合材料是以碳纤维为增强体、金属钛为基体复合而成的。估计这种材料
①耐高温 ②不耐热 ③导电、导热 ④不导电、不导热
⑤可用于飞机机翼 ⑥可用于导弹的壳体
A．①③⑤⑥ B．②③⑤⑥
C．②④⑤ D．③④⑥
【规范解答】选A。碳纤维为增强体、金属钛为基体的复合材料应具有增强体的优点和基体的优点。碳纤维熔点高、硬度大，金属钛熔点高、导电、导热，二者的密度都较小。因此该碳纤维增强体金属基复合材料具有：①耐高温；②导电、导热；③密度小的特点，可用于制造飞机和导弹。
【互动探究】若将上述复合材料中的基体材料换成合成树脂，该复合材料在性能上可能会有哪些变化？
提示：用合成树脂替换金属钛做基体，由于合成树脂一般性质稳定、不耐高温、不易导电、导热，因此制成的复合材料绝缘性好、耐腐蚀。
1.复合材料是混合物，没有固定的熔沸点；
2.合金不是复合材料，二者的组成以及体现出的性质均不同；
3.复合材料的性能与组成材料的增强体和基体的性质有关，但并不是二者性能的简单叠加。
1.下列产品或材料属于复合材料的是( )
①玻璃钢
②采用碳纤维增强复合材料制的钓鱼竿
③飞机机身
④航天飞机隔热陶瓷片
⑤纳米高分子复合材料
A.①⑤ B.①②③ C.②⑤ D.全部
【解析】选D。复合材料由基体和增强体两部分组成，由此可知上述材料均属于复合材料。
2.复合材料制成的防弹头盔能抵御多种手枪子弹的射击，最大限度地保护使用人员的安全，这利用了复合材料的
( )
A.高强度质量轻 B.耐热抗高温
C.耐腐蚀稳定性好 D.导电、导热性好
【解析】选A。防弹头盔要求强度大能抗击子弹的冲击力，传统防弹头盔沉重不便，而复合材料的头盔恰好克服了这一缺点，使头盔轻化，且其比强度（强度/比重）和比刚度可以超过金属材料。
3.在下列复合材料的类别中，与其他三种不同的是( )
A.金属基复合材料 B.树脂基复合材料
C.颗粒增强复合材料 D.绝缘基复合材料
【解析】选C。A、B、D是按基体分类的，C是按增强体的形状分类的。
4.当航天飞机返回地球大气层时，由于空气的剧烈摩擦，飞机尖端的温度可达1 000 ℃以上，为了防止高温将它烧毁，科学家给航天飞机的相应部位安装了可靠的保护层。制作保护层的材料是( )
A．合成塑料 B．合成纤维
C．镁铝合金 D．新型陶瓷
【解析】选D。制作保护层必须选择耐高温、强度高的材料，只有用纤维增强陶瓷制作的新型陶瓷才具备这样的特点。
5.（2011·启东高一检测）钢筋混凝土是一种重要的建筑材料，抗震功能特别强，关于该材料的分析如下：钢筋混凝土可看作是一种复合材料，其基体和增强体分别是_____、______，分别所属的材料类别是______、______，各自的特点分别是______、_______，能够组合的关键原因是___________。
【解析】
答案：混凝土 钢铁 无机非金属材料 金属材料 高硬性低韧性 高韧性 二者的膨胀系数相近
一、选择题（本题包括6小题，每小题4分，共24分）
1.下列关于复合材料的说法正确的是( )
A.将不同性质的材料经简单混合便成复合材料
B.合金就是复合材料
C.复合材料中的各部分作用相同
D.复合材料是由两种或两种以上不同性质的材料经特殊加工而制成的
【解析】选D。复合材料是由两种或两种以上不同性质的材料经特殊加工而制成的，并不是简单的混合。复合材料的两部分作用是不同的，基体起黏结作用，增强体起骨架作用。
2.对下列材料的特征及用途的说法不正确的是( )
A.玻璃纤维柔软如丝，可像棉纱一样纺织，但拉伸强度低
B.光导纤维传导光的能力很强，是非常好的通讯材料
C.氮化硅陶瓷耐高温且不易传热，可用于制造柴油机
D.玻璃钢强度高，密度小，耐腐蚀，可用于制作废水处理系统的管道
【解析】选A。玻璃纤维虽然极细如丝，但其拉伸强度大，其拉伸强度接近于钢。显然A项错误。
3.复合材料的优点是( )
①强度高 ②质量轻 ③耐高温 ④耐腐蚀
A.仅①④ B.仅②③
