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第十一单元 跨学科实践活动10 调查我国航天科技领域中新型材料、新型能源的应用
题型1 合成材料的使用及其对人和环境的影响 题型2 复合材料、纳米材料
▉题型1 合成材料的使用及其对人和环境的影响
【知识点的认识】合成材料的使用主要是指塑料、合成纤维、合成橡胶这三大合成材料的利用．具体情况分别例谈如下“
1．塑料，它的应用十分广泛，目前工业生产的塑料已有几百种，其中常用的也有60多种，使用最多的是聚乙烯塑料和聚氯乙烯塑料．它们的具体应用可谓是不言而喻、举不胜举．下面略举几例，还有塑料制品的应用范围
2．合成纤维，它的品种不同，各具有某些独特性能和用途也不尽相同．例如，耐高温纤维（如聚苯咪唑纤维等）、耐高温腐蚀纤维（如聚四氟乙烯等，可作不粘锅的内衬）、高强度纤维（如聚对苯二甲酰对苯二胺等）、耐辐射纤维（如聚酰亚胺纤维等）．另外，还有阻燃纤维、高分子光导纤维等．我们穿的衣服通常是由纤维织成的．棉和羊毛等属于天然纤维，涤纶（的确良）、锦纶（尼龙）和腈纶等属于合成纤维．合成纤维的强度高、弹性好、耐磨和能耐化学腐蚀，但它的吸水性和透气性较差．因此，合成纤维常常与棉纤维或羊毛纤维混合纺织，使衣服穿起来既舒适又挺括．
3．合成橡胶，人们常用的合成橡胶主要有丁苯橡胶、顺丁橡胶和氯丁橡胶等．合成橡胶与天然橡胶相比，具有高弹性、绝缘性、耐油和耐高温等性能，因而广泛应用于工农业、国防、交通及日常生活中．
至于合成材料的使用对人和环境的影响，主要是指合成材料的应用与发展，大大方便了人类的生活．但是，合成材料废弃物的急剧增加所带来的环境问题，其中废弃塑料带来的“白色污染”尤为严重．这是因为大部分塑料在自燃环境中很难降解（即聚合物在自然环境中被微生物或光照分解为小分子），长期堆积会破坏土壤，污染地下水，危害海洋生物的生存；而且如果焚烧含氯塑料（即代号“03”﹣﹣PVC聚氯乙烯塑料），会产生有刺激性气味的氯化氢气体等，从而引起空气污染．
1．下列水杯的制作材料属于合成材料的是（ ）
A．纸质杯 B．塑料杯 C．玻璃杯 D．陶瓷杯
【答案】B
【解答】A、纸的材料属于天然材料，故该选项不符合题意；
B、塑料属于合成材料，故该选项符合题意；
C、玻璃杯由玻璃制成，玻璃是无机非金属材料，故该选项不符合题意；
D、陶瓷杯由陶瓷制成，陶瓷是无机非金属材料，故该选项不符合题意。
故选：B。
2．分类是行之有效的科学方法，下列分类结果正确的是（ ）
A．可乐、冰水都属于溶液
B．石油、天然气都属于化石燃料
C．氯化铵、硝酸钾都属于复合肥
D．塑料、合金都属于合成材料
【答案】B
【解答】解：A、冰是固态的水，因此冰水属于纯净物，而不是溶液，故A分类错误；
B、石油和天然气是古代生物遗体在特定地质条件下经过一系列复杂变化形成的复杂的混合物，都属于化石燃料，故B分类正确；
C、氯化铵中只含农作物需求量大的氮元素，属于氮肥，故C分类错误；
D、塑料属于合成材料，合金属于金属材料，故D分类错误。
故选：B。
3．下列是小明一天中的生活经历和相关解释，其中错误的是（ ）
A．早上用不锈钢水壶在燃气灶上烧水，利用的是金属的导电性
B．下午体育课后喝了运动饮料，可以为人体提供能量和补充出汗流失的无机盐
C．傍晚将塑料矿泉水瓶放入可回收垃圾桶，该塑料属于可回收的合成材料
D．晚饭后将洗净的铁锅擦干，是为了防止铁锅生锈
【答案】A
【解答】解：A、早上用不锈钢水壶在燃气灶上烧水，利用的是金属的导热性，而不是导电性，故A说法错误；
B、下午体育课后喝了运动饮料，可以为人体提供能量和补充出汗流失的无机盐，故B说法正确；
C、傍晚将塑料矿泉水瓶放入可回收垃圾桶，该塑料属于可回收的合成材料，故C说法正确；
D、铁与氧气、水共存时会发生锈蚀，因此晚饭后将洗净的铁锅擦干，是为了防止铁锅生锈，故D说法正确。
故选：A。
4．劳动开创未来。下列劳动项目涉及到的化学知识错误的是（ ）
选项 劳动项目 化学知识
A 播种：将种子盛放于透气的塑料袋中 塑料袋属于合成材料
B 施肥：为庄稼生长施加硝酸钾（KNO3） 硝酸钾属于钾肥
C 改良：用熟石灰改良酸性土壤 熟石灰具有碱性
D 收获：收获时节瓜果飘香 微粒在不停地运动
A．A B．B C．C D．D
【答案】B
【解答】解：A.播种时，将种子盛放于透气的塑料袋中是为了保证种子的呼吸作用能够正常进行，防止因缺氧而导致种子死亡，同时，塑料袋是由人工合成的高分子材料制成的，因此它属于合成材料，故A正确；
B.硝酸钾是一种复合肥，因为它既含有氮元素（属于氮肥的作用），又含有钾元素（属于钾肥的作用），故B错误；
C.熟石灰具有碱性，能与酸性物质发生反应，可用于改良酸性土壤，故C正确；
D.收获时节瓜果飘香，是因为有香味的分子运动到空气中被闻到，说明微粒在不停地运动，故D正确；
故选：B。
5．北京冬奥会冰上运动场馆外墙铺设的新型塑料——聚氟乙烯膜【C2H2F2】n，既美观又耐用，该材料属于（ ）
A．复合材料 B．金属材料 C．天然材料 D．合成材料
【答案】D
【解答】解：聚氟乙烯膜是塑料的一种，塑料属于三大合成材料之一，故该材料属于合成材料。
故选：D。
6．下列分类正确的是（ ）
A．复合肥：尿素、硝酸钾、磷酸二氢铵
B．氧化物：氧化铁、干冰、生石灰
C．混合物：空气、海水、冰水
D．合成材料：合金、合成纤维、合成橡胶
【答案】B
【解答】解：A．尿素中只含农作物需求量大的氮元素，是氮肥，不属于复合肥，故A错误；
B．氧化铁的化学式为Fe2O3，干冰的化学式为CO2，生石灰的化学式为CaO，均符合氧化物的概念，故B正确；
C．冰水中只含一种物质，是纯净物，不属于混合物，故C错误；
D．合金属于金属材料，不是合成材料，故D错误。
故选：B。
7．2022年2月举办了中国历史上第一次冬季奥运会，滑雪是冬奥会的重点比赛项目。下列滑雪用品涉及的材料中，不属于合成材料的是（ ）
A．雪板——聚乙烯
B．滑雪头盔——聚酯硬塑料
C．滑雪杖——镁铝合金
D．防护镜——聚甲基丙烯酸甲酯（有机玻璃）
【答案】C
【解答】解：A、聚乙烯是一种塑料，属于有机合成材料，故选项错误。
B、聚酯硬塑料是塑料的一种，属于有机合成材料，故选项错误。
C、镁铝合金属于金属材料，故选项正确。
D、聚甲基丙烯酸甲酯（有机玻璃）是一种塑料，属于有机合成材料，故选项错误。
故选：C。
8．化学为保障人类的生产、生活、安全都有重大贡献。
（1）Li2S可用于锂离子电池，画出Li2S中阴离子的结构示意图 。
（2）碳酸钙可作补钙剂，标出其中碳元素的化合价 。
（3）口罩的主要成分为“聚丙烯”塑料，其属于 B （填序号）。
A．金属材料
B．合成材料
C．天然材料
D．无机材料
（4）请写一个利用中和反应治疗胃酸过多的化学反应方程式 Al（OH）3+3HCl＝AlCl3+3H2O 。
【答案】（1）；
（2）；
（3）B；
（4）Al（OH）3+3HCl＝AlCl3+3H2O。
【解答】解：（1）在Li2S中，阴离子是硫离子。硫原子质子数为16，核外电子数为16，得到2个电子形成硫离子，核外电子排布为2、8、8。画结构示意图时，圆圈内写质子数+16，弧线表示电子层，弧线上数字表示该层电子数，故作图为。
