1、【典例典例】某复合材料是由碳纤维为增强体、某复合材料是由碳纤维为增强体、金属钛为基体复合而成的。估计这种材料金属钛为基体复合而成的。估计这种材料耐高温耐高温 不耐热不耐热 导电、导热导电、导热 不导电、不导不导电、不导热热 可用于飞机机翼可用于飞机机翼 可用于导弹的壳体可用于导弹的壳体A.A.B.B.C.C.D.D.【思路点拨思路点拨】准确掌握碳纤维和金属钛的性能，判断准确掌握碳纤维和金属钛的性能，判断复合材料的用途。复合材料的用途。【自主解答自主解答】选选A A。碳纤维为增强体、金属钛为基体的复合。碳纤维为增强体、金属钛为基体的复合材料应具有增强体的优点和基体的优点。碳纤维熔点高、材料应具有
2、增强体的优点和基体的优点。碳纤维熔点高、硬度大，金属钛熔点高、导电、导热，二者的密度都较小。硬度大，金属钛熔点高、导电、导热，二者的密度都较小。因此该碳纤维增强金属基复合材料具有：耐高温；导因此该碳纤维增强金属基复合材料具有：耐高温；导电、导热；密度小的特点，可用于制造飞机和导弹。电、导热；密度小的特点，可用于制造飞机和导弹。【互动探究互动探究】若将上述复合材料中的基体材料换成合若将上述复合材料中的基体材料换成合成树脂，该复合材料在性能上可能会有哪些变化？成树脂，该复合材料在性能上可能会有哪些变化？提示：提示：用合成树脂替换金属钛作基体，由于合成树脂一般用合成树脂替换金属钛作基体，由于合成树脂
3、一般性质稳定、耐酸碱腐蚀、不易导电、导热，因此制成的复性质稳定、耐酸碱腐蚀、不易导电、导热，因此制成的复合材料绝缘性好、耐腐蚀。合材料绝缘性好、耐腐蚀。【变式训练变式训练】下列对材料的特征及用途的说法正确的是下列对材料的特征及用途的说法正确的是()()A.A.玻璃纤维柔软如丝，可像棉纱一样纺织，但拉伸强度低玻璃纤维柔软如丝，可像棉纱一样纺织，但拉伸强度低B.B.光导纤维传导光的能力很强，是非常好的通讯材料光导纤维传导光的能力很强，是非常好的通讯材料C.C.氮化硅陶瓷耐高温且易传热，可用于制造柴油机氮化硅陶瓷耐高温且易传热，可用于制造柴油机D.D.玻璃钢强度小，密度小，耐腐蚀，可用于废水处理系统
4、玻璃钢强度小，密度小，耐腐蚀，可用于废水处理系统的管道的管道 【解析解析】选选B B。玻璃纤维虽然极细如丝，但其拉伸强。玻璃纤维虽然极细如丝，但其拉伸强度大，其拉伸强度接近于高强度钢；氮化硅陶瓷耐高温且度大，其拉伸强度接近于高强度钢；氮化硅陶瓷耐高温且不易传热；玻璃钢强度大。不易传热；玻璃钢强度大。【典例典例】下列关于物质用途的叙述中错误的是下列关于物质用途的叙述中错误的是A.A.金属钛可用于制造人造卫星、宇宙飞船金属钛可用于制造人造卫星、宇宙飞船B.B.二氧化硅可作半导体材料二氧化硅可作半导体材料C.C.锡可用于制造罐头筒锡可用于制造罐头筒D.D.硅可以用作制造变压器的铁芯材料硅可以用作制造
5、变压器的铁芯材料【思路点拨思路点拨】解答本题要注意以下两点：解答本题要注意以下两点：【自主解答自主解答】选选B B。半导体常选用金属元素和非金属元素分。半导体常选用金属元素和非金属元素分界线附近的单质材料，二氧化硅常用于光缆通信但不能作界线附近的单质材料，二氧化硅常用于光缆通信但不能作为半导体。为半导体。【互动探究互动探究】(1)(1)常见的半导体材料有哪些？常见的半导体材料有哪些？提示：提示：常见半导体材料有硅、锗等。常见半导体材料有硅、锗等。(2)(2)金属钛还可以应用在哪些领域？金属钛还可以应用在哪些领域？提示：提示：除了用于制造人造卫星、宇宙飞船，钛还可用作电除了用于制造人造卫星、宇宙
