(共32张PPT)
新型材料的出现，大大推动了生产力的发展，促进了人类社会文明的进步。
一、材料发展历史
人类历史上不同时代所使用的生产工具或战争中使用的武器，都记录了材料的发展过程。
石斧石箭头
青铜兵器
一、材料发展历史
人类历史上不同时代所使用的生产工具或战争中使用的武器，都记录了材料的发展过程。
两千多年前的越王勾践剑出土后剑身不见丝毫锈斑，依旧寒光闪闪、锋利无比，被誉为“天下第一剑”
各种铁器
一、材料发展历史
人类历史上不同时代所使用的生产工具或战争中使用的武器，都记录了材料的发展过程。
宋代铁牛
汉代剪刀
你知道这些材料出现的早晚顺序吗？
石器
陶器
青铜器
铁器
橡胶
思考：
1.材料的发展历程：
石器
陶器
青铜器
钢铁的使用
合成材料的使用
新型材料的使用
原始社会
火的发明
商朝
春秋晚期
100多年前
21世纪
标志着生产力的不断发展
约四千年前，人类进入了青铜器时代，制造出了种类繁多的青铜器。
随着炼铁技术的掌握，人们制造了犁，促使农业发展。大量合成材料的诞生，更使人们的生活越来越精彩。
二、新型材料
1.什么是新型材料
指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。
光纤材料
碳纤维复合材料
2.新型材料类型
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
新型高分子材料
超导材料
树脂基复合材料, 金属基复合材料
陶瓷基复合材料, 碳纤维复合材料
纳米陶瓷
记忆合金、铝合金、金属玻璃
导电塑料做成的塑料电池人工器官、可降解材料、高吸水性高分子
3.新型材料优异特性
超级塑料制成的头盔，防弹、抗压、撞不破
3.新型材料优异特性
超级陶瓷质地坚韧，制成的刀具削铁如泥
3.新型材料优异特性
超级玻璃能根据光照的强度改变颜色
3.新型材料优异特性
纳米技术的衣服不怕水滴、油滴、灰尘、污渍等,甚至细菌都很难进入布料内部。
4.纳米材料
纳米材料是指其基本颗粒在1~100纳米范围内的材料。
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。
例如，一般的陶瓷材料脆性较大，可是用纳米陶瓷粉末烧成的陶瓷却有很好的韧性，即使被撞倒也不破裂；
新型纳米油墨的色调更浓，书写字迹色泽更好；
将纳米铅粉末加入到固体燃料中，就会使火箭推进器的前进速度加快好几倍。
金属纳米材料
纳米（nm）是一个长度概念，1纳米是1米的十亿分之一（10-9米 ），20 纳米约为一根头发丝的三千分之一。
金属纳米材料具有很多金属材料通常没有的优异性能。例如，金属在常温下有很好的韧性与延展性，但在低温时则很脆，而纳米铜（Cu）和纳米铬（Cr）的交替多层结构在零下269℃仍有较高的延展性。
纳米金属的熔点大幅度降低，如块状金熔点高达1064℃，而线度为2纳米的金粉327℃就融化了，可为较低温度下形成合金提供新工艺。因为金属纳米微粒对环境中的光、热、湿度和温度极为敏感，因此可将金属纳米材料（如铂、钯等）用于传感器的制造。在火箭燃料中添加 1%的超细铝（Al）粉或镍（Ni）粉，燃烧效率可成倍提高。
三、材料制造与环境保护
人们在制造材料的过程中会产生许多污染。
为了减少污染，人们需要探寻无污染或低污染的“绿色”新工艺。
某厂想利用存积的废料——铜屑来制备硫酸铜，作为农药波尔多液的主要原料，以满足市场需求。如果你们是该厂的技术开发小组，请你们设计几种制备的方案。
以铜为主要原料制备硫酸铜工艺可行性探究
探究：
1.提出问题
如何高效利用铜来制备硫酸铜？
2.设计制备方法
方案一：
铜与浓硫酸在加热条件下生成硫酸铜、水、二氧化碳。
Cu + H2SO4(浓) = CuSO4 + SO2↑ + H2O
原理：
2.设计制备方法
方案二：
铜加热生成氧化铜加稀硫酸生成硫酸铜和水。
原理：
CuO + H2SO4 == CuSO4 + H2O