（2）碳酸钙（CaCO3）中，钙元素显+2价，氧元素显 2价，设碳元素化合价为x，根据化合物中各元素正负化合价代数和为零，可得（+2）×1+x+（﹣2）×3＝0，解得x＝+4。化合价标在元素符号正上方，先写正负号，再写数字，故表示为。
（3）聚丙烯是通过化学合成方法制得的有机高分子材料，属于合成材料。
（4）中和反应是酸和碱生成盐和水的反应。胃酸主要成分是盐酸，氢氧化铝可用于治疗胃酸过多，它与盐酸反应生成氯化铝和水，化学方程式为Al（OH）3+3HCl＝AlCl3+3H2O。
故答案为：（1）；
（2）；
（3）B；
（4）Al（OH）3+3HCl＝AlCl3+3H2O。
9．化学在生活、生产和能源方面做出了重要贡献。请利用所学知识回答下列问题。
（1）下列几种物质中，属于合成材料的是 A （填序号）
A．塑料手套
B．纯棉体恤
C．真皮椅套
D．铝合金护栏
（2）制糖工业中常利用活性炭脱色制白糖，利用的是活性炭的 吸附 性。
（3）铅蓄电池是生活中常见的可充电电池，充放电的反应原理可表示为：，反应物X的化学式为 H2O 。
（4）用天然气作燃料，其燃烧的化学方程式为 CH4+2O2CO2+2H2O 。
【答案】（1）A。
（2）吸附。
（3）H2O。
（4）CH4+2O2CO2+2H2O。
【解答】解：（1）A.塑料属于合成材料，该选项符合题意；
B.纯棉属于天然材料，该选项不符合题意；
C.真皮属于天然材料，该选项不符合题意；
D.铝合金属于金属材料，该选项不符合题意；
故选：A。
（2）活性炭具有吸附性，能除去色素，则可利用活性炭脱色制白糖；故答案为：吸附。
（3）根据质量守恒定律，化学反应前后原子的种类和个数不变，反应后Pb、H、S、O的个数分别为2、4、2、10，反应后除2X外，Pb、H、S、O的个数分别为2、0、2、8，则2X中含有4个氢原子和2个氧原子，则X的化学式为H2O；故答案为：H2O。
（4）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CH4+2O2CO2+2H2O；故答案为：CH4+2O2CO2+2H2O。
10．“向材料科学致敬，为中国航天喝彩”，我国自主研制的载人飞船和航天服凝聚着无数科学家的心血。请回答下列问题：
（1）下列航天服的制造材料中属于有机合成材料的是 D （填序号）。
A．纯棉舒适层
B．羊毛保暖层
C．镀铝防护层
D．聚氯乙烯管水冷层
（2）航天服中装有废气处理系统，将废气通过装有活性炭的装置进行净化，这是利用了活性炭的 吸附 性。
（3）航天员的饮食中，面包和米饭主要提供的营养素是 糖类 。
（4）固体燃料氧气发生器是供氧的方式之一，粉末状氯酸钠（NaClO3）在受热时生成氯化钠和氧气，写出该反应的化学方程式 2NaClO32NaCl+3O2↑ 。
【答案】（1）D。
（2）吸附。
（3）糖类。
（4）2NaClO32NaCl+3O2↑。
【解答】解：（1）纯棉舒适层属于天然材料，羊毛保暖层属于天然材料，镀铝防护层属于金属材料，聚氯乙烯管水冷层属于有机合成材料；故答案为：D。
（2）活性炭具有吸附性，能吸附异味和色素等，所以航天服中装有废气处理系统，将废气通过装有活性炭的装置进行净化，这是利用了活性炭的吸附性；故答案为：吸附。
（3）面包和米饭中富含淀粉，淀粉属于糖类，所以航天员的饮食中，面包和米饭主要提供的营养素是糖类；故答案为：糖类。
（4）粉末状氯酸钠（NaClO3）在受热时生成氯化钠和氧气，反应的化学方程式为2NaClO32NaCl+3O2↑；故答案为：2NaClO32NaCl+3O2↑。
11．2023年6月4日，神舟十五号载人飞船返回舱在东风着陆场成功着陆，航天员费俊龙、邓清明、张陆安全顺利出舱，神舟十五号载人飞行任务取得圆满成功。
（1）运载火箭使用的燃料有液氢、航空煤油等。液氢作燃料的优点是 无污染（合理即可） 。
（2）航天服使用了蚕丝，聚酯纤维等材料，其中属于有机合成材料的是 聚酯纤维 。
（3）空间站的供电主要依赖太阳能帆板。光伏太阳能电池板的基板材料是玻璃纤维。玻璃纤维中含有Na2SiO3、CaSiO3、SiO2等，SiO2中硅元素的化合价为 +4 价。
【答案】（1）无污染（合理即可）；
（2）聚酯纤维；
（3）+4。
【解答】解：（1）氢气的热值大，制备原料来源广，燃烧生成水，无污染；
（2）有机合成材料包括塑料、合成纤维、合成橡胶，蚕丝属于天然材料；聚酯纤维是一种合成纤维，属于有机合成材料；
（3）二氧化硅中氧元素化合价为﹣2价，根据化合物中各元素化合价的代数和为0，得硅元素的化合价为+4价；
故答案为：（1）无污染（合理即可）；
（2）聚酯纤维；
（3）+4。
12．垃圾分一分，环境美十分。如图所示是道路、地铁等公共场所设置的垃圾桶，一般情况下有干垃圾和可回收两种。
（1）图中标示的各部件中，属于有机合成材料的是 塑料顶盖 。
（2）铁制品外壳容易生锈，实际上是铁与空气中的 氧气、水 发生化学反应的过程。铁制品表面的铁锈，可加入稀盐酸除去，其原理是 Fe2O3+6HCl═2FeCl3+3H2O （用化学方程式表示）。
（3）铝合金内筒不容易生锈，是因为 4Al+3O2═2Al2O3 （用化学方程式表示）。
【答案】（1）塑料顶盖；
（2）氧气、水；Fe2O3+6HCl═2FeCl3+3H2O；
（3）4Al+3O2═2Al2O3。
【解答】解：（1）塑料顶盖是一种有机合成材料；铁制外筒和铝合金内筒属于金属材料制成的，故答案为：塑料顶盖；
（2）铁制品外壳容易生锈，实际上是铁与空气中的氧气、水发生化学反应的过程。铁锈的主要成分是氧化铁，用稀盐酸除去铁制品表面的铁锈，其原理是稀盐酸和氧化铁反应生成氯化铁和水，反应的化学方程式是Fe2O3+6HCl═2FeCl3+3H2O；故答案为：氧气、水；Fe2O3+6HCl═2FeCl3+3H2O；
（3）在常温下，铝易与空气中的氧气反应生成致密的氧化铝保护膜，从而阻止内部的铝进一步氧化，化学方程式为4Al+3O2═2Al2O3；故答案为：4Al+3O2═2Al2O3。
13．端午节里喝雄黄酒，挂艾草，吃粽子，戴丝线，我国的端午文化渊源流长。
（1）雄黄酒主要成分酒精的化学式为 C2H5OH或C2H6O 。
（2）艾草具有特殊的香气可驱赶蚊虫。从微观的角度解释艾草飘香的原因 分子在不断运动 。
（3）糯米粽中富含的基本营养物质是 糖类 。
（4）棉制五色丝线为民间工艺品，它 不属于 （填“属于”或“不属于”）合成材料。
【答案】（1）C2H5OH或C2H6O；
（2）分子在不断运动；
（3）糖类；
（4）不属于。
【解答】解：（1）雄黄酒主要成分酒精的化学式为：C2H5OH或C2H6O；
（2）艾草飘香的原因是分子在不断运动，引起香味的分子四处扩散；
（3）糯米粽中富含淀粉，淀粉属于糖类；
（4）棉制五色丝线为民间工艺品，它属于天然材料，不属于合成材料。
故答案为：（1）C2H5OH或C2H6O；
（2）分子在不断运动；
（3）糖类；
（4）不属于。
14．整个3月，淄博烧烤可谓火遍全网。趁着假期，小源和家人一起去打卡!
