第19讲金属材料与有机材料（原卷版）

第19讲金属材料与有机合成材料金属材料有机物及性质有机合成材料一.金属与非金属：1.金属的一般属性：金属常温下大多数呈固态，有金属光泽，有导电性、导热性和良好的延展性，密度较大，熔点较高。2.金属的特殊属性：（1）颜色：大多数金属呈银白色，而金呈黄色，铜呈紫红色；（2）状态：多数金属常温下为固态，而汞呈液态；（3）硬度：铬的硬度大，而铝、铅等的硬度较小。3.金属的物理性质比较：4.金属之最：二.常见的金属材料：1．合金的概念：把一种金属跟其他一种或几种金属（或非金属）一起熔合而成的具有金属特性的物质。2．合金的特点：（1）为金属熔合而成，所以制合金的金属熔点不超过其他的沸点（2）合金是混合物具有金属性质（3）合金的硬度一般大于组成它们的金属的硬度。（4）合金的熔点一般低于组成它们的金属的熔点。（5）合金的抗腐蚀能力一般强于组成它们的金属的抗腐蚀能力。3．记忆合金：（1）一些特定成分的合金（如镍铬合金），在外力作用下会发生形变，把外力去掉之后，在一定温度下，能恢复原来的形状。这种合金具有上百万次以上的恢复功能，人们形象的称之为“记忆合金”三.金属的污染和回收利用：1.金属的污染：主要是垃圾填埋后，铅镉等有毒金属被腐蚀后会溶于水中形成金属离子，污染土壤和地下水源。在潮湿的空气中，金属的氧化和锈蚀也会污染土壤，危害生态环境。2.金属的回收：工业越发达，金属的废弃量越大。废弃金属堆存，不仅浪费资源，侵占土地，而且污染环境，因此各国都很重视它的循环再生。普遍回收的金属包括：铝、铅、铁、铜、锡、锌、银、金等。四.简单的有机物：1.有机物的自然合成：自然界中的一些无机物，如氢气、水、二氧化碳、一氧化碳、氮气等，在一定条件下，经过阳光的照射和雷电作用，会合成一些简单的有机物，如甲烷（CH4）、甲胺（CH3NH2）、尿素[CO(NH2)2]等。2.有机物的定义：从物质的组成看，有机物是一类含碳化合物（碳的氧化物、碳酸、碳酸盐等除外），大多含有C、H、O、N等元素。有了有机物才有生命。3.甲烷：最简单的有机物，化学式为CH4。稻草及动物粪便经过发酵会产生大量的沼气，农村里常用作燃料供热。沼气、瓦斯、天然气的主要成分都是甲烷。火星的大气层中也发现有很多的甲烷。(1)结构：1个甲烷分子是由1个碳原子和4个氢原子构成的，如图所示。(2)性质：通常状况下，甲烷是无色无味的气体，密度比空气小，极难溶于水。甲烷具有可燃性，纯净的甲烷在空气中燃烧时产生蓝色火焰，生成水和二氧化碳。有机物的充分燃烧基本上都会产生水和二氧化碳。4.有机物的特性：（1）大部分有机物熔点较低，受热易分解，易挥发，易燃烧，不易导电等。所以保存时一定要密封，做实验时一定要远离明火，防止着火或爆炸。（2）有机物可作为很好的溶剂：高度白酒泡药酒，汽油清洗油污。4.常见有机物的用途：（1）汽油：是石油产品之一，用做燃料。（2）乙酸：用做食醋（3）氯仿：是化工原料和很好的溶剂。（4）乙醇：用于消毒和做燃料（5）乙酸乙酯：做溶剂、香精和粘合剂五.生物体中的有机物：1.有机物是生物体各组织的主要成分人体的生长发育和体内各组织的新陈代谢，都需要各种有机物的参与。2.糖类、蛋白质、脂肪等都是人体内的基本有机物。(1)糖类：一些食物，如面包、面条、米饭等主要含有糖类物质，这些糖类物质在人体内水解后会生成葡萄糖。葡萄糖是生命活动中不可缺少的重要物质、也是生命活动所需能量的主要来源。(2)蛋白质：是构成生命体的基本物质，蛋白质是细胞结构里最复杂多变的一类大分子。(3)脂肪：脂肪不溶于水，可溶于有机溶剂，是生物体内贮藏能量的物质，随时供人体代谢的需要。六.有机合成材料：1.有机合成材料：主要成分是用人工合成的方法制得的高分子化合物。2.三大合成材料：合成塑料、合成纤维和合成橡胶。（1）塑料：具有可塑性，如果把它加热到一定温度，就能融化成粘稠状液体，趁热把它注入不同的模具里，冷却后就会形成各种形状的制品。塑料制品一般具有良好的性能，容易加工，轻便实用，有的还有特殊的功能，因此逐渐取代其他材料（如金属、玻璃和纸），用途非常广泛。（2）合成纤维：合成纤维是以石油化工产品等为主要原料人工合成制得的。不同品种的合成纤维具有各自独特的性能，例如，聚酰胺纤维(锦纶)的耐磨性、聚酯纤维(涤纶)的挺括耐摺性、聚丙烯腈纤维(腈纶)的保暖性和良好手感。