6、飞船，钛还可用作电极和发电站的冷凝器以及环境污染控制装置。钛镍形状记极和发电站的冷凝器以及环境污染控制装置。钛镍形状记忆合金在仪器仪表上已广泛应用。在医疗中，钛可作人造忆合金在仪器仪表上已广泛应用。在医疗中，钛可作人造骨骼和各种器具。钛还是炼钢的脱氧剂和不锈钢以及合金骨骼和各种器具。钛还是炼钢的脱氧剂和不锈钢以及合金钢的组分。钢的组分。【变式训练变式训练】根据某种分类标准，材料大体可以分为天然根据某种分类标准，材料大体可以分为天然材料、烧炼材料、合成材料等。下面是一个分类的实例。材料、烧炼材料、合成材料等。下面是一个分类的实例。请再选择一个分类标准，将上述材料重新分类。请再选择一个分类标准，将
7、上述材料重新分类。【解析解析】材料可分为无机材料和有机材料两大类。材料可分为无机材料和有机材料两大类。答案：答案：【典例典例】下列关于复合材料的说法正确的是下列关于复合材料的说法正确的是A.A.合金就是复合材料合金就是复合材料B.B.复合材料的化学成分可能只有一种也可能含有多种复合材料的化学成分可能只有一种也可能含有多种C.C.复合材料按基体材料分类可分为树脂基复合材料、金属复合材料按基体材料分类可分为树脂基复合材料、金属基复合材料和纤维增强复合材料基复合材料和纤维增强复合材料D.D.复合材料是两种或两种以上不同性质的材料经特殊加工复合材料是两种或两种以上不同性质的材料经特殊加工而制成的而制成
8、的【易错选项易错选项】C C【易错剖析易错剖析】(1)(1)易错选项分析易错选项分析本题易错选本题易错选C C的原因在于不明确复合材料的分类标准。树脂的原因在于不明确复合材料的分类标准。树脂基复合材料和金属基复合材料是按基体材料分类的，而纤基复合材料和金属基复合材料是按基体材料分类的，而纤维增强复合材料是按增强体形状分类的，分类标准不统一，维增强复合材料是按增强体形状分类的，分类标准不统一，C C项错。项错。(2)(2)其他错误选项分析其他错误选项分析【标准答案标准答案】D D1.1.复合材料的优点是复合材料的优点是强度高强度高 质量轻质量轻 耐高温耐高温 耐腐蚀耐腐蚀()()A.A.B.B.
9、C.C.D.D.【解析解析】选选D D。复合材料一般具有强度高、质量轻、耐高温、。复合材料一般具有强度高、质量轻、耐高温、耐腐蚀等优良性能，在综合性能上超过了单一材料。耐腐蚀等优良性能，在综合性能上超过了单一材料。2.2.下列关于复合材料的说法不正确的是下列关于复合材料的说法不正确的是()()A.A.复合材料一定是由两种或两种以上材料制成的复合材料一定是由两种或两种以上材料制成的B.B.复合材料既保持了原材料的优点，又有优于原材料的特复合材料既保持了原材料的优点，又有优于原材料的特点点C.C.在复合材料中，基体起骨架作用在复合材料中，基体起骨架作用D.D.在复合材料中，增强体起骨架作用在复合材
10、料中，增强体起骨架作用【解析解析】选选C C。复合材料中基体起黏结作用；增强体起骨架。复合材料中基体起黏结作用；增强体起骨架作用。作用。3.3.复合材料的使用使导弹的射程有了很大提高，其主要原复合材料的使用使导弹的射程有了很大提高，其主要原因在于因在于()()A.A.复合材料的使用可以使导弹能承受超高温的变化复合材料的使用可以使导弹能承受超高温的变化B.B.复合材料的使用可以使导弹的质量减轻复合材料的使用可以使导弹的质量减轻C.C.复合材料的使用可以使导弹承受超强度的改变复合材料的使用可以使导弹承受超强度的改变D.D.复合材料的使用可以使导弹承受温度剧烈变化复合材料的使用可以使导弹承受温度剧烈