（1）小源一家人选择乘坐G9321次“烧烤专列”抵达淄博，该高铁列车使用的下列材料中属于合成材料的是 CD （填字母）。
A．镁铝合金车体
B．玻璃车窗
C．塑料小桌板
D．涤纶座套
（2）铁路施工建设中为焊接铁轨中的缝隙，常用铝和氧化铁的混合物在高温下生成氧化铝和铁，该反应的化学方程式为 2Al+Fe2O3Al2O3+2Fe 。
（3）小源点了经典的烧烤三件套——面饼、五花肉、小葱，其中面饼主要提供的营养素是 糖类 。
（4）打卡途中，小源还观察到下列做法，你认为不正确的是 CD （填序号）。
A．关注顾客炉火，注意室内通风
B．提醒适度点餐，制止铺张浪费
C．提高烟囱高度，烟尘飘往他处
D．保证清洁卫生，多用塑料餐具
【答案】（1）CD；
（2）2Al+Fe2O3Al2O3+2Fe；
（3）糖类；
（4）CD。
【解答】解：（1）A、镁铝合金车体是由镁铝合金制成的，镁铝合金属于金属材料，不符合题意；
B、玻璃车窗是由玻璃制成的，玻璃属于无机非金属材料，不符合题意；
C、塑料小桌板是由塑料制成的，塑料属于合成材料，符合题意；
D、涤纶座套是由涤纶制成的，涤纶属于合成纤维，合成纤维属于合成材料，符合题意；
（2）铝和氧化铁的混合物在高温下生成氧化铝和铁，该反应的化学方程式为；
（3）五花肉富含油脂与蛋白质，小葱富含维生素；面饼的主要成分是淀粉，淀粉属于糖类，故面饼主要提供的营养素是糖类；
（4）A、关注顾客炉火，注意室内通风，防止由于碳不完全燃烧生成的一氧化碳引起中毒，故A正确；
B、提醒适度点餐，制止铺张浪费，故B正确；
C、提高烟囱高度，烟尘飘往他处，并没有减少空气污染，故C错误；
D、保证清洁卫生，多用塑料餐具，会造成浪费，也会引起白色污染，故D错误；
故答案为：（1）CD；
（2）2Al+Fe2O3Al2O3+2Fe；
（3）糖类；
（4）CD。
15．“格物致知，叩问苍穹”，中国航天事业在浩瀚的太空中不断刷新“中国高度”。
（1）霍尔推动器以稀有气体氙为动力，氙由 原子 （填“原子”“分子”或“离子”）构成。
（2）航天工程的发展离不开新型材料的支撑，其中属于合成材料的是 BC （填序号）。
A．钛合金
B．合成橡胶
C．聚四氟乙烯
D．高强度碳纤维
（3）太阳能电池板的主要材料为硅，工业上侧取高纯硅的化学方程式为2H2+SiCl4Si+4X，X的化学式是 HCl 。
（4）发射卫星的火箭常用液氢作为燃料，下列说法正确的是 ABC （填序号）。
A．氢能是一种新能源
B．液氢燃烧的能量转化过程是化学能→热能
C．氢气作燃料具有热值高、无污染的优点
【答案】（1）原子；
（2）BC；
（3）HCl；
（4）ABC。
【解答】解：（1）氙属于稀有气体，是由原子构成的；
（2）A、钛合金属于金属材料，故A不合题意；
B、合成橡胶属于合成材料，故B符合题意；
C、聚四氟乙烯属于塑料的一种，属于合成材料，故C符合题意；
D、高强度碳纤维属于无机非金属材料，故D不合题意；
（3）根据质量守恒定律，反应前后原子种类和数目不变，由化学方程式2H2+SiCl4Si+4X可知，反应前有4个氢原子、1个硅原子、4个氯原子，反应后有1个硅原子，则4X中含有4个氢原子和4个氯原子，X的化学式为HCl；
（4）A、新能源，又称非常规能源，指传统能源之外的各种能源形式，氢能是一种新能源，故A说法正确；
B、氢气燃烧生成水，该反应放热，则液氢燃烧的能量转化过程是化学能→热能，故B说法正确；
C、氢气燃烧热值高，氢气燃烧产物只有水，对环境无污染，故C说法正确；
故答案为：（1）原子；
（2）BC；
（3）HCl；
（4）ABC。
16．珍爱生命，防患于未“燃”。为加强安全教育，增强应急处置能力，南开中学邀请消防战士为同学们开展了一场别开生面的消防安全主题活动。
（1）乙醇是常见的燃料，请写出其充分燃烧的化学方程式 C2H5OH+3O22CO2+3H2O 。
（2）消防队员用高压水灭火，其灭火原理是 温度降到着火点以下 。
（3）消防队员穿着的灭火防护服，由外表层、隔热层、舒适层等三层面料组成。外表层：芳纶纤维，有阻燃功能；隔热层：芳纶无纺布+阻燃PTFE膜；舒适层：芳纶粘胶阻燃布。其中外表层面料属于 B （填序号）。
A．复合材料
B．合成材料
C．天然材料
（4）发生火灾时，对人员最大的威胁往往不是高温，而是含碳物质不完全燃烧产生的有毒气体CO。下列关于CO说法中，不正确的是 CD （填序号）。
A．CO燃烧时火焰呈蓝色
B．CO极易与血红蛋白结合
C．CO转化为CO2的反应一定吸热
D．通常用向下排空气法收集
【答案】（1）C2H5OH+3O22CO2+3H2O；
（2）温度降到着火点以下；
（3）B；
（4）CD。
【解答】解：（1）乙醇充分燃烧生成二氧化碳和水，化学方程式为C2H5OH+3O22CO2+3H2O。
（2）水喷射到可燃物的表面时，水遇热蒸发会带走热量使可燃物表面的温度降低，故高压水枪灭火依据的灭火原理是使温度降到着火点以下。
（3）芳纶纤维是合成纤维，属于合成材料，故选B。
（4）A、CO在空气中燃烧时发出蓝色火焰，选项正确；
B、一氧化碳易与血红蛋白结合，降低血红蛋白的载氧能力，导致中毒，选项正确；
C、CO转化为CO2的反应不一定吸热，如一氧化碳和氧气反应生成二氧化碳，放热，选项错误；
D、一氧化碳密度略小于空气，和空气密度接近，不能用向下排空气法收集，一氧化碳难溶于水，通常用排水法收集，选项错误；
故答案为：（1）C2H5OH+3O22CO2+3H2O；
（2）温度降到着火点以下；
（3）B；
（4）CD。
17．近年来，我国航天重大工程取得了辉煌的成就。飞天逐梦变为现实离不开对新型材料和新型能源的探索，对此，某兴趣小组开展了相关的调查活动。
Ⅰ.航天器使用的材料
（1）航天飞船的许多部件都使用铝合金，这是因为铝合金的密度 小 （选填“大”或“小”），并且铝具有优良的抗腐蚀性，其原因是 2Al+3O2＝2Al2O3 （用化学方程式表示）。
（2）除铝合金外，飞船上还有多种材料的使用。下列使用的材料属于合成材料的是 c （填序号）。
a.高温合金涡轮
b.碳纤维整流罩
c.橡胶密封垫圈
d.高温陶瓷隔热瓦
（3）航天飞船还会使用一些功能材料，如飞船外壳的烧蚀材料。飞船在返回大气层时，烧蚀材料在高温下会发生分解、熔化、蒸发等变化，其作用是 吸收热量，降低飞船的温度 。
Ⅱ.航天器使用的能源
（4）我国空间站的动力主要由太阳能电池翼提供，它可将 太阳能 转化为电能。
