化学与材料的发展
化学与材料的发展PPT课件
• (3)电解法 • 电解法冶炼一般用于活泼金属的冶炼(如K、 Ca、Na、Mg、Al等)。缺点是耗电量大， 成本较高。值得一提的是，冶炼铝不能用 电解熔融AlCl3的方法(因共价化合物在熔 融时不导电)。通常采用电解熔融氧化铝 的方法制取铝。
• 2．炼铁与炼钢 • (1)炼铁 • ①几种铁矿石的主要成分：磁铁矿Fe3O4， 赤铁矿Fe2O3，褐铁矿2Fe2O3·3H2O，黄铁 矿FeS2等。 • ②原料：铁矿石、焦炭、石灰石和空气。 • ③原理：(以赤铁矿为例，写反应方程式) • 3CO＋Fe2O3 2Fe＋3CO2 • ④石灰石的作用：除去脉石，有关反应方 程式： • CaCO CaO＋CO ↑，CaO＋SiO
• (2)炼钢——氧气顶吹转炉法 • 用氧化剂在高温下把生铁中的S、P等杂质 除去。
• • • • •
3．铝的冶炼 (1)原料：铝土矿(主要成分为Al2O3)。 (2)提纯Al2O3：(用化学方程式表示) Al2O3＋2NaOH===2NaAlO2＋H2O， NaAlO2＋CO2＋2H2O===Al(OH)3↓＋ NaHCO3， • 2Al(OH)3 Al2O3＋3H2O。 • (3)电解：加入冰晶石及少量萤石降低 Al2O3的熔点。 • 阴极反应式：4Al3＋＋12e－=== 4Al
• (2)热还原法 • 可用热还原法冶炼的金属，其金属性比较 强，在常见金属活动性顺序表中居于中间 区域。 • ①焦炭还原法。如CuO＋C Cu＋ CO↑ • ②一氧化碳还原法。如Fe2O3＋3CO 2Fe＋3CO2 • ③氢气还原法。如WO3＋3H2 W＋ 3H2O • ④活泼金属还原法。如2Al＋Cr2O3
• ②写出N的原子结构示意图________，根 据元素周期律知识，请写出氮化硅的化学 式：________。 • ③氮化硅陶瓷抗腐蚀能力强，除氢氟酸外， 它不与其他无机酸反应。试推测该陶瓷被 氢氟酸腐蚀的化学方程式： • ____________________________________ ____________________________________。 • ④现用四氯化硅和氮气、氢气在加强热的 条件下发生反应，可得较高纯度的氮化硅， 同时生成HCl，反应的化学方程式为：
化学与新材料开发的关系与应用
化学与新材料开发的关系与应用随着社会的发展和科学技术的进步，化学作为一门重要的基础科学，在新材料开发中起着至关重要的作用。
本文将探讨化学与新材料开发之间的关系以及在实际应用中的具体应用。
一、化学与新材料开发的关系化学作为一门研究物质组成、性质和变化的学科，为新材料的开发提供了基础。
化学的理论和技术成果为新材料的合成、制备和改性提供了关键的支撑。
例如，有机合成化学为研发新型的有机高分子材料提供了基础，无机化学为合成新型的无机材料提供了技术支持。
此外，化学的理论研究以及化学分析方法的不断发展，也为新材料的研究提供了重要的参考依据。
二、化学在新材料开发中的应用1. 合成新材料通过化学合成，可以制备出各种新型的材料，如高分子材料、纳米材料等。
比如，利用聚合物反应原理和有机合成化学的方法可以合成出具有特定性能的高分子材料，这些高分子材料可以用于制备塑料、橡胶、纤维等各种日常用品。
而纳米材料的研究则是通过化学方法控制材料的微观结构和性能，例如，通过溶胶-凝胶法合成二氧化硅纳米颗粒，使其具备更好的电化学性能，应用于锂电池等领域。
2. 改性现有材料化学还可以通过对现有材料的改性，使其具备更好的性能和应用价值。
例如，通过对聚合物材料进行交联改性，可以提高其力学性能和耐热性，使其可以应用于高温环境下的工业领域；通过表面处理改性可以使材料具备抗菌、防水、抗紫外线等功能，扩大材料的应用范围。
3. 材料分析与表征化学的分析方法为新材料的研究提供了重要的手段。
通过化学分析方法，可以对材料的组成、结构和性能进行全面的分析与表征，为新材料的研究提供准确可靠的数据。
例如，利用质谱、红外光谱等分析方法可以对材料的组成和结构进行表征，通过热分析和光谱分析则可以研究材料的热性能和光学性能。
三、化学与新材料开发的应用案例1. 高分子材料在塑料工业中的应用高分子材料是一类重要的新材料，由于其良好的可塑性和可加工性，在塑料工业中得到广泛应用。
化学在材料科学中的突破与发展
化学在材料科学中的突破与发展在材料科学领域中，化学一直扮演着重要的角色。
化学的突破与发展对于材料科学的进步至关重要。
本文将探讨化学在材料科学中的突破与发展，并分析其对材料科学的影响。
一、化学在合成材料领域的突破与发展合成材料是材料科学中的重要分支，化学的突破与发展为合成材料的制备提供了丰富的方法和手段。
例如，化学合成方法的改进使得人们能够制备出更高性能的材料。
1. 新型合成方法的应用随着化学技术的进步，人们不断提出新的合成方法。
传统的溶剂热法、水热法等合成方法在材料制备中得到了广泛应用。
与此同时，气相沉积、溶胶-凝胶法等新型合成方法的出现为材料科学带来了新的突破。
这些新方法不仅能够合成出高纯度、纳米级的材料，还能够控制材料的形貌和结构，满足不同领域的需求。
2. 新型功能材料的开发化学的突破与发展还推动了新型功能材料的开发。
通过改变材料的化学组成和结构，人们能够制备出各种具有特殊功能的材料，如：催化剂、传感器、电池等。
这些功能材料在能源、环境、生物医药等领域具有广阔的应用前景，为人类解决重大问题提供了新的解决方案。
二、化学在材料改性领域的突破与发展材料改性是利用化学方法对材料进行改变，以达到提高性能或开发新功能的目的。
化学的突破与发展使得材料改性技术得以快速发展，并在各个领域得到广泛应用。
1. 表面改性技术的进步化学的突破与发展使得表面改性技术得以快速发展。