11、变化【解析解析】选选B B。导弹的壳体大多是以纤维为增强体、金属为。导弹的壳体大多是以纤维为增强体、金属为基体的复合材料，之所以可以提高射程是利用了其密度小、基体的复合材料，之所以可以提高射程是利用了其密度小、质量轻的特点。质量轻的特点。4.4.下列复合材料中，关于增强体说法正确的是下列复合材料中，关于增强体说法正确的是()()A.A.陶瓷中的陶瓷中的SiOSiO2 2 B.B.生铁中的铁生铁中的铁C.C.碳纤维中的合成树脂碳纤维中的合成树脂 D.D.混凝土中的水泥混凝土中的水泥【解析解析】选选D D。陶瓷、生铁都不是复合材料，碳纤维中的合。陶瓷、生铁都不是复合材料，碳纤维中的合成树脂是基体，
12、不是增强体。成树脂是基体，不是增强体。5.5.随着社会的发展，复合材料成为一种新型的有发展前途随着社会的发展，复合材料成为一种新型的有发展前途的材料，目前复合材料最主要的应用领域是宇宙航空材料。的材料，目前复合材料最主要的应用领域是宇宙航空材料。(1)(1)飞机、火箭的机翼和机身以及导弹的壳体、尾翼中的复飞机、火箭的机翼和机身以及导弹的壳体、尾翼中的复合材料是合材料是_基复合材料。基复合材料。(2)(2)美国的哥伦比亚号航天飞机在制造过程中应用了大量的美国的哥伦比亚号航天飞机在制造过程中应用了大量的先进复合材料，其中被覆在整个机身上的防热瓦片，使航先进复合材料，其中被覆在整个机身上的防热瓦片，
13、使航天飞机能安全穿越大气层，是耐高温的天飞机能安全穿越大气层，是耐高温的_。A.A.陶瓷基复合材料陶瓷基复合材料 B.B.碳纤维复合材料碳纤维复合材料C.C.玻璃钢玻璃钢 D.D.金属基复合材料金属基复合材料【解析解析】飞机、火箭的机翼和机身都是金属基材料，陶瓷飞机、火箭的机翼和机身都是金属基材料，陶瓷基复合材料都具有耐高温的特性。基复合材料都具有耐高温的特性。答案：答案：(1)(1)金属金属 (2)A(2)A6.(1)6.(1)人造骨是一种新型无机非金属材料，它类似于人骨和人造骨是一种新型无机非金属材料，它类似于人骨和天然牙的性质结构，这是利用了这类材料的天然牙的性质结构，这是利用了这类材料
14、的_的特性，人造骨可以依靠从人体体液中补充某些离子形成的特性，人造骨可以依靠从人体体液中补充某些离子形成新骨，可以在骨骼界面产生分解、吸收、析出等反应，实新骨，可以在骨骼界面产生分解、吸收、析出等反应，实现骨骼的牢固结合。人造骨植入人体内需要吸收人体中的现骨骼的牢固结合。人造骨植入人体内需要吸收人体中的_形成新骨。形成新骨。A.CaA.Ca2+2+B.Cl B.Cl-C.NaC.Na+D.PO D.PO4 43-3-、CaCa2+2+(2)(2)航天工业上常用到的隔热陶瓷瓦是一种航天工业上常用到的隔热陶瓷瓦是一种_材料，其材料，其中陶瓷是中陶瓷是_，纤维是，纤维是_，这种材料兼有两种材料，这种
15、材料兼有两种材料的优点，并克服了它们各自的缺点，其所具有的良好性能的优点，并克服了它们各自的缺点，其所具有的良好性能有有_。【解析解析】人造骨是新型无机非金属材料，是一种生物陶瓷，人造骨是新型无机非金属材料，是一种生物陶瓷，所具有的性能使其不会对机体有排异反应，不会引起代谢所具有的性能使其不会对机体有排异反应，不会引起代谢作用异常等。人造骨的主要成分是作用异常等。人造骨的主要成分是CaCa3 3(PO(PO4 4)2 2，与人骨和天，与人骨和天然牙的主要成分相同，结构和性质都非常相似，因此在移然牙的主要成分相同，结构和性质都非常相似，因此在移植入人体后，可以依靠从人体的体液中补充的植入人体后，