（5）我国的航天飞船一般由长征系列运载火箭发射升空。常见的火箭推进剂有偏二甲肼（C2H8N2）和四氧化二氮（N2O4）或液氢和液氧。偏二甲肼和四氧化二氮反应的化学方程式为C2H8N2+2N2O4═3N2+2X+4H2O，则X的化学式为 CO2 ；氢气和氧气能被压缩成液体装入火箭，请从微观角度解释其原因： 分子间存在着间隔，压强增大，分子间的间隔变小 。
（6）火箭推进剂中燃料或助燃剂过多，不仅不会参与反应，反而会加重火箭的载荷。因此若火箭计划装入10t的液氢，则需准备液氧的质量是多少？
【答案】（1）小；2Al+3O2＝2Al2O3；
（2）c；
（3）吸收热量，降低飞船的温度；
（4）太阳能；
（5）CO2；分子间存在着间隔，压强增大，分子间的间隔变小；
（6）80t。
【解答】解：（1）航天飞船的许多部件都使用铝合金，这是因为铝合金的密度小，并且铝具有优良的抗腐蚀性，其原因是在常温下，铝易与空气中的氧气反应生成致密的氧化铝保护膜，化学方程式为2Al+3O2＝2Al2O3；故答案为：大；2Al+3O2＝2Al2O3；
（2）a.高温合金涡轮是由合金制成的，合金属于金属材料，故a不合题意；
b.碳纤维整流罩是由碳纤维制成的，碳纤维属于复合材料，故b不合题意；
c.橡胶密封垫圈是由合成橡胶制成的，合成橡胶属于合成材料，故c符合题意；
d.高温陶瓷隔热瓦是由陶瓷制成的，陶瓷属于无机非金属材料，故d不合题意；
故答案为：c；
（3）飞船在返回大气层时，烧蚀材料在高温下会发生分解、熔化、蒸发等变化，其作用是吸收热量，降低飞船的温度；故答案为：吸收热量，降低飞船的温度；
（4）我国空间站的动力主要由太阳能电池翼提供，它可将太阳能转化为电能；故答案为：太阳能；
（5）根据质量守恒定律，化学反应前后原子的种类和数目不变，由化学方程式C2H8N2+2N2O4═3N2+2X+4H2O可知，反应物中含C、H、N、O的个数分别是2、8、6、8，生成物中含C、H、N、O的个数分别是0、8、6、4，故生成物中还应含2个C、4个O，故X的化学式为：CO2；氢气和氧气能被压缩成液体装入火箭，从微观角度解释其原因是分子间存在着间隔，压强增大，分子间的间隔变小；故答案为：CO2；分子间存在着间隔，压强增大，分子间的间隔变小；
（6）设需要准备液氧的质量是x，则：
2H2+O22H2O
4 32
10t x
x＝80t
答：需要准备液氧的质量是80t。
▉题型2 复合材料、纳米材料
【知识点的认识】复合材料是由两种或两种以上不同功能和性质的材料，用化学方法按一定方式复合在一起制成的具有某些特殊性能并优点互补的新材料．例如，玻璃钢就是人类在日常生活中广泛应用的复合材料，它既不是玻璃也不是钢，而是在塑料中加入玻璃纤维制成的．它既有玻璃般的透明性或半透明性，又有钢铁般的高强度，因此俗称为“玻璃钢”．由此可见，复合材料的性能要优于组成它的成分材料，在工业生产和社会生活中具有广阔的应用前景，是新型材料研制的一个重要发展方向．
纳米材料是指在三维空间中至少有一维处于纳米尺度范围（1﹣100nm）或由它们作为基本单元构成的材料，这大约相当于10～100个原子紧密排列在一起的尺度．从尺寸大小来说，通常产生物理化学性质显著变化的细小微粒的尺寸在0.1微米以下（即100纳米以下；因为1米＝100厘米，1厘米＝10000微米，1微米＝1000纳米，1纳米＝10埃）．因此，颗粒尺寸在0.1～100纳米的微粒称为超微粒材料，也是一种纳米材料．例如，20世纪80年代中期研制成功的纳米金属材料，以及后来相继问世的纳米半导体薄膜、纳米陶瓷、纳米瓷性材料和纳米生物医学材料，等等．
至于纳米技术的广义范围可包括纳米材料技术及纳米加工技术、纳米测量技术、纳米应用技术等方面．其中，纳米材料技术着重于纳米功能性材料的生产（超微粉、镀膜、纳米改性材料等），性能检测技术（化学组成、微结构、表面形态、物、化、电、磁、热及光学等性能）．纳米加工技术包含精密加工技术（能量束加工等）及扫描探针技术．
阅读下列资料，完成下列问题：
石头纸是以约80%的碳酸钙粉末与约15%的树脂及其他助剂混合，加工制成的平滑薄片状产品，具有机械性能好、防水、耐撕、无毒、印刷清晰度高、可自然降解等特点。它利用方解石（主要成分CaCO3，含少量MgO、SiO2等）作原料，生产过程如图，全程无需用水、强酸、强碱与漂白剂，没有废水排放，能源耗用比传统木浆造纸低，造价仅为传统植物纤维造纸的。但是，石头纸的厚度偏差和稳定性均比传统植物纤维纸差，易变形，难以大宽幅和高速生产，因此难以完全替代传统植物纤维纸。
18．“石头纸”属于（ ）
A．金属材料 B．合成材料 C．复合材料 D．天然材料
【答案】C
【解答】解：复合材料是由两种或两种以上材料以不同方式组合而成的材料，石头纸是以约80%的碳酸钙粉末与约15%的树脂及其他助剂混合，加工制成的平滑薄片状产品，属于复合材料。
故选：C。
19．化学知识与生产、生活密切相关。回答下列问题：
（1）酸奶中富含的主要营养成分是 蛋白质 。
（2）硝酸钾属于 复合肥 （填“钾肥”、“氮肥”、“磷肥”或“复合肥”）。
（3）酒精灯用灯帽盖灭，其灭火的原理是 隔绝氧气 。
（4）钢筋混凝土属于 复合 材料（填“金属”、“无机非金属”、“合成”或“复合”）。
【答案】（1）蛋白质；
（2）复合肥；
（3）隔绝氧气；
（4）复合。
【解答】解：（1）酸奶中富含的主要营养成分是蛋白质；
（2）含有氮元素的肥料称为氮肥，含有磷元素的肥料称为磷肥，含有钾元素的肥料称为钾肥，同时含有氮、磷、钾三种元素中的两种或两种以上的肥料称为复合肥；
硝酸钾中含有钾元素和氮元素，属于复合肥；
（3）酒精灯用灯帽盖灭，其灭火的原理是隔绝氧气；
（4）复合材料有两种或两种以上材料混合而成，钢筋混凝土中既含有金属材料，又含有无机非金属材料，故属于复合材料。
故答案为：（1）蛋白质；
（2）复合肥；
（3）隔绝氧气；
（4）复合。
20．2022年8月，重庆极端高温天气导致南泉、缙云山等地突发山火。
（1）温室效应增强导致极端天气频发．化石燃料燃烧是温室气体的主要来源，化石燃料包括煤、石油和 天然气 。
（2）热血战士蹈火出征，扑灭了森林大火．下列关于灭火的方法及原理叙述正确的是 BCD 。
A．飞机高空洒水：降低可燃物着火点
B．油锯砍树：砍出隔离带，移除可燃物
C．灭火弹爆炸：释放干粉，隔绝氧气
D．以火攻火：反向人工点火与相向烧来的林火对接，消耗氧气与可燃物
（3）山城英雄挺身而出，“摩托骑士”运送人员和物资．志愿者佩戴的头盔的整体材料是玻璃钢，它属于 复合 （填“复合”、“金属”或“合成”）材料。