合成纤维因其具有特殊性能，被广泛用于制造航天器、飞机、火箭、导弹的绝缘材料特殊防护材料、增强材料以及人造心脏瓣膜外科缝线等。（3）合成橡胶：合成橡胶是以煤石油、天然气为主要原料人工合成的高弹性聚合物，具有高弹性、绝缘性、气密性、耐油、耐高温或低温等性能，因而广泛应用于工农业、国防、交通及日常生活中。3.合成材料的污染：有机合成材料在给人们的生产、生活带来便利的同时，也对环境造成了影响。例如，有些塑料的结构稳定、不易分解，因此这些废弃塑料会带来严重的环境污染问题。七.材料与人类社会发展：1.原始人使用石器：石斧、石刀、箭头、刮器，还有兽骨和鱼骨制成骨针2.古代人开始创造和使用陶器3.四千年前，人类进入青铜器时代（图为青铜器尊和司母戊鼎）4.炼铁技术的发展，人们制造了犁，黏土烧制砖瓦，瓷器5.人类社会进入信息时代：随着科学技术的发展，人们有目的的改进材料的性能，使半导体材料、光纤材料、碳纤维复合材料等新型材料不断涌现，促进了通讯、计算机、航空、航天等行业迅速发展。八.新型材料：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。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料、超导材料、纳米材料等。纳米材料：指其基本颗粒在1~100纳米范围内的材料。如：纳米陶瓷、新型纳米油墨、纳米铅粉等。纳米材料在机械强度、磁、光、声、热等方面和普通材料都有很大的不同。如纳米陶瓷具有很好的韧性；新型纳米油墨的色调更浓，书写的字迹色泽更好；将纳米铅粉加入固体燃料中，会使火箭推进器的前进速度加快好几倍。考点一：金属材料【例1】图1所示的是某服装标签的部分内容，图2所示的是超市购物车。下列说法中错误的是

A．塑料、涤纶都属于有机合成材料B．铝比铁耐腐蚀的原因是铝的金属活动性比铁的弱C．可以用燃烧法鉴别棉与涤纶D．用铝合金制车篮而不用纯铝的原因之一是铝合金的硬度大【例2】截至2022年，我国造船业国际市场份额连续13年位居第一。下列说法正确的是A.制造轮船外壳需要使用大量金属，说明金属不易锈蚀B.造船材料中所使用的铝合金、钢铁都是合成材料C．钛及钛合金抗腐蚀能性好，可用于制造轮船的螺旋桨D．废弃轮船中的金属材料不可以回收利用考点二：有机物及其性质【例1】如图为甲烷分子的结构模型，下列说法正确的是A．甲烷的相对分子质量为16gB．甲烷是最简单的有机物C．甲烷中碳、氢元素质量比为1：4D．甲烷充分燃烧的化学方程式为【例2】碳和碳的化合物是一个庞大的家族。下列说法完全正确的个数是①金刚石、石墨、，都是由碳原子构成的单质②CO、甲烷、酒精都可用作燃料，完全燃烧后生成物均为二氧化碳和水③CO有毒而无毒，是因为它们的分子构成不同，两者的相互转化只能通过化合反应实现④工业炼铁中焦炭只起提供热量的作用，炼得的生铁与钢的最大区别是含碳量不同⑤醋酸（）、葡萄糖（）、维生素C（）都属于有机物A．1个 B．2个 C．3个 D．4个考点三：有机合成材料【例1】“中国元素”为卡塔尔世界杯足球赛提供了大力支持。比赛用球的球皮材料是中国生产的聚氨酯塑料，该材料属于A．金属材料B．天然材料C．合成材料 D．无机非金属材料【例2】“青蛙幼惫”的主要制作材质为PVC，即聚氯乙烯，该材料属于A．金属材料 B．有机高分子材料 C．无机非金属材料 D．复合材料1．2023年春晚《满庭芳·国色》中的“桃红”是传统五色之一，古代桃红胭脂中的染色成分为红花素（）。关于红花素的下列说法错误的是A．属于有机化合物B．由三种元素组成C．C、H的质量比为15∶1D．由15个碳原子、12个氢原子和6个氧原子构成2．夏季，人们喜欢饮用汽水解暑。下图是家庭自制汽水所用原料，制成的汽水存放在冰箱，饮用汽水后会打嗝。有关说法正确的是