表面改性可以通过改变材料表面的化学性质、形貌等方式，使得材料具有特殊的表面性能。
例如，人们通过在纳米结构材料表面修饰功能分子，实现了材料表面的抗菌、抗污染等功能。
这些表面改性技术不仅能够提高材料的性能，还能够拓宽材料的应用领域。
2. 功能复合材料的研究化学的突破与发展还推动了功能复合材料的研究。
功能复合材料是将不同的功能组分结合在一起，通过化学反应使其相互作用，从而实现材料性能的协同提升。
例如，通过在材料中引入纳米颗粒，可以实现材料的强度、导电性等多重性能的提升。
化学与材料工程的关系
化学与材料工程的关系化学与材料工程是两个相互交叉、相互依存的学科，二者之间存在着紧密的联系和协同发展。
化学为材料工程提供了基础理论和技术支持，而材料工程则促进了化学的应用和发展。
下面将从不同角度探讨化学与材料工程之间的关系。
一、材料的化学特性材料在化学分子层面上的特性决定了它们的物理性质和工程应用。
化学的基本理论和知识为我们理解和掌握材料的性质与结构提供了基础，如化学反应、元素周期表等。
通过深入研究材料的化学成分、分子结构和反应机制，可以精确预测和调控材料的物理、化学和力学性质，从而设计、合成和改良新型材料，满足不同领域的需求。
二、化学合成材料化学合成材料是材料工程中的一大重要方向。
通过化学方法，可以合成出具有特殊性能和功能的新材料，进一步推动材料科学的发展。
例如，在纳米材料领域，化学合成方法被广泛应用于制备具有特殊形状、尺寸和功能的纳米材料，如纳米粒子、纳米管和纳米薄膜等。
这些材料在电子、光学、生物医学等领域具有重要的应用前景。
三、材料化学分析与表征化学分析和表征是材料工程中不可或缺的环节，用于研究材料的组成、结构和性能。
化学分析技术如质谱、红外光谱、核磁共振等可以帮助确定材料的化学组成和分子结构，从而了解材料的性能和特性。
同时，借助于化学表征技术如X射线衍射、电子显微镜等，可以观察和分析材料的晶体结构、微观形貌和结构缺陷，为材料设计和应用提供有力支持。
四、材料在化学反应中的应用化学反应是一项核心的化学活动，也是材料工程中的重要环节。
材料的选择和设计往往会影响到化学反应过程的效率和产物的质量。
在催化剂领域，材料化学的研究帮助开发了许多高效的催化剂，提高了化学反应的速率和选择性。
另外，一些功能材料如吸附材料、分离膜等也广泛应用于化学反应的前处理和后处理过程中，起到提纯、分离和回收等作用。
五、可持续发展与材料工程可持续发展是当代社会的重要目标，也是化学与材料工程所要关注的方向之一。
化学的绿色合成、无污染工艺以及材料的可重复利用和回收等研究，有助于减少资源消耗和环境污染，达到可持续发展的目标。
化学和材料科学的重要性和进展
化学和材料科学的重要性和进展化学和材料科学是现代社会中至关重要的学科领域之一，它们对于人类社会的发展和进步起着至关重要的作用。
在过去的几十年里，化学和材料科学取得了巨大的进步和发展，为我们的生活、生产和环境保护带来了巨大的改变和贡献。
本文将主要介绍化学和材料科学的重要性，并探讨它们在过去、现在和未来的发展趋势。
一、化学和材料科学在社会发展中的重要性1.支撑工业生产。
化学和材料科学为各种行业提供了各种各样的基础原料和产品，包括化工、医药、建筑、电子、能源、航空航天等领域。
化学技术和材料科学的不断进步，为工业生产提供了更为高效、环保的生产技术，促进了工业生产的发展和进步。
2.保护环境。
化学和材料科学的进步为环境保护提供了重要的支持。
例如，环保材料和绿色化学技术的发展，可以减少对环境的污染和损害，更好地保护我们的环境。
3.促进科学研究。
化学和材料科学是一门基础科学，它们对于其他科学领域的发展起着至关重要的推动作用。
例如，在生物医学领域，许多医学技术和药物研发都离不开化学和材料科学的支持。
4.改善生活质量。
化学和材料科学的发展为人们的生活带来了很多便利，例如新材料的引入，使得人们的生活更为安全、舒适、方便。
5.探索未知领域。
化学和材料科学的研究成果还可以为人类文明和科技进步提供新的可能性，为人类未来的发展提供更多新的方向和机会。
二、化学和材料科学的发展趋势1.绿色化学。
绿色化学是未来化学发展的重要方向，它主要通过改进和创新化学生产的方法和工艺，在减少对环境的污染和资源消耗的同时，实现更高的效益。
绿色化学技术的发展将会对化工产业和环境保护产生深远的影响。
2.新能源材料。
随着能源危机的逐渐加剧，新能源材料的研究和开发成为了全球研究的热点。
新能源材料的开发可以为我国未来的可持续发展提供更多的机遇。
3.仿生材料。
仿生材料是近年来兴起的一个新的研究领域，它的发展很可能对医学、生物工程和环保等领域产生深远影响。
通过仿生原理制备的材料具有许多生物材料无法具备的优点，例如具有更好的稳定性、可控性和可调性。
选22.47化学与材料的发展
(2)电化学腐蚀:不同金属或不纯金属与电解质溶液接触,因发
生原电池反应而引起的金属的腐蚀｡
第12页 共 106 页
2.金属的电化学腐蚀类型(以钢铁生锈为例) (1)吸氧腐蚀 ①条件:金属表面的电解质溶液酸性很弱或呈中性｡
②电极反应
阳极:Fe-2e-===Fe2+
1 O 2 g H 2O l 2e 2OH (aq) 阴极: 2
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体验热身
第18页 共 106 页
1.维通橡胶是一种耐腐蚀､耐油､耐高温､耐寒性能都特别好 的氟橡胶,它的结构简式为: ,合成它的单体为( )
A.氟乙烯和全氟丙烯 B.1,1—二氟乙烯和全氟丙烯 C.1—三氟甲基—1,3—丁二烯 D.全氟异戊二烯
第19页 共 106 页