（4）2023年植树节来临之际，山火救援志愿者重回南泉、缙云山植树添新绿．为促进树木生长，需追加化肥，下列肥料属于复合肥的是 BD （填序号）。
A．CO（NH2）2
B．KNO3
C．Ca3（PO4）2
D．NH4H2PO4
【答案】（1）天然气；
（2）BCD；
（3）复合；
（4）BD。
【解答】解：（1）化石燃料包括煤、石油和天然气。
（2）A、飞机高空洒水，原理是降低可燃物的温度，故A不符合题意；
B、油锯砍树，原理是砍出隔离带，移除可燃物，故B符合题意；
C、灭火弹爆炸，原理是释放干粉，隔绝氧气，故C符合题意；
D、以火攻火，原理是反向人工点火与相向烧来的林火对接，消耗氧气与可燃物，故D符合题意。
（3）志愿者佩戴的头盔的整体材料是玻璃钢，是由玻璃纤维和合成材料复合而成的新材料，属于复合材料。
（4）A、CO（NH2）2中含有氮、磷、钾中的氮元素，属于氮肥，故A不符合题意；
B、KNO3中含有氮、磷、钾中的钾、氮元素，属于复合肥，故B符合题意；
C、Ca3（PO4）2中含有氮、磷、钾中的磷元素，属于磷肥，故C不符合题意；
D、NH4H2PO4中含有氮、磷、钾中的氮、磷两种元素，属于复合肥，故D符合题意。
故答案为：（1）天然气；
（2）BCD；
（3）复合；
（4）BD。
21．2022年8月，重庆极端高温天气导致缙云山突发山火。
（1）温室效应增强导致极端天气频发。化石燃料燃烧是温室气体的主要来源，化石燃料包括煤、石油和 天然气 。
（2）热血战士蹈火出征，扑灭了森林大火。下列关于灭火的方法及原理叙述正确的是 BCD 。（填序号）
A．飞机高空洒水：降低可燃物着火点
B．油锯砍树：砍出隔离带，移除可燃物
C．灭火弹爆炸：释放干粉，隔绝氧气
D．以火攻火：反向人工点火与相向烧来的林火对接，消耗氧气与可燃物
（3）山城英雄挺身而出，“摩托骑士”运送人员和物资。志愿者佩戴的头盔的整体材料是玻璃钢，它属于 复合 （填“复合”、“金属”或“合成”）材料。
（4）2023年植树节来临之际，山火救援志愿者重回缙云山植树添新绿。为促进树木生长，需追加化肥，下列肥料属于复合肥的是 D （填序号）。
A．CO（NH2）2
B．KCl
C．Ca3（PO4）2
D．NH4H2PO4
【答案】（1）天然气；
（2）BCD；
（3）复合；
（4）D。
【解答】解：（1）化石燃料包括煤、石油和天然气。
（2）A、飞机高空洒水，原理是降低可燃物的温度，故A不符合题意；
B、油锯砍树，原理是砍出隔离带，移除可燃物，故B符合题意；
C、灭火弹爆炸，原理是释放干粉，隔绝氧气，故C符合题意；
D、以火攻火，原理是反向人工点火与相向烧来的林火对接，消耗氧气与可燃物，故D符合题意。
（3）志愿者佩戴的头盔的整体材料是玻璃钢，是由玻璃纤维和合成材料复合而成的新材料，属于复合材料。
（4）A、CO（NH2）2中含有氮、磷、钾中的氮元素，属于氮肥，故A不符合题意；
B、KCl中含有氮、磷、钾中的钾元素，属于钾肥，故B不符合题意；
C、Ca3（PO4）2中含有氮、磷、钾中的磷元素，属于磷肥，故C不符合题意；
D、NH4H2PO4中含有氮、磷、钾中的氮、磷两种元素，属于复合肥，故D符合题意。
故答案为：（1）天然气；
（2）BCD；
（3）复合；
（4）D。
22．请从化学视角回答下列问题：
（1）玻璃钢可用于制造飞机、导弹的雷达罩，玻璃钢属于 复合材料 （填“复合材料”或“金属材料”）。
（2）家里的刀、剪等钢铁制品与 氧气和水 接触易生锈。
（3）端午节吃粽子是中国传统习俗之一、制作粽子的主要原料为糯米，其富含的营养素为 糖类 。
（4）垃圾分类有利于生态文明建设。用过的铝制易拉罐、旧纸张应投入有下列标识的垃圾箱是 A 。
A．
B．
C．
D．
（5）目前，新能源车与燃油车相比，优点有 AB （填序号）。
A．节能环保
B．智能化程度高
C．废旧电池回收成本高
【答案】（1）复合材料；
（2）氧气和水；
（3）糖类；
（4）A；
（5）AB。
【解答】解：（1）玻璃钢由玻璃纤维（无机非金属材料）和树脂（有机合成材料）组成，属于复合材料。
（2）铁和氧气、水共同接触时会生锈。
（3）糯米中富含糖类。
（4）铝制易拉罐、旧纸张属于可回收物。
（5）目前，新能源车与燃油车相比，优点有节能环保、智能化程度高等，缺点是废旧电池回收成本高。
故答案为：（1）复合材料；
（2）氧气和水；
（3）糖类；
（4）A；
（5）AB。
23．化学来源于生活，生活离不开化学。请回答下列问题。
（1）航天食品有脱水米饭、宫爆鸡丁、茶饮等，米饭富含的营养素主要是 糖类 。为保证营养均衡，提供了水果，作用是 补充维生素 。
（2）人体中含有多种元素，正是这些元素组成的各种物质维持着我们正常的生命活动。人体缺 C （填字母编号，下同）元素会引起甲状腺肿大。
A.铁
B.钙
C.碘
D.锌
（3）高铁制造用到铝合金、玻璃钢、不锈钢、合成橡胶等，属于复合材料的是 玻璃钢 。
（4）劳动教育课上，同学们到学校苗圃地参加劳动。某同学发现一处绿植叶色泛黄，则需要施用的化肥是 A （填字母序号）。
A.尿素【CO（NH2）2】
B.氯化钾（KCl）
C.磷酸钙【Ca3（PO4）2】
（5）给小火锅加热时可使用的固体燃料主要成分是酒精（C2H5OH），写出酒精在空气中充分燃烧的化学方程式 C2H5OH+3O22CO2+3H2O 。
【答案】（1）糖类；补充维生素；
（2）C；
（3）玻璃钢；
（4）A；
（5）C2H5OH+3O22CO2+3H2O。
【解答】解：（1）米饭富含淀粉，淀粉属于糖类，故米饭中富含的营养素主要是糖类；为保证营养均衡，提供了水果，水果中富含维生素，其作用是补充维生素；
（2）人体缺碘元素会引起甲状腺肿大，故选：C；
（3）玻璃钢是由玻璃纤维和合成材料复合而成的，属于复合材料；
（4）同学们到学校苗圃地参加劳动，某同学发现一处绿植叶色泛黄，这是缺乏氮元素造成的，需要补充氮肥。
A、尿素[CO（NH2）2]中含有氮、磷、钾中的氮元素，属于氮肥；
B、氯化钾（KCl）中含有氮、磷、钾中的钾元素，属于钾肥；
C、磷酸钙[Ca3（PO4）2]中含有氮、磷、钾中的磷元素，属于磷肥；
（5）酒精在空气中充分燃烧生成水和二氧化碳，化学方程式为：C2H5OH+3O22CO2+3H2O。
故答案为：（1）糖类；补充维生素；
（2）C；
（3）玻璃钢；
（4）A；
（5）C2H5OH+3O22CO2+3H2O。
24．阅读下面文章。
