化学与材料研制(4)

化学与材料科学范文
结构化学与材料科学是探究物质构成，结构与性质的综合学科，是材
料科学发展的核心。

它追求以结构学和理论物理学为基础，结合物理、化学、数学等学科，研究材料构成和性质的关系及材料的开发与应用，以及
材料的宏观结构和细节构造的设计及材料系统的性能表征的相关理论，综
合运用数学模型和计算机的技术，研究材料的结构、性能、加工性能及固
态形貌调整等与材料科学有关的问题。

结构化学与材料科学把物理、化学、力学、计算机等多学科的知识融合到一起，利用实验，理论计算，热力学
等来构筑新材料，探讨材料的性能。

材料科学分为基础与应用，基础研究关注的是材料的性质、构造和结构。

结构化学与材料科学主要包括固体结构、固体行为、晶体化学、非晶
态材料、相变机理、金属多相反应等。

例如固体结构，可以研究原子在固
体中的排布，相互作用及从结构上影响材料性质的基础。

从晶体化学角度，可以运用空间群理论来研究各种晶体的结构，晶体系统及特定材料的反应
机理。

章节测试题1.【答题】下列有关“化学之最”的叙述中，错误的是（）A.最简单的有机物是甲烷B.相对分子质量最小的气体是氢气C.地壳中含量最多是铝元素D.天然存在最硬的物质是金刚石【答案】C【分析】本题考查有机物、相对分子质量、地壳中的元素含量、金刚石。

【解答】A、甲烷的化学式为CH4，是最简单的有机物；选项正确；B、氢气的相对分子质量是2，是相对分子质量最小的气体；选项正确；C、地壳中含量最多的元素是氧元素；选项错误；D、金刚石硬度很大，是天然存在的最硬的物质；选项正确。

故选C。

2.【答题】下列常见的物品中是用天然材料制成的是（）A.木框门B.日光灯管C.铝合金门窗D.陶瓷花瓶【答案】A【分析】本题考查合成材料。

【解答】A、木框门为木质材料，属于天然材料；B、日光灯管为玻璃、塑料等，属于人工合成材料；C、铝合金门窗为合金，属于人工合成材料；D、陶瓷花瓶为陶瓷，属于人工合成材料。

故选A。

3.【答题】下列各物质材料均属于天然材料的是（）A.木材、橡胶、塑料B.羊毛、玻璃、不锈钢C.棉花、木材、大理石D.塑料、陶瓷、合成纤维【答案】C【分析】本题考查合成材料。

【解答】自然界中有的材料叫天然材料。

棉花、木材、大理石均是自然界中本来就有的，是天然材料。

三大合成材料：塑料、合成橡胶、合成纤维。

A中橡胶、塑料是合成材料；B中玻璃、不锈钢是合成材料；C中物质都是天然材料；D中塑料、合成纤维都是合成材料。

故选C。

4.【答题】下列生活用品中，主要由合成材料制成的是（）A.纯棉外套B.铝合金窗C.木制桌椅D.尼龙背包【答案】D【分析】本题考查合成材料。

【解答】A、纯棉属于天然材料，错误；B、铝合金属于金属材料，错误；C、木头属于天然材料，错误；D、尼龙属于合成材料，正确。

故选D。

5.【答题】“分类”是学习化学的重要方法。

下列说法正确的是（）A.塑料和棉花都属于合成材料B.蛋白质和糖类都属于营养物质C.液态氨气和氨水均为纯净物D.氮气和氧气均为化学性质活泼的气体【答案】B【分析】本题考查合成材料、人体所需的六大营养物质、纯净物和混合物的判别、氮气和氧气的化学性质。