答案:B 解析:分析维通橡胶的结构简式可知,其加聚反应的产物,采用 “单变双”“双变单”的方法可知其单体应为 CH2===CF2和CF2====CF—CF3,其名称分别为1,1—二氟
3.几种金属的冶炼 (1)炼铁 ①几种铁矿石的主要成分:磁铁矿Fe3O4,赤铁矿Fe2O3,褐铁矿 2Fe2O3·3H2O,黄铁矿FeS2等｡ ②原料:铁矿石､焦炭､石灰石和空气｡ ③原理:(以赤铁矿为例,写反应方程式)
3CO Fe2O3 高温2Fe 3CO2
④石灰石的作用:除去脉石,有关反应方程式:
Al2O3+2NaOH===2NaAlO2+H2O,
NaAlO2+CO2+2H2O===Al(OH)3↓+
NaHCO3 , 2Al(OH)3 Al 2O3 3H2O｡
③电解:加入冰晶石及少量萤石降低Al2O3的熔点｡ 化学方程式:
材料科学与化学的关系
材料科学与化学的关系材料科学和化学作为两个独立但相互关联的学科，对于人类社会的发展和进步起着重要的作用。
本文将探讨材料科学与化学之间的关系，并阐述这两个学科在实际应用中的相互融合与互补。
一、材料科学和化学的定义及特点材料科学是一门研究物质组成、结构、性质与制备方法等的学科，旨在开发新材料、改进现有材料以满足人们对不同功能材料的需求。
而化学则关注物质的组成、结构、性质、变化过程和反应机理等，研究物质的性质和变化规律。
材料科学和化学都是实验科学，强调理论与实践的结合，通过实验验证和推断来解释和预测现象。
材料科学和化学都具有跨学科特点，涉及物理学、化学、生物学等多个学科的知识，因此它们之间存在着密切的联系和相互渗透。
化学提供了材料科学的理论基础和制备方法，同时材料科学为化学提供了丰富的应用场景和实验验证平台。
二、材料科学与化学的互补与融合1. 材料科学借鉴化学理论与方法：在新材料的研发中，化学理论和方法为材料科学提供了理论指导和实验手段。
例如，化学合成方法可以精确控制材料的组成和结构，分子模拟技术可以预测材料的性质和相行为。
材料科学研究中对材料的组成、结构和性能分析往往需要依赖化学分析方法，例如红外光谱、拉曼光谱等。
2. 化学应用于材料加工与改性：化学在材料加工和改性中起到关键作用。
例如，材料的表面处理、涂层和粘接等工艺需要运用到化学反应和化学材料。
化学的反应动力学和平衡理论也可用于优化和控制材料的制备工艺。
3. 材料科学驱动化学发展：材料科学的发展需求推动了化学的创新。
传统化学材料受限于性能或使用条件，为了满足材料科学的需求，化学需要创造新型化合物或改进现有材料。
例如，高性能材料、功能材料和纳米材料等的研发都是在化学领域取得的重要突破。
4. 凝练态化学与材料科学的交叉领域：凝聚态化学是研究化学反应和结构在固体和液体中的行为的学科，而材料科学也研究材料的凝聚态性质。
凝聚态化学和材料科学的交叉领域研究了固体材料的电子结构、热学性质以及它们与化学反应之间的关系，为新材料的设计和合成提供了新的思路和方法。
化学工程与材料工程
化学工程与材料工程在现代工业生产中，化学工程与材料工程在各个领域都起着重要的作用。
化学工程与材料工程是相互关联、相互依赖的学科，它们的发展对推动社会经济的进步具有重要意义。
本文将从不同角度介绍化学工程与材料工程的相关内容。
一、化学工程的概念与发展化学工程是一门将化学理论与工程应用相结合的学科，广泛应用于石油化工、医药、食品、环保等领域。
它的主要任务是将化学反应进行工业化生产，实现原料的转化和产品的制备。
化学工程的发展历程中经历了许多重要的里程碑，如革命性的工艺创新、绿色化学工程的提出等。
在过去几十年中，化学工程在工业生产中的地位和影响力不断提高，推动着社会的进步与发展。
二、材料工程的概念与应用领域材料工程是以材料科学为基础，运用物理学、化学、力学等知识，通过改变材料的组成、结构和性能来设计与制造新材料的学科。
材料工程的应用领域非常广泛，包括航空航天、汽车工业、建筑材料、电子器件等。
材料工程师通过研究、改进和创新材料，为现代社会提供了基础材料，推动了科技与产业的发展。
三、化学工程与材料工程的交叉学科化学工程与材料工程作为相互交叉的学科，在实践中存在着密切的联系与合作。
化学工程主要关注原料的转化和化学反应的工业化规模，而材料工程则着重于材料的设计、制备和性能改进。
在实际应用中，化学工程与材料工程相互依赖，相互促进。
例如，在新材料的研发过程中，化学工程师负责化学反应的优化与设计，而材料工程师负责材料的制备与性能测试。
两个学科的结合使得新材料的研发更加高效、可行。
四、现代化学工程与材料工程的挑战与发展方向随着社会的发展和技术的进步，现代化学工程与材料工程面临着一些挑战与机遇。
一方面，环境污染、能源危机等问题使得绿色化学工程和可持续发展成为行业的重要方向。
另一方面，新材料的需求不断增加，对材料工程师提出了更高的要求。
因此，发展绿色化学工程、开展可持续发展研究、创新材料工程技术成为了未来的发展方向。
综上所述，化学工程与材料工程作为相互依赖、相互促进的学科，在现代工业生产中具有重要的地位和作用。
高中化学-高分子化合物的合成
工具
第三单元 化学与材料的发展
栏目导引
【解析】 D项分子中的原子间以碳碳单键和碳氢单键成键， 不能发生聚合反应。
【答案】 D
工具
第三单元 化学与材料的发展
栏目导引
3．某高分子化合物的部分结构如下：
下列说法中不正确的是( )
工具
第三单元 化学与材料的发展
栏目导引
A．聚合物的分子式为C3H3Cl3 B．聚合物的链节为
【答案】 C
工具
第三单元 化学与材料的发展
栏目导引
二、合成高分子化合物的聚合反应 加聚反应和缩聚反应是有机合成高分子的两大重
要反应类型。二者反应的特点有何不同？ [学生交流] 【提示】 (1)加聚反应 特点：①无小分子的副产物生成；②所生成的高分子的式