科学家研发了一种“智能海绵”，这种“智能海绵”有两层结构——吸湿层和光热层。吸湿层像骆驼的驼峰一样，从空气中“喝”水并储存起来。光热层在太阳出来时再把水“吐”出来，为我们提供清洁的饮用水。“智能海绵”的学名是纳米纤维复合水凝胶，其吸湿层的主体是水凝胶，添加了从植物中提取的纳米纤维作为骨架使其更加牢固。科研人员制备纳米纤维复合水凝胶时，改变水凝胶与纳米纤维的质量比，测定所得材料的抗变形能力如表所示。控制其他条件相同，在水凝胶中加入不同浓度的LiCl，测定所得材料的吸水率如图所示。这项技术提供了新的淡水获取方案，从看似“虚无”的空气中提取出生命之源——水。
水凝胶与纳米纤维的不同质量比下的材料性能表
水凝胶与纳米纤维质量比 10：1 8：1 5：1
抗变形能力（kPa） 35.65 81.8 69.43
回答下列问题。
（1）“智能海绵”吸湿层中添加纳米纤维的作用是 增强材料的结构强度（或抗变形能力） 。
（2）依据表中信息分析，水凝胶与纳米纤维的最佳质量比为 8：1 。
（3）下列说法正确的有 AC （填标号）。
A．加入LiCl能增强水凝胶的吸水效果
B．加入LiCl浓度越大，水凝胶的吸水效果越好
C．当LiCl浓度为5%时，水凝胶的吸水效果最好
【答案】（1）增强材料的结构强度（或抗变形能力）；
（2）8：1；
（3）AC。
【解答】解：（1）根据短文信息，“添加了从植物中提取的纳米纤维作为骨架使其更加牢固”，因此纳米纤维的作用是增强材料的结构强度或抗变形能力，使其更牢固；
（2）由表格中的数据可知，当水凝胶与纳米纤维的质量比为8：1时，抗变形能力最大；
（3）A、由水凝胶的吸水性和加入LiCl的关系图可知，加入LiCl能增强水凝胶的吸水效果，故选项说法正确；
B、由水凝胶的吸水性和加入LiCl的关系图可知，当加入5%LiCl时，水凝胶的吸水效果最好，并不是LiCl浓度越大，吸水效果越好，故选项说法不正确；
C、由水凝胶的吸水性和加入LiCl的关系图可知，在25 h时，5% LiCl的吸水率最高（约0.71），高于其他组，因此在所测浓度范围内，当LiCl浓度为5%时，水凝胶的吸水效果最好，故选项说法正确。
故答案为：（1）增强材料的结构强度（或抗变形能力）；
（2）8：1；
（3）AC。
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第十一单元 跨学科实践活动10 调查我国航天科技领域中新型材料、新型能源的应用
题型1 合成材料的使用及其对人和环境的影响 题型2 复合材料、纳米材料
▉题型1 合成材料的使用及其对人和环境的影响
【知识点的认识】合成材料的使用主要是指塑料、合成纤维、合成橡胶这三大合成材料的利用．具体情况分别例谈如下“
1．塑料，它的应用十分广泛，目前工业生产的塑料已有几百种，其中常用的也有60多种，使用最多的是聚乙烯塑料和聚氯乙烯塑料．它们的具体应用可谓是不言而喻、举不胜举．下面略举几例，还有塑料制品的应用范围
2．合成纤维，它的品种不同，各具有某些独特性能和用途也不尽相同．例如，耐高温纤维（如聚苯咪唑纤维等）、耐高温腐蚀纤维（如聚四氟乙烯等，可作不粘锅的内衬）、高强度纤维（如聚对苯二甲酰对苯二胺等）、耐辐射纤维（如聚酰亚胺纤维等）．另外，还有阻燃纤维、高分子光导纤维等．我们穿的衣服通常是由纤维织成的．棉和羊毛等属于天然纤维，涤纶（的确良）、锦纶（尼龙）和腈纶等属于合成纤维．合成纤维的强度高、弹性好、耐磨和能耐化学腐蚀，但它的吸水性和透气性较差．因此，合成纤维常常与棉纤维或羊毛纤维混合纺织，使衣服穿起来既舒适又挺括．
3．合成橡胶，人们常用的合成橡胶主要有丁苯橡胶、顺丁橡胶和氯丁橡胶等．合成橡胶与天然橡胶相比，具有高弹性、绝缘性、耐油和耐高温等性能，因而广泛应用于工农业、国防、交通及日常生活中．如图所示：．
至于合成材料的使用对人和环境的影响，主要是指合成材料的应用与发展，大大方便了人类的生活．但是，合成材料废弃物的急剧增加所带来的环境问题，其中废弃塑料带来的“白色污染”尤为严重．这是因为大部分塑料在自燃环境中很难降解（即聚合物在自然环境中被微生物或光照分解为小分子），长期堆积会破坏土壤，污染地下水，危害海洋生物的生存；而且如果焚烧含氯塑料（即代号“03”﹣﹣PVC聚氯乙烯塑料），会产生有刺激性气味的氯化氢气体等，从而引起空气污染．
1．下列水杯的制作材料属于合成材料的是（ ）
A．纸质杯 B．塑料杯 C．玻璃杯 D．陶瓷杯
2．分类是行之有效的科学方法，下列分类结果正确的是（ ）
A．可乐、冰水都属于溶液
B．石油、天然气都属于化石燃料
C．氯化铵、硝酸钾都属于复合肥
D．塑料、合金都属于合成材料
3．下列是小明一天中的生活经历和相关解释，其中错误的是（ ）
A．早上用不锈钢水壶在燃气灶上烧水，利用的是金属的导电性
B．下午体育课后喝了运动饮料，可以为人体提供能量和补充出汗流失的无机盐
C．傍晚将塑料矿泉水瓶放入可回收垃圾桶，该塑料属于可回收的合成材料
D．晚饭后将洗净的铁锅擦干，是为了防止铁锅生锈
4．劳动开创未来。下列劳动项目涉及到的化学知识错误的是（ ）
选项 劳动项目 化学知识
A 播种：将种子盛放于透气的塑料袋中 塑料袋属于合成材料
B 施肥：为庄稼生长施加硝酸钾（KNO3） 硝酸钾属于钾肥
C 改良：用熟石灰改良酸性土壤 熟石灰具有碱性
D 收获：收获时节瓜果飘香 微粒在不停地运动
A．A B．B C．C D．D
5．北京冬奥会冰上运动场馆外墙铺设的新型塑料——聚氟乙烯膜【C2H2F2】n，既美观又耐用，该材料属于（ ）
A．复合材料 B．金属材料 C．天然材料 D．合成材料
6．下列分类正确的是（ ）
A．复合肥：尿素、硝酸钾、磷酸二氢铵
B．氧化物：氧化铁、干冰、生石灰
C．混合物：空气、海水、冰水
D．合成材料：合金、合成纤维、合成橡胶
7．2022年2月举办了中国历史上第一次冬季奥运会，滑雪是冬奥会的重点比赛项目。下列滑雪用品涉及的材料中，不属于合成材料的是（ ）
A．雪板——聚乙烯
B．滑雪头盔——聚酯硬塑料
C．滑雪杖——镁铝合金
D．防护镜——聚甲基丙烯酸甲酯（有机玻璃）
8．化学为保障人类的生产、生活、安全都有重大贡献。
（1）Li2S可用于锂离子电池，画出Li2S中阴离子的结构示意图 。
（2）碳酸钙可作补钙剂，标出其中碳元素的化合价 。
（3）口罩的主要成分为“聚丙烯”塑料，其属于 （填序号）。
A．金属材料
B．合成材料
C．天然材料
D．无机材料
（4）请写一个利用中和反应治疗胃酸过多的化学反应方程式 。
9．化学在生活、生产和能源方面做出了重要贡献。请利用所学知识回答下列问题。
（1）下列几种物质中，属于合成材料的是 （填序号）