A．制汽水所用原料都属于无机化合物 B．空腹大量饮用汽水不会影响胃液的pHC．丢弃用过的塑料瓶不会造成环境污染 D．饮用后打嗝与气体溶解度受温度的影响有关3．“生活离不开化学，化学服务于生活”。下列有关叙述错误的是A．纯棉的学生服很耐磨 B．食品添加剂延长食品保质期C．大理石用作建筑材料 D．火车轨道采用的金属材料是锰钢4．2022年北京冬奥会上所使用的下列物品中，属于有机合成材料的是A．金银铜牌 B．塑料水瓶 C．陶瓷餐具 D．纯棉毛巾5．下列生活物品中，所使用的主要材料属于合成材料的A．碳纤维球拍 B．纯棉衬衫 C．尼龙手套 D．铝制饮料罐6．近日，国际纯粹与应用化学联合会公布了“2022年度化学领域十大新兴技术”，基于“有机分子合成材料”的气凝胶Aerogels赫然在列。下列不可能作为Aerogels的制备材料的是A．纳米级铁碳合金 B．合成纤维C．高能合成橡胶 D．塑料7．新冠肺炎疫情是新中国成立以来在我国发生的传播速度最快，感染范围最广，防控难度最大的一次重大突发公共卫生事件，在防控过程中常用75％的酒精(C2H5OH)来进行消毒。下列有关酒精的说法正确的是A．酒精的相对分子质量为46gB．酒精有很强的毒性C．酒精中碳、氢、氧三种元素的质量比为2：6：1D．酒精由碳、氢、氧三种元素组成8．甲和乙可以合成清洁燃料丙，微观过程如图所示。下列说法正确的是A．反应前后，分子的个数没有变化B．该反应中共有三种氧化物C.该反应中参加反应的甲、乙两种物质的分子个数比为1:1D．丙物质的化学式为C2H5OH，可用作燃料9．物质的性质决定用途。下列各物质的用途与性质对应关系正确的是A．银有金属光泽，可用于制造电线B．氮气是无色无味的气体，可用作保护气C．石墨能导电，可用于制作铅笔芯D．氢气具有可燃性，能作高能燃料10．下列有关金属材料的说法，不正确的是A．家用电器中都有金属材料B．钢在纯氧中完全燃烧会有二氧化碳生成C．纯铝比硬铝更适合制作飞机外壳承力框架D．铜器比铁器早出现与铜的金属活动性比铁弱有关11．2022年，在贵州贵安大松山墓群的考古现场出土了很多精美的装饰品，有金挂饰、银背梳等。其中金挂饰的制作材料属于A．合成材料 B．金属材料 C．非金属材料 D．复合材料12．福厦高铁湄洲湾跨海大桥是中国首座跨海高铁矮塔斜拉桥，高铁和桥梁建设用到大量金属材料。下列有关说法错误的是A．铝合金的使用大大减轻高铁列车车厢的自重B．高强钢丝抗拉强度大，可制成桥梁的斜索C．铜用作高铁列车电器元件是利用铜有良好的导电性D．用FeCl2溶液、AlCl3溶液和铜片比较铁、铝、铜的金属活动性13．神舟十五号乘组将于今年6月返回地面，神舟十五号飞船中的部分装置使用了钛合金等金属材料。下列有关金属和金属材料的说法正确的是A．铜是目前世界上年产量最高的金属B．所有金属都是银白色的固体C．纯金属的抗腐蚀性能一般比它们组成的合金更好D．钛和钛合金被广泛应用于火箭、导弹、航天飞机等14．长沙“高铁西站”建设如火如荼，预计2025年运营。高铁西站建设需要用到大量金属材料。下列有关金属材料的说法正确的是A．钢是纯净的铁B．铜锌合金的硬度比纯铜更小C．铝制品抗腐蚀性能很好是因为铝的化学性质不活泼D．铁制品表面镀铬既美观耐磨又防锈15．下列生活用品主要由合成材料制成的是A．聚乙烯食品保鲜膜B．玻璃钢餐桌C．陶瓷碗 D．不锈钢筷子16．下列生活用品中，主要是用合成材料制作的是A．铝合金窗 B．木桶 C．塑料水杯 D．纯棉T恤17．下列制造用到的材料中，属于有机合成材料的是A．钛合金 B．硅晶体 C．玻璃 D．塑料18．今年6月4日，神州十五号载人飞船（模型图如下）的返回舱经过大气层时，经受住了一千多度的高温考验，最终成功返回地面。下列说法错误的是

A．太阳翼可将太阳能转化为电能B．飞船大量使用密度较小的合金材料，能减轻船体质量C．返回舱表面所用的材料具有熔点高、强度大等特点D．天线材料采用了钛镍合金，它属于有机合成材料19．“铁翼展翅，蓝天为证”电影《长空之王》一部中国的空军史，试飞员们翱翔在蓝天，为保卫中国领土不被侵犯，用生命谱写着英雄的篇章，研制出从歼5一直到目前中国先进的第六代战斗机歼28，使中国军事实力不断提升和强大，下面有关说法错误的是A．歼击机机身采用了大量的钛合金，具有重量轻、强度高、耐腐蚀等优点B．歼击机每飞一小时，需消耗4吨燃料，烧的并非普通燃油，而是航空煤油，它是通过石油炼制制得C．飞行员外穿夹克采用防水防风尼龙面料，极大提升了飞行夹克的保暖性，具有吸水性、透气性好的优点D．歼击机“玻璃座舱罩”其实并不是真正的玻璃，大多数第三代战斗机采用的是有机玻璃，它是一种塑料20．广府文化独具特色，如广彩、广绣、扒龙舟、广东剪纸等。下列说法正确的是A．