量是单体式量的整数倍；③高分子与单体具有相同的元素质量 组成；④通过共价键结合，具有特定结构，故化学组成并不复 杂。
单体种类数 相同或不同的单体
相同或不同的单体
高聚物特征 链节与单体的组成相同 链节与单体的组成不同
产物种类 只有高聚物
高聚物和小分子
工具
第三单元 化学与材料的发展
栏目导引
加成聚合反应
缩合聚合反应
举 例
工具
第三单元 化学与材料的发展
栏目导引
用于2008年北京奥运会的国家游泳中心(水立方)的
建筑采用了膜材料ETFE，该材料为四氟乙烯(CF2===CF2)与乙 烯的共聚物，四氟乙烯也可与六氟丙烯(CF3CF===CF2)共聚成 聚全氟乙丙烯。下列说法错误的是( )
栏目导引
工具
第三单元 化学与材料的发展
栏目导引
一、高分子化合物
1．概念
相对分子质量从 几万到几百万甚至更高 化 合 物 称 为 高 分子化合物，简称为高分子，也称为 聚合物 或 高聚物 。
化学与材料工程的前沿领域
化学与材料工程的前沿领域化学与材料工程是一门研究材料的合成、加工、性能和应用的学科，是现代工程技术和科学研究中不可或缺的部分。
在当今科技发展的浪潮中，化学与材料工程的前沿领域日益引人瞩目，涉及到许多创新技术和新材料的研究。
本文将重点探讨化学与材料工程的某些前沿领域，并详细介绍每个领域的背景、发展和应用。
一、纳米科技纳米科技是化学与材料工程领域的热门话题之一。
纳米材料具有独特的物理、化学和力学性质，相比传统材料表现出许多突出的优势。
在纳米科技中，研究人员通过控制材料的尺寸、形状和结构，能够改变材料的电子结构和表面性质，进而实现对材料性能的精确调控。
纳米科技已经在电子器件、生物医学、能源储存和环境清洁等领域展现出巨大的应用潜力。
二、功能性材料功能性材料是指在特定环境下具有特殊功能和性能的材料。
在近年来的研究中，通过控制材料的组分、结构和形貌等因素，研究人员成功地开发出了许多功能性材料。
例如，光电功能材料在太阳能电池和光电器件中表现出优异的光电性能；催化材料在化学反应中起到有效的催化作用。
功能性材料的研究和应用已经深入到生物医学、环境保护、能源领域等多个领域。
三、生物材料生物材料是指能够与生物体相容并发挥特定功能的材料。
生物材料的研究涉及生物科学、医学和材料科学等多个学科的交叉，旨在开发出具有生物相容性、可降解性和生物活性的材料。
生物材料在医学领域广泛应用，例如人工关节、骨修复材料、药物传递系统等。
此外，生物材料还在组织工程、再生医学和生物传感器等领域具有广阔的前景。
四、能源材料能源材料是指能够转化和储存能量的材料。
在全球能源危机严峻的形势下，开发高效、环保的能源材料成为重要课题。
新型能源材料的研究涉及太阳能电池、燃料电池、储能材料以及光催化等领域。
通过材料的设计和优化，能源转换和储存效率得到显著提升。
能源材料的研究将对未来可持续发展和清洁能源的实现产生重大影响。
综上所述，化学与材料工程的前沿领域涉及到纳米科技、功能性材料、生物材料和能源材料等多个研究方向。
化学与新材料研究
化学与新材料研究化学是一门研究物质的性质、组成、结构、变化规律以及它们在能量转化中的作用的科学。
而新材料则是指在材料科学领域中，通过研究和开发新的材料，以满足当代社会对于材料性能和应用的要求。
化学与新材料研究之间关系密切，彼此相互促进，共同推动了科技和社会的不断进步。
1. 介绍化学研究的领域非常广泛，包括有机化学、无机化学、物理化学等等。
而新材料研究则着重于材料的合成、制备、表征和功能性能的改进。
化学为新材料研究提供了理论基础和技术支持，而新材料的发展也推动了化学的不断创新。
2. 化学在新材料研究中的应用化学在新材料研究中有着广泛的应用。
首先，化学提供了材料合成的基础。
通过化学方法，研究人员可以合成出具有特定性质的材料，如聚合物、金属和无机材料等。
其次，化学还可以用于改善材料的性能。
例如，通过合适的化学改性方法，可以提高材料的强度、导电性、抗腐蚀性等。
最后，化学在材料表征方面也起到了重要的作用，通过化学分析技术可以对材料的组成和结构进行深入研究。
3. 新材料对化学研究的影响新材料的研究不仅推动了化学的发展，也为化学研究提供了新的方向和挑战。
一方面，新材料的出现为化学研究带来了更多的应用场景。
例如，新材料的开发可以应用于能源领域、环境保护、生物医药等方面，为解决现实问题提供了新的解决途径。
另一方面，新材料的研究也扩展了化学的研究对象。
例如，纳米材料、功能性材料等新材料的涌现，为化学研究提供了更多的研究领域和可能性。
4. 化学与新材料研究的发展趋势随着科技的不断发展，化学与新材料研究也在不断创新。
一方面，化学的研究方法不断更新，从传统的反应合成逐渐过渡到绿色和可持续的合成方法。
这些新方法不仅节约了资源，还减少了环境污染。
另一方面，新材料的研究也越来越注重功能性能的发展，如高强度、高导电性、高光电转换效率等，并且越来越多地融入到实际应用中。
总结化学与新材料研究紧密相连，两者相互促进、相互推动。
化学为新材料的合成和改进提供了基础，而新材料的研究也为化学提供了新的研究对象和发展方向。
化学在科技上的成就
化学在科技上的成就摘要：1.化学在科技领域的重要性2.化学在材料科学的发展3.化学在药物研发的贡献4.化学在能源技术的应用5.化学在环境保护的作用6.化学在科技进步中的挑战与机遇正文：化学作为基础科学之一，在科技领域发挥着举足轻重的作用。
本文将概述化学在材料科学、药物研发、能源技术、环境保护等领域的成就，并探讨科技进步带来的挑战与机遇。
首先，材料科学的发展离不开化学的支持。
化学家们通过研究和创造新的化学反应，合成出各种具有独特性质的材料，如高分子材料、纳米材料等。
这些新材料在航空、电子、建筑等众多领域都有广泛应用，极大地推动了科技的发展。