16、可以依靠从人体的体液中补充的CaCa2+2+和和POPO4 43-3-等等形成新骨；隔热陶瓷瓦是由纤维和陶瓷复合而成的，因此形成新骨；隔热陶瓷瓦是由纤维和陶瓷复合而成的，因此就兼有这两种材料的良好性能。就兼有这两种材料的良好性能。答案：答案：(1)(1)不会对机体有排异反应，不会引起代谢作用异常不会对机体有排异反应，不会引起代谢作用异常 D D(2)(2)复合复合 基体基体 增强体增强体 耐高温、韧性好耐高温、韧性好一、选择题一、选择题(本题包括本题包括5 5小题，每小题小题，每小题4 4分，共分，共2020分分)1.1.复合材料中往往有一种材料作为基体，另一种材料作为复合材料中往往有一种材料
17、作为基体，另一种材料作为()()A.A.增塑剂增塑剂 B.B.发泡剂发泡剂C.C.防老剂防老剂 D.D.增强体增强体【解析解析】选选D D。复合材料由两部分组成，一部分为基体起黏。复合材料由两部分组成，一部分为基体起黏结作用；另一部分称为增强体，起骨架作用。结作用；另一部分称为增强体，起骨架作用。2.2.下列说法正确的是下列说法正确的是A.A.所有复合材料都由基体和增强体两部分组成所有复合材料都由基体和增强体两部分组成B.B.复合材料的化学成分可能只有一种也可能含有多种复合材料的化学成分可能只有一种也可能含有多种C.C.基体在复合材料中起骨架作用基体在复合材料中起骨架作用D.D.复合材料按基体
18、材料分类可分为树脂基复合材料、金属复合材料按基体材料分类可分为树脂基复合材料、金属基复合材料和纤维增强复合材料基复合材料和纤维增强复合材料【解析解析】选选A A。因为复合材料都由基体和增强体两部分组成，。因为复合材料都由基体和增强体两部分组成，所以其化学成分至少有两种，所以其化学成分至少有两种，B B项错；基体在复合材料中起项错；基体在复合材料中起黏结作用，黏结作用，C C项错；树脂基复合材料和金属基复合材料是按项错；树脂基复合材料和金属基复合材料是按基体材料分类的，而纤维增强复合材料是按增强体形状分基体材料分类的，而纤维增强复合材料是按增强体形状分类的，分类标准不统一，类的，分类标准不统一，
19、D D项错。项错。3.3.在复合材料家族中，发展较快的、应用较广的是用哪种在复合材料家族中，发展较快的、应用较广的是用哪种材料作增强体的复合材料材料作增强体的复合材料()()A.A.纤维纤维 B.B.合成树脂合成树脂 C.C.钢铁钢铁 D.D.陶瓷陶瓷【解析解析】选选A A。合成树脂、金属和陶瓷通常用来作复合材料。合成树脂、金属和陶瓷通常用来作复合材料的基体，纤维常用来作复合材料的增强体。的基体，纤维常用来作复合材料的增强体。4.4.下列有关材料的说法不正确的是下列有关材料的说法不正确的是()()A.A.航天飞机使用的隔热陶瓷瓦为复合材料航天飞机使用的隔热陶瓷瓦为复合材料B.B.复合材料由基体
20、和增强体组成复合材料由基体和增强体组成C.C.复合材料既保持原有材料的特点，又有优于原材料的特复合材料既保持原有材料的特点，又有优于原材料的特性性D.D.纯金属的性能一般优于合金纯金属的性能一般优于合金【解析解析】选选D D。合金的性能一般优于纯金属。合金的性能一般优于纯金属。5.(20115.(2011潍坊高一检测潍坊高一检测)复合材料制成的防弹头盔能抵御复合材料制成的防弹头盔能抵御多种手枪子弹的射击，最大限度地保护使用人员的安全，多种手枪子弹的射击，最大限度地保护使用人员的安全，这利用了复合材料的这利用了复合材料的()()A.A.高强质轻高强质轻 B.B.耐热抗高温耐热抗高温C.C.耐腐蚀
