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课件网) 第3节 新型材料的研制 第2节 能源的综合利用 化石燃料的合理使用 拓展视野 煤是成分复杂的固态混合物 天然———最主要的成分是甲烷 可燃冰———自然存在的天然气水合物 生物质能 乙醇汽油 抗爆性能好 二、清洁能源的开发利用 太阳能———温室、太阳能热水器光伏发电 氢能———是理想的“绿色能源” 三、化学电池的广泛应用 将化学能转化为热能、机械能,再转化成电 化学电池有干电池、蓄电池、锂离子电池 材料是人类赖以生存和发展的重要物质, 人们对材料的认识、制造和利用,经历了从天然材料到人工合成材料,再到发特定需求设计材料的发展过程材料技术和应用的每一次重大进步,都与化学科学的发展密不可分。 无机材料更新换代 早在3000多年前,我国古代劳动人民已经能够制造和使用青铜、铁等属材料。随着近代工业的崛起,以钢铁为主体的金属材料被广泛应用于人们生产生活的各个领域。 青铜器时代 青铜(主要为铜Cu、锡Sn合金) 铁器时代 铁耙 两汉时期 西汉农具 随着冶炼技术进一步发展,人们用电解的方法生产铝等较活泼的金属,并研制各种具有优异性能的合金。 稀土材料指利用稀土元素及其化合物与其他元素的化合物结合形成的材料。稀土元素是指钪(Sc)钇(Y),以及镧系元素(从镧到镥15 种元素)。稀土元素的化学性质较为活泼,若与其他元素结合,便可形成种类繁多、功能多样、用途广泛的新型材料,且性能会有较大提高,被称作当代的“工业味精”。 无论过去、现在还是未来,无机非金属材料在生产生活中有重要的地位。 玻璃、水泥、陶瓷都是人们熟悉的无机非金属材料。 运用化学方法制成的具有特殊性能的特种玻璃,如光致变色玻璃、钢化玻璃等,极大地提升了玻璃材料的性能和应用价值。 20世纪60年代以来,无机非金属材料发展迅猛,多种具有优异性能的材料被相继开发出来,如半导体材料、光导纤维等,为现代通信技术和信息化奠定了重要基础。 陶瓷也是一种重要的无机非金属材料。在古代,人们用陶土、瓷土烧制陶器、瓷器。随着科学技术的发展,人们通过选择新的原料,改变制造工艺,生产出许多结构、功能与传统陶瓷截然不同的新型陶瓷材料。 例如,用氧化铝等为原料生产的耐高温、高强度的陶瓷,可用来制造发动机零件; 用羟基磷酸钙Ca5(OH)(PO4)3]为原料生产的陶瓷甚至能够用来制造假牙、人工骨、人工关节等。 合成材料层出不穷 在日常生活中,用化学方法合成的有机高分子材料(简称合成材料)得到广泛的应用。合成材料主要包括塑料、合成纤维、合成橡胶等,被人们称为三大有机合成材料。 合成材料的诞生,结束了人类只能依靠天然材料的历史。 塑料是指由人工合成的有机高分子物质为基本成分,在一定条件下塑造成型的高分子材料。 聚乙烯(PE),聚氯乙烯(PVC)、聚茉乙烯(PS)、有机玻璃(PMMA)等都是目前大量使用的塑料,由它们制成的各种产品广泛应用于生产生活中。 塑料有很多优点,如质轻、比较坚固和耐磨、不导电、容易加工、价格便宜等。通过一定的化学方法可以提高塑料的透光率、耐磨、耐压和抗老化等性能,使其可以在更苛刻的环境中长期使用。 2008年北京奥运会主游泳馆“水立方”,就使用了塑料作为外立面材料。 取聚乙烯塑料、聚氧乙烯塑料各一小块,分别点燃,观察燃烧情况,比较产生的气味有什么不同。 聚乙烯组成中只含有C、H元素,而聚氣乙烯的组成中除含有C、H元素外,还含有Cl元素。 聚乙烯塑料薄膜无毒,可用于包装食品; 聚氯乙烯塑料薄膜在使用时会分解出对健康有害的物质面污染食品,不宜用于包装食品。 聚氯乙烯 利用塑料薄膜的燃烧现象和燃烧时放出气体气味的不同,可以简易鉴别塑料薄膜是否可用于食品包装。 塑料的应用和发展方便了人们的生活,但大多数塑料 ... ...