其次，化学在药物研发领域也取得了举世瞩目的成果。
从药物的设计、合成到药物作用机制的研究，化学家们都发挥着关键作用。
近年来，随着化学生物学的发展，化学与生物学的交叉研究为药物研发带来了新的契机，许多新型药物不断问世，为人类健康事业作出了巨大贡献。
此外，化学在能源技术领域也取得了重要突破。
石油、天然气等传统能源的开发利用离不开化学技术的支持，同时，化学家们还在新能源研究方面做出了卓越贡献，如太阳能电池、燃料电池等。
这些新型能源技术为实现可持续发展，减少环境污染提供了可能。
在环境保护方面，化学同样发挥着关键作用。
从大气污染、水污染到土壤污染，化学家们通过研究和开发治理技术，为改善环境质量提供了有力支撑。
此外，绿色化学理念的提出，强调在源头上减少污染，为环境保护提供了新的解决方案。
然而，化学在科技进步中面临的挑战也不容忽视。
如化学品的安全生产、环境污染的治理、绿色化学的推广等问题都需要化学家们不断探索和创新。
总之，化学在科技领域的成就是多方面的，为人类社会的发展提供了强大动力。
化学与材料论文
化学与材料论文
化学与材料是现代科学技术发展中的重要组成部分，它们在各个领域都发挥着
重要的作用。
本文将从化学与材料的相关研究领域入手，探讨其在不同领域中的应用和发展趋势。
首先，化学在材料制备中起着至关重要的作用。
通过化学方法，可以合成出各
种具有特定性能的材料，比如高分子材料、无机材料、复合材料等。
这些材料在建筑、医药、电子、能源等领域都有着广泛的应用，推动着这些领域的不断发展和进步。
其次，化学在材料改性中也发挥着重要作用。
通过化学方法对材料进行表面改性、结构调控等，可以使材料具有特殊的性能，比如增强材料的力学性能、提高材料的耐热性、耐腐蚀性等。
这些改性后的材料在航空航天、汽车制造、新能源等领域都有着重要的应用前景。
另外，材料在化学储能领域也有着广泛的应用。
比如锂离子电池、燃料电池等，都是基于化学原理和材料科学的基础上发展起来的新型储能技术。
这些储能技术的发展，对于解决能源短缺、减少环境污染等问题具有着重要的意义。
在材料的可持续发展方面，化学也起着不可替代的作用。
通过绿色合成、循环
利用等化学方法，可以实现材料的可持续发展和利用，减少资源的浪费和环境的污染，推动材料科学的可持续发展。
综上所述，化学与材料的关系密不可分，二者相辅相成，共同推动着现代科学
技术的发展。
随着科学技术的不断进步，化学与材料的研究也将迎来更加广阔的发展空间，为人类社会的可持续发展和进步做出更大的贡献。
希望本文的探讨能够为相关领域的研究者提供一定的启发和帮助，共同推动化学与材料科学的发展。
化学与材料化学
化学与材料化学化学是一门研究物质的组成、性质、结构、转化和相互作用的科学。
而材料化学则是建立在化学基础上的学科，它关注的是材料的合成、性质和应用。
化学和材料化学密切相关，二者相互促进、相互补充，共同推动了科技和工业的发展。
1. 化学在材料科学中的应用化学是研究物质变化的基础学科，它为材料科学提供了许多理论和方法。
例如，有机化学的发展使得我们可以合成各种有机高分子材料，如塑料、纤维和涂料等。
物理化学的研究则有助于我们了解材料的性质和相互作用原理，为开发新材料提供了理论依据。
2. 材料化学的研究领域材料化学广泛涉及各种材料的研究，包括金属、陶瓷、高分子、复合材料等。
金属材料化学主要关注金属的结构、性能和合金的制备方法。
陶瓷材料化学研究陶瓷的制备工艺、性质和应用。
高分子材料化学研究聚合物的合成、结构和性能，广泛应用于塑料、橡胶等领域。
复合材料化学研究各种材料的组合、界面相互作用以及性能优化。
3. 新材料的开发与应用化学和材料化学的研究为新材料的开发提供了基础，推动了社会的进步和经济的发展。
例如，高温超导材料的研究在能源领域有着重要的应用前景；碳纳米管等纳米材料的开发则在电子器件和材料加强领域发挥着重要作用。
此外，材料化学的研究还为环境治理、医学领域等提供了许多新的材料解决方案。
4. 化学教育与材料化学的培养化学与材料化学的研究需要专业的人才支持，因此化学教育在培养相关领域的人才方面起着重要作用。
培养学生对化学和材料化学的兴趣，提供系统的知识体系和实践技能，有助于他们在相关领域取得良好的发展。
此外，化学教育也需要与时俱进，关注材料化学领域的新进展，为学生提供最新的学科知识。
5. 化学与材料化学的未来发展随着科学技术的不断进步，化学与材料化学仍然具有广阔的发展前景。
我们可以预见，未来化学和材料化学的研究将更加注重环保和可持续发展，推动新材料的研发和应用。
同时，跨学科的合作将成为趋势，化学与材料科学与工程、生物学等学科之间的合作将进一步加深，为创新与发展提供更多机遇。
化学与材料的发展-PPT
[名师精析] (1)2NaCl＋2H2O=通==电==2NaOH＋H2↑＋Cl2↑. (2)用 Cl2 制备纯硅涉及反应：2Cl2＋Si(粗)==△===SiCl4，用 H2 还原，SiCl4 得到高纯硅的化学方程式为：SiCl4＋2H2=高==温==Si＋4HCl. (3)先发生反应：CH2CH2＋Cl2―→ClCH2CH2Cl，再通过脱去一分子 HCl，使之形成含双键的氯乙烯，加聚即可得聚氯乙烯，即
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(3)硅 目前半导体工业最重要的基础材料，其制备反应为： SiO2＋2C=16=0=0=℃==～==1=8=0=0=℃=Si＋2CO↑. Si＋3HCl=2C=5=u0=℃粉==～或=3=A0=g0=粉℃==SiHCl3＋H2. SiHCl3＋H2=11=0=0=℃==～==1=2=0=0=℃=Si＋3HCl.