化学与新材料的开发应用化学是一门研究物质组成、结构、性质以及变化规律的基础科学。

在化学的研究中，新材料的开发与应用是一个重要的研究方向。

新材料是指在材料科学的领域中，通过先进的化学制备方法、加工技术和性能调控手段，研制出具有优异性能和特殊功能的材料。

新材料的开发与应用涉及到许多化学原理和方法，同时也为化学提供了新的研究课题和应用领域。

1.新材料的分类–纳米材料：纳米材料是指至少在一个维度上尺寸在纳米尺度的材料。

纳米材料的独特性质包括高比表面积、优异的力学性能、良好的热稳定性等。

–复合材料：复合材料是由两种或两种以上不同性质的材料通过物理或化学方法复合在一起，形成具有新性能的材料。

复合材料的优点包括轻质、高强度、良好的耐腐蚀性等。

–功能材料：功能材料是指具有特殊功能，如导电性、磁性、光学性能等材料的统称。

功能材料广泛应用于电子、光电子、能源等领域。

2.新材料的制备方法–化学气相沉积（CVD）：通过气相反应在基底表面沉积材料，制备纳米材料、薄膜等。

–溶液法：利用溶液中的化学反应制备新材料，如溶胶-凝胶法、沉淀法等。

–熔融法：将原料熔融后，通过冷却、拉伸等方法制备新材料。

–化学合成：通过化学反应合成新材料，如自组装、化学键合等。

3.新材料的性能调控–掺杂：将外来原子或分子引入材料中，改变材料的电子性质。

–复合：将不同性质的材料组合在一起，发挥各组分的优点。

–纳米化：通过减小材料的尺寸，调控其性能。

–表面修饰：通过在材料表面引入特定的官能团或物质，改变材料的表面性质。

4.新材料的应用领域–信息技术：纳米电子器件、光电子器件等。

–能源：锂离子电池、太阳能电池等。

–环境保护：催化净化、吸附材料等。

–生物医学：药物载体、生物传感器等。

化学与新材料的开发应用紧密相连，通过化学原理和方法，人们可以研究和开发出具有新性能和新用途的材料，推动科学技术的进步和人类社会的发展。

习题及方法：1.习题：纳米材料的特点是什么？解题思路：回顾纳米材料的定义和性质，找出纳米材料的特点。

9.2 新型材料的研制一、单选题1．新冠病毒来袭,口罩成了最热门商品。

制作口罩的无纺布基本上都是聚丙烯纤维制成的,聚丙烯纤维应属于以下哪种材料（）A．金属材料B．天然材料C．无机非金属材料D．有机合成材料2．下列物品所使用的材料中，属于有机合成材料的是（）A．不锈钢锅B．羊毛手套C．钢化玻璃D．尼龙背包3．下列说法不正确的是（）A．浓盐酸久置于空气中，溶液质量会变小B．铁制品表面涂油可防锈C．煤块粉碎后燃烧的目的是为了减少二氧化碳的排放D．用燃烧法区分棉纤维和羊毛纤维4．下列说法中错误的是()A．向酸性土壤中撒熟石灰，可调节土壤的pHB．推广加碘盐是为了防止甲状腺肿大C．钢铁在潮湿的环境中比在干燥的环境中更容易被腐蚀D．玻璃钢、光导纤维和合成纤维都是有机合成材料5．日常生活中有很多问题都涉及化学知识，下列说法中不正确的是（）A．煤气中毒是指一氧化碳中毒B．棉花、塑料都属于合成材料C．水是人体所需的六大营养素之一D．加碘食盐包装袋上的“含碘量”中的碘是指碘元素6．下列实验现象描述错误的是（）A．硫在氧气中燃烧发出蓝紫色火焰B．灼烧羊毛纤维有烧焦羽毛气味C．石蕊试液滴入稀盐酸，溶液显蓝色D．氢氧化钙与氯化铵混合研磨有刺激性气味7．下列衣服面料主要由合成纤维制成的是（）A．羊绒衫B．涤纶运动裤C．纯棉T恤D．真丝短裙8．下列物品由有机合成材料制成的是（）A．玻璃杯B．塑料瓶C．羊毛衫D．竹筷子9．制作下列物品所使用的主要材料，属于有机合成材料的是（）A．不锈钢汤勺B．水立方建筑外壁薄膜C．羊毛围巾D．纯棉T恤10．下列生活用品的主要材料属于有机合成材料的是（）A．塑料果盘B．不锈钢锅C．钢化玻璃D．纯羊毛衫11．下列说法不合理的是()A．鉴别羊毛和棉线可用灼烧的方法B．稀硫酸可用于金属表面除锈C．NH4NO3溶于水放出热量，水温升高D．熟石灰可用于改良酸性土壤12．下列服装主要用有机合成材料制成的是（）A．100%羊毛衫B．涤纶连衣裙C．纯棉T恤D．桑蚕丝围巾二、填空题13．在抗击新型冠状病毒肺炎期间，为做好自我防护，我们要减少外出，避免与他人密切接触。