A．塑料手套
B．纯棉体恤
C．真皮椅套
D．铝合金护栏
（2）制糖工业中常利用活性炭脱色制白糖，利用的是活性炭的 性。
（3）铅蓄电池是生活中常见的可充电电池，充放电的反应原理可表示为：，反应物X的化学式为 。
（4）用天然气作燃料，其燃烧的化学方程式为 。
10．“向材料科学致敬，为中国航天喝彩”，我国自主研制的载人飞船和航天服凝聚着无数科学家的心血。请回答下列问题：
（1）下列航天服的制造材料中属于有机合成材料的是 （填序号）。
A．纯棉舒适层
B．羊毛保暖层
C．镀铝防护层
D．聚氯乙烯管水冷层
（2）航天服中装有废气处理系统，将废气通过装有活性炭的装置进行净化，这是利用了活性炭的 性。
（3）航天员的饮食中，面包和米饭主要提供的营养素是 。
（4）固体燃料氧气发生器是供氧的方式之一，粉末状氯酸钠（NaClO3）在受热时生成氯化钠和氧气，写出该反应的化学方程式 。
11．2023年6月4日，神舟十五号载人飞船返回舱在东风着陆场成功着陆，航天员费俊龙、邓清明、张陆安全顺利出舱，神舟十五号载人飞行任务取得圆满成功。
（1）运载火箭使用的燃料有液氢、航空煤油等。液氢作燃料的优点是 。
（2）航天服使用了蚕丝，聚酯纤维等材料，其中属于有机合成材料的是 。
（3）空间站的供电主要依赖太阳能帆板。光伏太阳能电池板的基板材料是玻璃纤维。玻璃纤维中含有Na2SiO3、CaSiO3、SiO2等，SiO2中硅元素的化合价为 价。
12．垃圾分一分，环境美十分。如图所示是道路、地铁等公共场所设置的垃圾桶，一般情况下有干垃圾和可回收两种。
（1）图中标示的各部件中，属于有机合成材料的是 。
（2）铁制品外壳容易生锈，实际上是铁与空气中的 发生化学反应的过程。铁制品表面的铁锈，可加入稀盐酸除去，其原理是 （用化学方程式表示）。
（3）铝合金内筒不容易生锈，是因为 （用化学方程式表示）。
13．端午节里喝雄黄酒，挂艾草，吃粽子，戴丝线，我国的端午文化渊源流长。
（1）雄黄酒主要成分酒精的化学式为 。
（2）艾草具有特殊的香气可驱赶蚊虫。从微观的角度解释艾草飘香的原因 。
（3）糯米粽中富含的基本营养物质是 。
（4）棉制五色丝线为民间工艺品，它 （填“属于”或“不属于”）合成材料。
14．整个3月，淄博烧烤可谓火遍全网。趁着假期，小源和家人一起去打卡!
（1）小源一家人选择乘坐G9321次“烧烤专列”抵达淄博，该高铁列车使用的下列材料中属于合成材料的是 （填字母）。
A．镁铝合金车体
B．玻璃车窗
C．塑料小桌板
D．涤纶座套
（2）铁路施工建设中为焊接铁轨中的缝隙，常用铝和氧化铁的混合物在高温下生成氧化铝和铁，该反应的化学方程式为 。
（3）小源点了经典的烧烤三件套——面饼、五花肉、小葱，其中面饼主要提供的营养素是 。
（4）打卡途中，小源还观察到下列做法，你认为不正确的是 （填序号）。
A．关注顾客炉火，注意室内通风
B．提醒适度点餐，制止铺张浪费
C．提高烟囱高度，烟尘飘往他处
D．保证清洁卫生，多用塑料餐具
15．“格物致知，叩问苍穹”，中国航天事业在浩瀚的太空中不断刷新“中国高度”。
（1）霍尔推动器以稀有气体氙为动力，氙由 （填“原子”“分子”或“离子”）构成。
（2）航天工程的发展离不开新型材料的支撑，其中属于合成材料的是 （填序号）。
A．钛合金
B．合成橡胶
C．聚四氟乙烯
D．高强度碳纤维
（3）太阳能电池板的主要材料为硅，工业上侧取高纯硅的化学方程式为2H2+SiCl4Si+4X，X的化学式是 。
（4）发射卫星的火箭常用液氢作为燃料，下列说法正确的是 （填序号）。
A．氢能是一种新能源
B．液氢燃烧的能量转化过程是化学能→热能
C．氢气作燃料具有热值高、无污染的优点
16．珍爱生命，防患于未“燃”。为加强安全教育，增强应急处置能力，南开中学邀请消防战士为同学们开展了一场别开生面的消防安全主题活动。
（1）乙醇是常见的燃料，请写出其充分燃烧的化学方程式 。
（2）消防队员用高压水灭火，其灭火原理是 。
（3）消防队员穿着的灭火防护服，由外表层、隔热层、舒适层等三层面料组成。外表层：芳纶纤维，有阻燃功能；隔热层：芳纶无纺布+阻燃PTFE膜；舒适层：芳纶粘胶阻燃布。其中外表层面料属于 （填序号）。
A．复合材料
B．合成材料
C．天然材料
（4）发生火灾时，对人员最大的威胁往往不是高温，而是含碳物质不完全燃烧产生的有毒气体CO。下列关于CO说法中，不正确的是 （填序号）。
A．CO燃烧时火焰呈蓝色
B．CO极易与血红蛋白结合
C．CO转化为CO2的反应一定吸热
D．通常用向下排空气法收集
17．近年来，我国航天重大工程取得了辉煌的成就。飞天逐梦变为现实离不开对新型材料和新型能源的探索，对此，某兴趣小组开展了相关的调查活动。
Ⅰ.航天器使用的材料
（1）航天飞船的许多部件都使用铝合金，这是因为铝合金的密度 （选填“大”或“小”），并且铝具有优良的抗腐蚀性，其原因是 （用化学方程式表示）。
（2）除铝合金外，飞船上还有多种材料的使用。下列使用的材料属于合成材料的是 （填序号）。
a.高温合金涡轮
b.碳纤维整流罩
c.橡胶密封垫圈
d.高温陶瓷隔热瓦
（3）航天飞船还会使用一些功能材料，如飞船外壳的烧蚀材料。飞船在返回大气层时，烧蚀材料在高温下会发生分解、熔化、蒸发等变化，其作用是 。
Ⅱ.航天器使用的能源
（4）我国空间站的动力主要由太阳能电池翼提供，它可将 转化为电能。
（5）我国的航天飞船一般由长征系列运载火箭发射升空。常见的火箭推进剂有偏二甲肼（C2H8N2）和四氧化二氮（N2O4）或液氢和液氧。偏二甲肼和四氧化二氮反应的化学方程式为C2H8N2+2N2O4═3N2+2X+4H2O，则X的化学式为 ；氢气和氧气能被压缩成液体装入火箭，请从微观角度解释其原因： 。
（6）火箭推进剂中燃料或助燃剂过多，不仅不会参与反应，反而会加重火箭的载荷。因此若火箭计划装入10t的液氢，则需准备液氧的质量是多少？
▉题型2 复合材料、纳米材料
【知识点的认识】复合材料是由两种或两种以上不同功能和性质的材料，用化学方法按一定方式复合在一起制成的具有某些特殊性能并优点互补的新材料．例如，玻璃钢就是人类在日常生活中广泛应用的复合材料，它既不是玻璃也不是钢，而是在塑料中加入玻璃纤维制成的．它既有玻璃般的透明性或半透明性，又有钢铁般的高强度，因此俗称为“玻璃钢”．由此可见，复合材料的性能要优于组成它的成分材料，在工业生产和社会生活中具有广阔的应用前景，是新型材料研制的一个重要发展方向．