(2)炼钢
①原料：生铁(或废钢铁)、氧气、生石灰、脱氧剂
②主要反应：
除碳：2C＋O2=高==温==2CO
2Fe＋O2=高==温==2FeO
FeO＋C
高温 =====
Fe＋CO
14
除硫：FeS＋CaO
高温 =====
CaS＋FeO
脱氧：2FeO＋Si=高==温==2Fe＋SiO2
SiO2＋CaO=高==温==CaSiO3
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2．几种金属的冶炼 (1)炼铁
①原料：铁矿石(如磁铁矿、赤铁矿、黄铁矿等)、焦 炭、石灰石、空气． ②主要反应：2C＋O2=高==温==2CO 3CO＋Fe2O3=高==温==2Fe＋3CO2 CaCO3=高==温==CaO＋CO2↑ CaO＋SiO2=高==温==CaSiO3
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③设备：炼铁高炉
38
4．我国及美国、日本等国家已研制出一种陶瓷柴油
化学与材料科学的前沿研究与发展
化学与材料科学的前沿研究与发展化学与材料科学是现代科学领域的重要分支。
随着科技的不断发展，化学与材料科学的前沿研究和发展也不断地得到推进。
本文将探讨化学与材料科学的前沿研究和发展，并介绍目前正在受到关注的一些领域。
一、绿色化学绿色化学是一种新兴的化学领域，它主要研究如何通过最小化化学过程所产生的环境污染来保护环境。
绿色化学包括绿色合成、绿色催化和绿色溶剂等方面。
它为解决环境和资源问题提供了新的思路，并促进了化学产业的可持续发展。
二、智能材料智能材料是一种能够感应外界环境并做出相应反应的材料。
它可以根据温度、光线、电流等参数的变化产生变化，用于智能控制和传感器等方面。
智能材料的发展已经应用于自动驾驶、健康监测、人机交互等领域。
三、2D材料2D材料是一种厚度仅为几个原子的材料。
已知2D材料包括石墨烯、硼烯、磷化氮等。
这些材料拥有一些独特的物理、化学性质，如高度可伸缩、高导电性、高效能量转换等。
2D材料在电子学、能源储存、光电子学等领域具有广泛的应用价值。
四、纳米材料纳米材料具有独特的物理和化学性质，具有很广泛的应用前景。
纳米材料能够通过调节其形貌、结构和成分来控制其性质和功能。
因此，纳米材料在催化剂、传感器、生物医学、光电子等领域都有很多应用。
五、新型合金材料新型合金材料能够满足新的材料需求，例如高温稳定、高强度、非常低的密度等特征。
与传统材料相比，新型合金材料具有更优秀的性能和更多的应用价值。
例如，超弹性记忆合金可以广泛应用于医疗器械、机器人技术等方面。
六、能源材料随着全球化的推动，人们对能源消耗的需求越来越高。
较清洁的能源技术得到了越来越多的关注。
例如，太阳能、风能等不仅可以代替化石燃料，而且可以通过研究新型的材料设计来提高效率。
因此，对能源材料的研究和开发显得尤为重要。
总之，随着现代高科技的发展，化学与材料科学的前沿研究和发展已经成为了科技创新的重要推动力量。
掌握先进的化学和材料科学知识，将有助于科学家们开发新的材料，解决环保问题，促进工业的可持续发展。
化学与材料工程职业发展规划
化学与材料工程职业发展规划随着科技的进步和社会的发展，化学与材料工程行业日益重要。
化学与材料工程的职业发展规划涉及到个人的职业路径选择、技能培养和职业发展前景等方面。
本文将详细探讨化学与材料工程职业发展的规划和建议。
一、行业现状和前景展望化学与材料工程行业是与人们的日常生活密切相关的行业，涉及到从新材料的研发制备到化工产品的生产以及环境保护等多个方面。
随着科技的进步，对新材料的需求不断增加，促使了化学与材料工程行业的快速发展。
当前，化学与材料工程行业的发展呈现以下几个趋势：1. 新材料的涌现：随着科技和经济的发展，对新材料的需求越来越大。
在新能源、新材料、生命科学等领域，新材料的研发具有广阔的前景。
2. 环保意识的增强：社会对于环保的关注度日益提高，化学与材料工程行业也逐渐向低碳、环保方向发展。
在绿色生产技术、废弃物处理等方面，有着广阔的发展空间。
3. 创新驱动：科技创新对于化学与材料工程行业的发展至关重要。
在新材料的开发和制备、高效能源的开发利用等方面，需要不断进行技术突破和创新。
综上所述，化学与材料工程行业的前景广阔，但竞争同样激烈。
因此，制定职业发展规划，不断学习和提高自己的专业素养至关重要。
二、职业发展规划建议1. 职业定位：在职业发展的初期，建议从事相关领域的实习或助理工作，以增加实践经验。
根据个人的兴趣和优势，可以选择从事材料合成与制备、工艺优化、质量控制、环境保护等方向的工作。
2. 学历提升：化学与材料工程行业对于学历的要求较高，建议在大学本科阶段就开始准备考研或出国留学，争取获得硕士或博士学位，以增加自己的竞争力。
3. 技能培养：化学与材料工程行业对于专业知识和实践经验的要求较高。
除了在学校系统学习专业知识外，还建议积极参加各类科研项目和实验室实践，增加实践经验。
4. 学习能力和终身学习：化学与材料工程行业创新迅速，需要不断学习和跟进最新的科技进展。
培养自己的学习能力，提高自己的终身学习意识，保持对新知识的敏感性。
化学与材料工程职业发展规划
化学与材料工程职业发展规划化学与材料工程职业发展规划化学与材料工程是一门与人们生活息息相关的学科，它涉及到化学反应、材料合成及应用等方面。
在当今科技快速发展的时代，化学与材料工程的职业前景备受瞩目。
本文将探讨化学与材料工程的职业发展规划。
一、行业现状与趋势1.1 行业现状化学与材料工程行业是一个广泛而庞大的行业，涉及到许多领域，如石化、医药、环保、新能源等。
它对于推动社会发展、改善人民生活起到了重要的作用。
1.2 行业趋势随着经济的快速发展和科技的不断进步，化学与材料工程行业也在实现着快速增长。
新能源技术、环保技术、生物医药方面的研究日益活跃，为行业带来了无限的发展机遇。
同时，人们在对生活质量要求提高的同时，对新材料的需求也日益增长。