2Cu + O2 == 2CuO
2.设计制备方法
方案三：
将铜与硝酸银反应生成硝酸铜，然后将硝酸铜和氢氧化钠反应，生成氢氧化铜和硝酸钠，最后利用氢氧化铜和硫酸反应制取硫酸铜。
Cu + 2AgNO3 = 2Ag + Cu(NO3)2
Cu(NO3)2 + 2NaOH = Cu(OH)2↓+ 2NaNO3
Cu(OH)2 + H2SO4 = CuSO4 + 2H2O
原理：
请对以上方法在原料的利用率及产生的污染方面进行讨论，交流并探讨绿色工艺的可行性。
利用率低、会产生污染
方案一：
原料利用率高，无污染。
方案二：
方案三：
成本高、步骤繁锁
3.工艺评价
化学工业给社会带来财富和产品的同时，也向周围环境排放了大量的“三废”（废水、废渣、废气），使自然界的生态平衡遭受破坏。
在化学工业中，除了要及时处理好“三废”，还要努力提高原料的利用率，增加产品的产量，从根本上降低生产对环境造成的污染。
废水处理、变废为宝！
炼钢与“三废”的回收利用
炼钢过程中会产生大量的棕色烟气，其主要成分是氧化铁尘粒和高浓度的一氧化碳气体等，因此工厂安装了回收设备，将这些“放在错误地点的原料”进行回收利用。
例如：从烟气中回收的氧化铁尘粒可以用来炼钢
；得到的一氧化碳可以做化工原料或燃料 ；烟气带出的热量可以用于制造水蒸气。此外，炼钢时生成的炉渣可以用来做矿渣水泥，含磷量较多的炉渣则可加工成磷肥等。微信公众号“胜哥课程”
微课九上 2.6 材料的利用与发展
1.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
2.科学家用单个分子制成了“纳米车”，它能在人工操纵下运输药物分子到病源处释放以杀
死癌细胞．下列有关“纳米车”的说法正确的是---（ ）
A. “纳米车”的研制成功说明分子要在人为外力作用下才能运动
B. “纳米车”研制成功说明在一定条件下人可以控制分子运动
C. “纳米车”运输药物分子的过程是肉眼可以直接看见的
D. “纳米车”分子不是由原子构成的
3.石墨烯是目前世上至今发现的最薄、最坚硬的纳米材料．针对这一发现同学们提出了以下
几个问题，你认为最有价值且可探究的问题是---（ ）
A. 石墨烯的硬度与石墨烯的厚度、面积有什么关系？
B. 如何提取石墨烯这种物质？
C. 石墨烯在生活中有什么用处？
D. 石墨烯为什么很薄？
4.下面说法正确的是---（ ）
A. 纳米材料中分子之间的距离为零 B. 电热水壶可用超导材料制作
C. 人类对铁的使用要早于铜的使用 D. 原子核通过裂变和聚变放出能量
5.关于材料与技术的应用，下列说法中正确的是---（ ）
A. 纳米材料制成的奶瓶具有抑制细菌生长的功能
B. 我们日常生活中使用的二极管是由导体制成的
C. 超导材料电阻为零，所以不适合做输电线
D. 核潜艇是利用核裂变提供动力，核能属于可再生能源
6.下列物质的成分属于有机合成材料的是---（ ）
A. 木材 B. 羊毛
C. 金属材料 D. 饮料瓶
7.分类法是化学学习常用的方法，下列分类中正确的是---（ ）
A. 合成材料：涤纶、塑料、合金 B. 混合物：煤、石油、天然气
C. 人体必需的微量元素：钙、铁、锌 D. 复合肥料：硝酸钾、碳酸钾、尿素
8.2010 年上海世博会吉祥物“海宝”是用纯羊毛纤维织成的，填充物是无毒的“聚酯纤维”，其
中“聚酯纤”属于---（ ）
A. 复合材料 B. 天然材料 C. 无机非金属材料 D. 合成材料
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9.浙江省温州市马鞍山龙泉窑遗址成为浙江省 2020 年度“十大”重要考古发现，实证温州
曾经活跃参与海上丝绸之路。该遗址出土物品用传统材料制作,下列可能属于该遗址物品的
是---（ ）
A.陶瓷餐具 B .防弹头盔 C .半导体集成电路 D .光导纤维