21、稳定性好耐腐蚀稳定性好 D.D.导电导热性好导电导热性好【解析解析】选选A A。防弹头盔要能承受高强度撞击，而且质量较。防弹头盔要能承受高强度撞击，而且质量较轻。轻。二、非选择题二、非选择题(本题包括本题包括3 3小题，共小题，共3030分分)6.(106.(10分分)氮化硅氮化硅(Si(Si3 3N N4 4)是一种高温陶瓷材料，常用作复合是一种高温陶瓷材料，常用作复合材料的基体，它的硬度大、熔点高、化学性质稳定，工业材料的基体，它的硬度大、熔点高、化学性质稳定，工业上普遍采用高纯硅与纯氮在上普遍采用高纯硅与纯氮在1 3001 300反应获得。反应获得。(1)(1)根据性质推测氮化硅陶瓷的用
22、途是根据性质推测氮化硅陶瓷的用途是_。A.A.制有色玻璃制有色玻璃 B.B.制永久性模具制永久性模具 C.C.制造发动机制造发动机(2)(2)现用四氯化硅和氮气在氢气中加热发生反应，可制得高现用四氯化硅和氮气在氢气中加热发生反应，可制得高纯度氮化硅，反应的化学方程式为纯度氮化硅，反应的化学方程式为_。【解析解析】由硬度大、熔点高、化学性质稳定知可以制造发由硬度大、熔点高、化学性质稳定知可以制造发动机。制氮化硅的方程式为动机。制氮化硅的方程式为3SiCl3SiCl4 4+2N+2N2 2+6H+6H2 2 Si Si3 3N N4 4+12HCl12HCl答案：答案：(1)C(1)C(2)3Si
23、Cl(2)3SiCl4 4+2N+2N2 2+6H+6H2 2 Si Si3 3N N4 4+12HCl+12HCl=7.(107.(10分分)普通玻璃、钢铁和玻璃钢是三种不同的材料，它普通玻璃、钢铁和玻璃钢是三种不同的材料，它们在性能方面差别很大。请根据学过的知识，回答下列问们在性能方面差别很大。请根据学过的知识，回答下列问题。题。(1)(1)普通玻璃的成分是普通玻璃的成分是_。(2)(2)铁在人类的生产和生活中有着十分重要的应用。铁的应铁在人类的生产和生活中有着十分重要的应用。铁的应用，经历了用，经历了_到到_到到_的演变过程。的演变过程。(3)(3)某种复合材料具有耐高温、强度高、导电性
24、好、导热性某种复合材料具有耐高温、强度高、导电性好、导热性好的特点，估计该复合材料的基体和增强体材料可能分别好的特点，估计该复合材料的基体和增强体材料可能分别是是_。A.A.金属；金属；C B.C B.陶瓷；陶瓷；SiOSiO2 2C.C.合成树脂；合成树脂；SiOSiO2 2、AlAl2 2O O3 3、MgO D.MgO D.合成树脂；合成树脂；C C【解析解析】(1)(1)玻璃的主要成分是硅酸钙、硅酸钠和二氧化硅。玻璃的主要成分是硅酸钙、硅酸钠和二氧化硅。(2)(2)铁元素的使用经历了铁到普通钢，再到不锈钢的过程。铁元素的使用经历了铁到普通钢，再到不锈钢的过程。(3)A(3)A项，金属基
25、体和碳纤维都有良好的导电、导热性，碳项，金属基体和碳纤维都有良好的导电、导热性，碳纤维耐高温、强度大。纤维耐高温、强度大。B B项，陶瓷、项，陶瓷、SiOSiO2 2导电、导热性均不导电、导热性均不好；好；C C项、项、D D项，合成树脂导电性差，熔点低。项，合成树脂导电性差，熔点低。答案：答案：(1)(1)硅酸钙、硅酸钠、二氧化硅硅酸钙、硅酸钠、二氧化硅(2)(2)铁铁 普通钢普通钢 不锈钢不锈钢 (3)A(3)A8.(108.(10分分)()(挑战能力挑战能力)1986)1986年，在瑞士苏黎士工作的两位科年，在瑞士苏黎士工作的两位科学家发现一种性能良好的金属氧化物超导体，使超导工作学家发