因此，化学与材料工程行业的发展前景广阔。
二、职业发展路径与技能要求2.1 职业发展路径在化学与材料工程职业发展中，可以选择从事研究、开发、生产与管理等不同层面的工作。
具体的职业发展路径可以如下所示：A. 研究员：从事化学与材料工程领域的基础研究，推动科技创新。
B. 开发工程师：参与新材料的合成与改性，开发具有特殊功能与性能的材料。
C. 生产经理：负责管理生产线，确保产品的质量与生产效率。
D. 销售工程师：将化学与材料产品推广到市场，了解客户需求并提供解决方案。
E. 环境工程师：从事环境污染治理与资源回收等工作，推动可持续发展。
2.2 技能要求在化学与材料工程职业发展中，需要具备以下技能：A. 扎实的专业知识：需要掌握化学与材料工程的相关理论与实践知识，了解行业的最新动态。
B. 分析与解决问题的能力：能够对复杂的问题进行分析并提出解决方案。
C. 沟通与团队协作能力：能够与团队成员、客户等有效沟通，协作解决问题。
D. 创新思维：具备创新意识，能够不断提出新的理念与创意。
E. 学习能力与适应能力：由于科技的快速发展，需要不断学习新知识，适应行业的变化。
三、职业发展规划与建议3.1 职业目标设定为了在化学与材料工程行业有一个明确的职业发展规划，需要设定职业目标。
化学领域的科学突破与发展
化学领域的科学突破与发展化学作为一门自然科学，一直以来都在不断地发展与创新。
从过去对物质性质的观察与实验，到现在的分子模拟与合成设计，化学领域不断取得了众多的科学突破。
本文将重点讨论化学领域的科学突破与发展，并对这些突破的应用前景进行展望。
一、新型材料的研发随着科技的进步，我们对材料的需求也越来越高。
化学领域通过不断研发新材料，为解决各种问题提供了可能。
聚合物材料、纳米材料、功能材料等的研究及应用，使得我们在能源储存、环境污染治理、医疗健康等方面取得了突破性的进展。
例如，聚合物材料在可再生能源方面的应用非常广泛。
通过调控材料的结构，研究人员成功地开发出高效并稳定的聚合物太阳能电池，具备了更高的能量转换率和较长的使用寿命，为可再生能源的开发利用提供了可行的解决方案。
二、催化剂的设计与改进催化剂在化学领域中具有重要作用，能够加速化学反应的速率、选择性和效率。
近年来，研究人员通过理论计算和实验手段，不断改进催化剂的设计和制备方法，开发出更高效、环保和可持续发展的催化剂。
以金属有机骨架材料（MOFs）为例，其由有机配体和金属离子组成，形成一种多孔晶体结构。
这些催化剂具有巨大的表面积和丰富的活性位点，能够提供良好的催化性能。
例如，研究人员利用MOFs材料设计制备出高效的二氧化碳捕捉和转化催化剂，为解决气候变化和清洁能源等问题提供了新的途径。
三、纳米技术的突破纳米技术作为当代化学领域的热门话题，涉及到材料的结构与性能在纳米尺度下的研究与应用。
通过精密的合成方法和精确的控制手段，研究人员能够制备出具有特殊功能和性能的纳米材料。
纳米技术在能源、环境、医疗等领域的应用潜力巨大。
例如，纳米材料的电催化性能优于传统材料，能够有效提高能源转换效率。
此外，纳米材料的特殊表面活性还使其在环境污染治理中具有显著的优势。
纳米技术还在医疗领域引起了广泛关注，如纳米药物的制备和靶向治疗等，为精准医疗带来了新的希望。
综上所述，化学领域在科学突破与发展方面取得了丰硕的成果。
有机化学与新材料
有机化学与新材料近年来，有机化学和新材料领域的研究取得了显著的进展。
有机化学作为化学科学的一个重要分支，研究有机物的结构、性质和合成方法，为新材料的研发提供了重要的基础。
本文将探讨有机化学与新材料之间的关系，以及它们在日常生活和工业中的应用。
第一部分：有机化学的基础有机化学是研究碳元素化合物的科学。
自20世纪以来，有机化学家们通过对有机化合物的研究和合成，不断拓展了人类对于化学世界的认识。
有机化学的基础理论主要包括结构理论、键理论、反应机理等。
有机化合物具有多样性的结构和性质，包括烃类、醇类、酮类、醚类等。
这些有机化合物广泛存在于自然界中，同时也是药物、染料、塑料等许多日常消费品和工业原料的基础。
第二部分：新材料的发展与应用随着科学技术的不断进步，传统材料已经不能满足人们对于各种性能的要求，新材料的研发便成为当前科研的热点之一。
新材料是现代科学技术的产物，它通常具有新颖的结构、独特的性质和广泛的应用前景。
新材料的研发往往离不开有机化学的支持。
有机化学为研究人员们提供了丰富的有机合成方法，使得他们能够合成出具有特定性质的有机化合物。
这些有机化合物可以作为新材料的基础组分，通过进一步的改性和组装，制备出具备特定功能和性能的新材料。
新材料的应用广泛涵盖了诸多领域，包括汽车工业、航空航天、电子技术、医疗保健等。
比如，高分子材料是一类基于有机化合物的新材料，其具有轻质、强度高、可塑性好的特点，在汽车制造和航空工业中得到广泛应用。
此外，有机太阳能电池、有机发光二极管等新型电子材料也是有机化学与新材料的结合产物。
第三部分：有机化学与新材料的未来发展有机化学和新材料领域的发展前景广阔。
随着对于环境保护和可持续发展的需求日益增强，绿色合成和可降解材料成为有机化学和新材料研究的重要方向。
这些新的研究方向旨在开发出更加环境友好且具有可持续性的化学合成方法和材料。
此外，有机化学和新材料领域的交叉研究也将成为未来的趋势。
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a．冰晶石 b．氧化铝 c．铝锭 d．硫酸铝
[解析] Al2O3的熔、沸点很高，但电解必须在熔融状 态下进行，故用冰晶石降低Al2O3的熔化温度；阴、阳极 材料只起导电的作用，不参与电极反应，选用石墨；电解 时，阳极发生氧化反应，生成的O2与石墨反应而不断消耗； 最能体现节能减排思想的是通过物理变化的方式将废旧铝 材回收利用．
高分子药物，高吸水性树脂，微胶囊等．
由于金属的化学活动性不同，金属离子得到电子还 原成金属原子的能力也就不同，因此冶炼不同的金属必 须采用不同的冶炼方法.