10.24 岁的曹原博士发现了让石墨烯实现“高温超导”的方法，令世界瞩目。石墨烯是一种
从石墨中剥离出来仅仅由一层碳原子构成的材料，即“魔角石墨烯”。从物质的分类上看，
“魔角石墨烯”。( )
A.混合物 B.化合物 C. 单质 D.氧化物
11. 早在 2008 年 9 月 27 日，航天员翟志刚就成功地进行了太空行走，标志着我国航天事业
已经进入新的历史时期。
（1）在返回舱返回经过大气层时，立即变成一颗火红的“流星”!但它的表面有种特殊的材
料，所以舱内的人和仪器没有受损。这种特殊材料必颁具备______________________的特点
(至少答两点)。
（2）宇航员在太空中最难完成的实验是______________(填写序号)。
A.小孔成像 B.溶解食盐 C.焦耳定律 D.过滤食盐水
12.“胜哥”买了一件白短袖，此短袖有很强的自洁性能，不沾水也不沾油，由此可见，短
袖是利用________材料制成的．
﹣
13.“纳米”是一种长度单位， 91nm=10 m．纳米技术是以 0.1nm～100nm 这样的尺度为研究对
象 的 前 沿 科 学 ， 目 前 我 国 在 纳 米 技 术 的 研 究 方 面 已 经 跻 身 世 界 前 列 。
1.76nm=________m=________μm。
14.在各种新型材料的研发、制造和使用中，有涤纶、腈纶等各种________（填“天然”或
“合成”）纤维制成的五彩缤纷的衣料；有汽车等交通工具的轴承以及刀具等所用到的各种
________（填“金属”或“非金属”）材料。在农业生产中，化肥通常可分为氮肥、________
和磷肥。肥田粉的主要成分是硫酸铵，它属于________肥。制造普通玻璃的原料是纯碱 石
灰石 石英，反应原理是碳酸钠 碳酸钙在高温下分别跟石英反应生成硅酸盐（CaSiO3）.写
出这两个反应的化学方程式：①_____________________；②_______________________。
15.请仔细阅读下文，并回答文后问题．
纳米陶瓷 纳米陶瓷作为高新科技材料应用广泛．贴于“神舟七号”飞船外表面的“太空”纳米
陶瓷，具有永久、稳定的防静电性能，且有耐磨、耐腐蚀、耐高温、防渗透等特点．采用氧
化锆材料精制而成的纳米陶瓷刀，具有金属刀无元法比拟的优点：刀刃锋利，能切割钢铁等
物质．能削出如纸一样薄的肉片；硬度高，其耐磨性是金属刀的 60 倍；完全无磁性；不生
锈变色，健康环保；可耐各种酸碱有机物的腐蚀；为全致密材料，无孔隙、不沾污、易清洁．纳
米陶瓷充分体现新世纪、新材料的绿色环保概念，是高新技术为现代入奉献的又一杰作．
（1）纳米陶瓷的晶粒尺寸小于________ m．
（2）“神舟七号”飞船与空气摩擦，________能转化为内能，使飞船舱呈炽热状态时，飞船
舱不至于被烧毁的原因之一是飞船外表面的陶瓷具有________的特点．
（3）纳米陶瓷刀________（选填“能”或“不能”）被磁化．它的耐磨性好，是因为它的________
高．
（4）如图所示是纳米陶瓷刀、合金钢刀、普通菜刀磨损程度随时间变化的曲线，其中反映
纳米陶瓷刀磨损特点的是曲线________（填字母）．
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答案
1.C 2.B 3.A 4.D 5.A 6.D 7.B 8.D 9.A 10.C
11.（1）隔热性和吸热性好 （2）D
12. 纳米
﹣ ﹣
13. 9 3 1.76×10 ；1.76×10 μm
高温
14. 合成；金属；钾肥；氮；Na2CO3+SiO2 Na2SiO3+CO2↑；
高温
CaCO3+SiO2 CaSiO3+CO2↑
﹣
15. （ ） 91 10 （2）机械；耐高温 （3）不能；硬度
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