26、现一种性能良好的金属氧化物超导体，使超导工作取得突破性进展，为此两位科学家获得了取得突破性进展，为此两位科学家获得了19871987年的诺贝尔年的诺贝尔物理学奖，这种超导体材料的化学式为物理学奖，这种超导体材料的化学式为YBaYBa2 2CuCu3 3O O7 7。(1)(1)已知该化合物中铜以已知该化合物中铜以+2+2、+3+3两种价态存在，钇两种价态存在，钇(Y)(Y)为为+3+3价，钡为价，钡为+2+2价。试计算铜在化合物中的平均化合价及两种价。试计算铜在化合物中的平均化合价及两种价态铜的原子个数比。价态铜的原子个数比。(2)(2)用氧化物的形式表示该化合物的组成。用氧化物的形式表示该化
27、合物的组成。【解析解析】(1)(1)根据化合物中正负化合价代数和为零，设根据化合物中正负化合价代数和为零，设YBaYBa2 2CuCu3 3O O7 7中中CuCu的化合价为的化合价为+x+x，列式可得：，列式可得：+3+(+2)+3+(+2)2+(+x)2+(+x)3+(-2)3+(-2)7=07=0，解得，解得x=x=。n(Cun(Cu2+2+)2+n(Cu2+n(Cu3+3+)333=3=，n(Cun(Cu2+2+)+n(Cu)+n(Cu3+3+)=3)=3，解，解得得n(Cun(Cu2+2+)n(Cu)n(Cu3+3+)=21)=21。(2)(2)根据各金属元素化合价，该化合物用氧化物
28、形式表示为：根据各金属元素化合价，该化合物用氧化物形式表示为：Y Y2 2O O3 34BaO4BaO4CuO4CuOCuCu2 2O O3 3。答案：答案：(1)+(1)+，n(Cun(Cu2+2+)n(Cu)n(Cu3+3+)=21)=21(2)Y(2)Y2 2O O3 34BaO4BaO4CuO4CuOCuCu2 2O O3 3737373 【方法技巧方法技巧】求化合物中的原子个数比的常用方法求化合物中的原子个数比的常用方法(1)(1)利用化合物中正负化合价的代数和为零。利用化合物中正负化合价的代数和为零。(2)(2)利用化合物中元素的质量比，如：一种氮的氧化物中，利用化合物中元素的质量
29、比，如：一种氮的氧化物中，氮氧两元素的质量比为氮氧两元素的质量比为7878，则化合物中氮氧原子个数比，则化合物中氮氧原子个数比为为(7/14)(7/14)(8/16)=11(8/16)=11，是，是NONO。如图标出了各种材料强度与密度的比值以及广泛使用的年如图标出了各种材料强度与密度的比值以及广泛使用的年代。代。(1)(1)从图中可以看出的信息有从图中可以看出的信息有_。A.A.科学技术的发展越来越快，新材料频频出现科学技术的发展越来越快，新材料频频出现B.B.新材料发展的总体趋势是强度越来越大新材料发展的总体趋势是强度越来越大C.1800C.1800年以前出现的材料强度都比铝小年以前出现的
30、材料强度都比铝小D.D.铝的密度比钢的密度大铝的密度比钢的密度大(2)(2)有甲、乙两种材料，它们的强度相同，甲的密度是乙的有甲、乙两种材料，它们的强度相同，甲的密度是乙的密度的密度的2 2倍。且甲材料与图中的倍。且甲材料与图中的b b点对应，则乙材料在图的点对应，则乙材料在图的位置是位置是_。A.aA.a点点 B.aB.a、b b之间之间C.cC.c点点 D.bD.b、c c之间之间【解析解析】(1)(1)图像纵坐标的意义是材料的强度与密度的比值；图像纵坐标的意义是材料的强度与密度的比值；新材料发展的总体趋势是强度与密度比值越来越大；铝的新材料发展的总体趋势是强度与密度比值越来越大；铝的密度比钢的密度小。密度比钢的密度小。(2)(2)甲、乙两种材料，它们的强度相同，甲的密度是乙的密甲、乙两种材料，它们的强度相同，甲的密度是乙的密度的度的2 2倍，则甲、乙两材料强度与密度的比值之比为倍，则甲、乙两材料强度与密度的比值之比为1212，所以乙材料强度与密度的比值为所以乙材料强度与密度的比值为8 8。答案：答案：(1)A (2)D(1)A (2)D