C.除③外 D.①②③④
【解析】选D。 复合材料既能保持原来材料的长处，又能弥补它们的不足，具有强度高、质量轻、耐高温、耐腐蚀等特性。
4.（2011·温州高一检测）下列对玻璃钢的叙述正确的
是( )
A.玻璃钢是由普通玻璃加强热然后骤冷而得到的，所以其成分与普通玻璃相同
B.玻璃钢是以玻璃为基体，钢纤维做增强体的复合材料
C.玻璃钢的基体是合成树脂，增强体是玻璃纤维
D.玻璃钢的强度和机械加工性能比合金钢稍差，但耐腐蚀性和绝缘性比合金钢好
【解析】选C。该题主要考查玻璃钢这种复合材料的组成结构和性能特征，应对复合材料的基体和增强体的功能有清楚的认识，需通过分析各组成成分与复合材料在性能上的关系，进行比较判断，方能得出结论。答案选C。
5.纤维复合材料中的增强体为纤维状，其中应用比较广泛的有碳纤维、玻璃纤维等。下列对纤维的说法中，不正确的是( )
A.玻璃可以在一定条件下拉成极细的丝，可用于纺织宇航服等，其拉伸强度接近高强度的钢
B.玻璃纤维易断，不能用于纺织
C.碳纤维化学稳定性好，耐酸碱腐蚀，有良好的耐低温性能
D.氧化铝、氧化硅、碳化硼等也可以拉成纤维，做复合材料的增强体
【解析】选B。玻璃纤维是将熔化的玻璃以极快的速度拉成的极细的丝。这种纤维柔软如蚕丝，可以像棉纱一样纺织，故B错。
【举一反三】若将氧化铝、氧化硅、碳化硼等拉成纤维，做复合材料的增强体，以陶瓷做基体，预期制成的复合材料可能具备怎样的特性？
提示：用纤维做增强体属于纤维增强陶瓷，仍具备陶瓷耐高温的性质，但是韧性会增加。
6.据报道，我国科学家近年来研制出一种新型“连续纤维增韧”航空材料，其主要成分是由碳化硅、陶瓷和碳纤维复合而成。下列相关叙述中不正确的是( )
A．耐高温抗氧化
B．比钢铁轻、硬，但质地较脆
C．没有固定的熔点
D．是一种新型无机非金属材料
【解析】选B。从其组成可知该材料耐高温，由于这种材料能够增强韧性，所以不具有脆性。
二、非选择题（本题包括2小题，共26分）
7.（10分）如图标出了各种材料强度与密度的比值以及广泛使用的年代。
（1）从图中可以看出的信息有_____。
A．科学技术的发展越来越快，新材料频频出现
B．新材料发展的总体趋势是强度越来越大
C．1800年以前出现的材料强度都比铝小
D．铝的密度比钢的密度大
（2）有甲、乙两种材料，它们的强度相同，甲的密度是乙的2倍。且甲材料在图中的b点对应，则乙材料在图中的位置是_____。
A．a点 B．a、b之间
C．c点 D．b、c之间
【解析】（1）从图中来看，新材料出现的频率增加，A正
确； 的比值逐渐增加的原因跟新材料的密度小有关
系，不完全是强度越来越大，B错误；1800年以前的材料中
青铜、铸铁等的强度都高于铝，C错误；铝的密度小于钢，
D错误。
（2）甲、乙两材料的强度相同，而甲的密度是乙的2倍，
因此甲的 的数值应为乙的二分之一，因此选D项。
答案：（1）A （2）D
8.（16分）（2011·临沂高一检测）普通玻璃、钢铁和玻璃钢是三种不同的材料，它们在性能方面差别很大。请根据学过的知识，回答下面的问题。
（1）普通玻璃的成分是______。
（2）铁在人类的生产和生活中有着十分重要的应用。铁的应用，经历了从_____到_____到_____的演变过程。
（3）某种复合材料具有耐高温，强度高，导电性好，导热性好的特点，估计该复合材料的基体和增强体材料可能分别是______。
A．金属；C
B．陶瓷；SiO2
C．合成树脂；SiO2、Al2O3、MgO
D．合成树脂；C
【解析】（1）普通玻璃的主要成分是CaSiO3、Na2SiO3、SiO2。
（2）铁的应用经历了由铁到普通钢，再到不锈钢的演变过程，体现了人类对材料强度要求的提高及对金属腐蚀的防护。
（3）由该复合材料导电、导热性好可知，基体材料应该为金属，故选A。
答案：（1）硅酸钙、硅酸钠、二氧化硅
（2）铁 普通钢 不锈钢 （3）A