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高中化学有效问题知识梳理(151)——常考材料增补

 当以读书通世事 2023-09-04 发布于甘肃

基本材料类型在第144期(高中有效知识144——金属材料、无机非金属材料和有机材料)详细介绍,本期针对一些模糊的材料概念进行介绍。

特别注意:纤维描述的是物体的外观又细又长,并不是按成分分类的,例如碳纤维(C单质)、光导纤维(SiO2)、玻璃纤维属于无机非金属材料,纤维素类(如棉、麻)、蛋白质类纤维(蚕丝、羊毛)、化学纤维等属于有机高分子材料。

【知识梳理】

1.  半导体材料

半导体材料是指导电能力介于导体与绝缘体之间的一类材料,但反映半导体内在基本性质的是光、热、磁、电等作用于半导体时引起的物理效应和现象,包括电阻随温度升高而降低、光伏效应、光电效应(光照引起导电性变化)、整流效应(导电性与所加电场方向有关)等。半导体应用在集成电路、光伏发电、照明应用(LED)、大功率电源转换等领域。

按照化学组成可分为元素半导体,例如(Ga)、晶体硅,无机化合物半导体,例如砷化镓(GaAs),以及有机化合物半导体,例如聚丙烯腈、酞菁。

2. 超导材料

超导电性在一定温度下物质没有可测得的电阻,该现象早期是在金属材料中发现,例如Hg4.2K)、Nb3Ge合金(23.3K)。后来发现无机物中也有超导材料,且转变温度更高,例如Yba2Cu3O7-x90K)、Bi2O3-SrO-CaO-CuO,这些物质具有钙钛矿结构。

3. 纳米材料

纳米材料指由纳米粒子(尺寸在1 nm100 nm之间的粒子)形成的材料,是从尺度大小分类的,因此物质类别可以是金属或非金属。纳米材料有独特的性质,例如常见陶瓷又硬又脆,但纳米陶瓷像弹簧一样有韧性;又如纳米铁的抗断裂应力比普通铁高12倍,硬度高100~1000倍。教材中提到的碳纳米材料在物质类别上属于无机非金属材料,例如富勒烯、碳纳米管、石墨烯、石墨炔。

4. 复合材料

复合材料是指将两种及两种以上功能类型不同的材料进行组合,这类材料在生活中非常常见且历史久远,复合材料的组成包括基体和增强材料两部分。基体主要有有机高分子材料、陶瓷、合金等,增强材料主要有玻璃纤维、碳纤维等。

例如,稻草增强粘土由天然纤维与硅酸盐材料复合,钢筋混凝土由金属材料与硅酸盐材料复合,玻璃钢(玻璃纤维增强塑料)由无机非金属材料与有机高分子材料复合。碳纤维复合材料由树脂、陶瓷、金属、橡胶为基体与碳纤维(无机非金属材料)复合。

【对点练习】回答下列问题。
1.2023·辽宁)科技是第一生产力,我国科学家在诸多领域取得新突破,下列说法错误的是
A.利用CO2合成了脂肪酸:实现了无机小分子向有机高分子的转变
B.发现了月壤中的嫦娥石[(Ca8Y)Fe(PO4)7]:其成分属于无机盐
C.研制了高效率钙钛矿太阳能电池,其能量转化形式:太阳能电能
D.革新了海水原位电解制氢工艺:其关键材料多孔聚四氟乙烯耐腐蚀

2.2023·湖南)中华文化源远流长,化学与文化传承密不可分。下列说法错误的是

A.青铜器四羊方尊的主要材质为合金
B.长沙走马楼出土的竹木简牍主要成分是纤维素
C.蔡伦采用碱液蒸煮制浆法造纸,该过程不涉及化学变化
D.铜官窑彩瓷是以黏土为主要原料,经高温烧结而成

32023·浙江)材料是人类赖以生存和发展的物质基础,下列材料主要成分属于有机物的是

A.石墨烯             B.不锈钢            C.石英光导纤维     D.聚酯纤维

42022·广东)北京冬奥会成功举办、神舟十三号顺利往返天宫课堂如期开讲及华龙一号核电海外投产等,均展示了我国科技发展的巨大成就。下列相关叙述正确的是

A.冬奥会飞扬火炬所用的燃料H2为氧化性气体

B.飞船返回舱表层材料中的玻璃纤维属于天然有机高分子

C.乙酸钠过饱和溶液析出晶体并放热的过程仅涉及化学变化

D.核电站反应堆所用轴棒中含有的互为同位素

52022·辽宁)北京冬奥会备受世界瞩目。下列说法错误的是

A.冰壶主材料花岗岩属于无机非金属材料

B.火炬飞扬使用的碳纤维属于有机高分子材料

C.冬奥同心金属奖牌属于合金材料

D.短道速滑服使用的超高分子量聚乙烯属于有机高分子材料

62022·重庆)逐梦苍穹之上,拥抱星辰大海航天科技的发展与化学密切相关。下列选项正确的是

A北斗三号导航卫星搭载计时铷原子钟,铷是第ⅠA族元素

B嫦娥五号探测器配置砷化镓太阳能电池,太阳能电池将化学能直接转化为电能
C祝融号星车利用正十一烷储能,正十一烷属于不饱和烃
D神舟十三号航天员使用塑料航天面窗,塑料属于无机非金属材料
【参考答案】
1. A    2. C    3. D   4. D    5. B    6. A

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