纳米材料是指在三维空间中至少有一维处于纳米尺度范围（1﹣100nm）或由它们作为基本单元构成的材料，这大约相当于10～100个原子紧密排列在一起的尺度．从尺寸大小来说，通常产生物理化学性质显著变化的细小微粒的尺寸在0.1微米以下（即100纳米以下；因为1米＝100厘米，1厘米＝10000微米，1微米＝1000纳米，1纳米＝10埃）．因此，颗粒尺寸在0.1～100纳米的微粒称为超微粒材料，也是一种纳米材料．
例如，20世纪80年代中期研制成功的纳米金属材料，以及后来相继问世的纳米半导体薄膜、纳米陶瓷、纳米瓷性材料和纳米生物医学材料，等等．
至于纳米技术的广义范围可包括纳米材料技术及纳米加工技术、纳米测量技术、纳米应用技术等方面．其中，纳米材料技术着重于纳米功能性材料的生产（超微粉、镀膜、纳米改性材料等），性能检测技术（化学组成、微结构、表面形态、物、化、电、磁、热及光学等性能）．纳米加工技术包含精密加工技术（能量束加工等）及扫描探针技术．
阅读下列资料，完成下列问题：
石头纸是以约80%的碳酸钙粉末与约15%的树脂及其他助剂混合，加工制成的平滑薄片状产品，具有机械性能好、防水、耐撕、无毒、印刷清晰度高、可自然降解等特点。它利用方解石（主要成分CaCO3，含少量MgO、SiO2等）作原料，生产过程如图，全程无需用水、强酸、强碱与漂白剂，没有废水排放，能源耗用比传统木浆造纸低，造价仅为传统植物纤维造纸的。但是，石头纸的厚度偏差和稳定性均比传统植物纤维纸差，易变形，难以大宽幅和高速生产，因此难以完全替代传统植物纤维纸。
18．“石头纸”属于（ ）
A．金属材料 B．合成材料 C．复合材料 D．天然材料
19．化学知识与生产、生活密切相关。回答下列问题：
（1）酸奶中富含的主要营养成分是 。
（2）硝酸钾属于 （填“钾肥”、“氮肥”、“磷肥”或“复合肥”）。
（3）酒精灯用灯帽盖灭，其灭火的原理是 。
（4）钢筋混凝土属于 材料（填“金属”、“无机非金属”、“合成”或“复合”）。
20．2022年8月，重庆极端高温天气导致南泉、缙云山等地突发山火。
（1）温室效应增强导致极端天气频发．化石燃料燃烧是温室气体的主要来源，化石燃料包括煤、石油和 。
（2）热血战士蹈火出征，扑灭了森林大火．下列关于灭火的方法及原理叙述正确的是 。
A．飞机高空洒水：降低可燃物着火点
B．油锯砍树：砍出隔离带，移除可燃物
C．灭火弹爆炸：释放干粉，隔绝氧气
D．以火攻火：反向人工点火与相向烧来的林火对接，消耗氧气与可燃物
（3）山城英雄挺身而出，“摩托骑士”运送人员和物资．志愿者佩戴的头盔的整体材料是玻璃钢，它属于 （填“复合”、“金属”或“合成”）材料。
（4）2023年植树节来临之际，山火救援志愿者重回南泉、缙云山植树添新绿．为促进树木生长，需追加化肥，下列肥料属于复合肥的是 （填序号）。
A．CO（NH2）2
B．KNO3
C．Ca3（PO4）2
D．NH4H2PO4
21．2022年8月，重庆极端高温天气导致缙云山突发山火。
（1）温室效应增强导致极端天气频发。化石燃料燃烧是温室气体的主要来源，化石燃料包括煤、石油和 。
（2）热血战士蹈火出征，扑灭了森林大火。下列关于灭火的方法及原理叙述正确的是 。（填序号）
A．飞机高空洒水：降低可燃物着火点
B．油锯砍树：砍出隔离带，移除可燃物
C．灭火弹爆炸：释放干粉，隔绝氧气
D．以火攻火：反向人工点火与相向烧来的林火对接，消耗氧气与可燃物
（3）山城英雄挺身而出，“摩托骑士”运送人员和物资。志愿者佩戴的头盔的整体材料是玻璃钢，它属于 （填“复合”、“金属”或“合成”）材料。
（4）2023年植树节来临之际，山火救援志愿者重回缙云山植树添新绿。为促进树木生长，需追加化肥，下列肥料属于复合肥的是 （填序号）。
A．CO（NH2）2
B．KCl
C．Ca3（PO4）2
D．NH4H2PO4
22．请从化学视角回答下列问题：
（1）玻璃钢可用于制造飞机、导弹的雷达罩，玻璃钢属于 （填“复合材料”或“金属材料”）。
（2）家里的刀、剪等钢铁制品与 接触易生锈。
（3）端午节吃粽子是中国传统习俗之一、制作粽子的主要原料为糯米，其富含的营养素为 。
（4）垃圾分类有利于生态文明建设。用过的铝制易拉罐、旧纸张应投入有下列标识的垃圾箱是 。
A．
B．
C．
D．
（5）目前，新能源车与燃油车相比，优点有 （填序号）。
A．节能环保
B．智能化程度高
C．废旧电池回收成本高
23．化学来源于生活，生活离不开化学。请回答下列问题。
（1）航天食品有脱水米饭、宫爆鸡丁、茶饮等，米饭富含的营养素主要是 。为保证营养均衡，提供了水果，作用是 。
（2）人体中含有多种元素，正是这些元素组成的各种物质维持着我们正常的生命活动。人体缺 （填字母编号，下同）元素会引起甲状腺肿大。
A.铁
B.钙
C.碘
D.锌
（3）高铁制造用到铝合金、玻璃钢、不锈钢、合成橡胶等，属于复合材料的是 。
（4）劳动教育课上，同学们到学校苗圃地参加劳动。某同学发现一处绿植叶色泛黄，则需要施用的化肥是 （填字母序号）。
A.尿素【CO（NH2）2】
B.氯化钾（KCl）
C.磷酸钙【Ca3（PO4）2】
（5）给小火锅加热时可使用的固体燃料主要成分是酒精（C2H5OH），写出酒精在空气中充分燃烧的化学方程式 。
24．阅读下面文章。
科学家研发了一种“智能海绵”，这种“智能海绵”有两层结构——吸湿层和光热层。吸湿层像骆驼的驼峰一样，从空气中“喝”水并储存起来。光热层在太阳出来时再把水“吐”出来，为我们提供清洁的饮用水。“智能海绵”的学名是纳米纤维复合水凝胶，其吸湿层的主体是水凝胶，添加了从植物中提取的纳米纤维作为骨架使其更加牢固。科研人员制备纳米纤维复合水凝胶时，改变水凝胶与纳米纤维的质量比，测定所得材料的抗变形能力如表所示。控制其他条件相同，在水凝胶中加入不同浓度的LiCl，测定所得材料的吸水率如图所示。这项技术提供了新的淡水获取方案，从看似“虚无”的空气中提取出生命之源——水。
水凝胶与纳米纤维的不同质量比下的材料性能表
水凝胶与纳米纤维质量比 10：1 8：1 5：1
抗变形能力（kPa） 35.65 81.8 69.43
回答下列问题。
（1）“智能海绵”吸湿层中添加纳米纤维的作用是 。
（2）依据表中信息分析，水凝胶与纳米纤维的最佳质量比为 。
（3）下列说法正确的有 （填标号）。
A．加入LiCl能增强水凝胶的吸水效果
B．加入LiCl浓度越大，水凝胶的吸水效果越好
C．当LiCl浓度为5%时，水凝胶的吸水效果最好
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