金属活动
Cu (H) PbSn Al Mg Na
Au Pt Ag Hg
性反顺序
Fe Zn
Ca K
冶炼方法 直接开采 热分解法 热还原法 电解法
1．热分解法 适用于冶炼金属活动性较差的金属，如汞和银：
. 2.热还原法
用还原剂(C、CO、H2、Al等)还原金属氧化物，适合于金 属活动性介于Al～Cu之间的大多数金属的冶炼(不包括Al) 如：
若这类金属以硫化物或碳酸盐的形式存在时，应首先将 其转化成氧化物后再还原，如：
3．电解法 适合冶炼金属活动性很强的金属(一般是在金属活 动性顺序中铝及排在铝前边的金属)．例如：
2Al(OH)3
Al2O3＋3H2O，
2Al2O3950～970℃
4Al ＋3O2↑ (加入少量冰
晶石和少量萤石降低Al2O3的熔点)．
4．金属的腐蚀与防护 (1)电化学腐蚀
吸氧腐蚀
析氢腐蚀
条件
电解质溶液酸性很弱或呈中 电解质溶液呈酸性
性
负极
Fe－2e－ === Fe2＋
电 极
正极 O2＋4e－＋2H2O === 4OH－ 2H＋＋2e－ === H2↑↑
反 总 2Fe＋O2＋2H2O === 应反
应
2Fe(OH)2
Fe＋2H＋ === Fe2＋ ＋H2↑↑
(2)金属防护 ①牺牲阳极的阴极保护法 较活泼金属作 负极，被保护金属作 正 极用导线连接，形 成原电池． ②外加电流的阴极保护法 利用电解原理，使被保护金属作 阴 极． ③涂层法 在金属表面涂上油漆或镀上一层不易腐蚀的金属等．
化学与材料的发展
【考纲下载】 1．了解社会发展和科技进步对材料的要求．了解化学对材
料科学发展的促进作用． 2．了解金属材料、无机非金属材料、高分子合成材料、复
合材料和其他新材料的特点，了解有关的生产原理． 3．了解用化学方法进行金属材料表面处理的原理． 4．了解我国现代材料研究和材料工业的发展情况．了解新
水硬性
成型等优点 软化
【注意】 ①陶釉料中主要含有一些金属及金属氧化物，
如红色Cu2O. ②石膏的作用是调节水泥硬化速度．
2．新型无机非金属材料 (1)SiC：俗称 金刚砂 ，硬度大，耐高温，用作航天器的涂
层，工业上制备方程式为
SiO2＋3C
SiC＋2CO↑ .
(2)氮化硅：熔点高，硬度大，制备方法 3SiCl4＋2N2＋6H2 === Si3N4＋12HCl.
黏土
纯碱、石灰石和石英 黏土和石灰石 石膏(辅助原料)
主要 设备
玻璃熔炉
水泥回转窑
生产 过程
混干冷和燥却、、成烧型结、、原中缓料强冷粉热碎、，澄玻清璃、熔成炉型、高料研通温，成硅煅再粉酸烧加末盐得石得水熟膏普泥
陶瓷
玻璃
水泥
反 复杂的 复杂的物理、化学变化，主要 复杂的
应 物理、 反应 Na2CO3＋SiO2
原 化学变 Na2SiO3＋CO2↑CaCO3＋SiO2
理化
CaSiO3＋CO2↑物理来自 化学变化陶瓷
玻璃
水泥
主要 成分
硅酸盐
Na2SiO3·CaSiO3·4SiO 2(Na2O·CaO·6SiO2)
3CaO·SiO22C aO·SiO23CaO ·Al2O3等
抗氧化、抗酸 玻璃态物质，没有
主要 碱腐蚀、耐高 固定的熔点，在一 性能 温、绝缘、易 定温度范围内逐渐
(2009·山东高考)金属铝的生产是以Al2O3为原料， 在熔融状态下进行电解：
请回答下列问题： (1)冰晶石(Na3AlF6)的作用是_____________________． (2)电解生成的金属铝是在熔融液的________(填“上层” 或“下层”)．
(3)阴极和阳极均由________材料做成；电解时不断 消耗的电极是________(填“阳极”或“阴极”)．
材料的发展方向．
【考情上线】 1．传统无机非金属材料的生产原理、原料、主要成分、
特性及应用． 2．新型无机非金属材料的性能与应用． 3．金属的冶炼、腐蚀与防护． 4．炼铁、炼钢、炼铝的冶炼原理与生产． 5．合成高分子材料及其结构特点与性质．
一、无机非金属材料 1．传统硅酸盐材料
陶瓷
玻璃
水泥
主要 原料
[答案] (1)降低Al2O3的熔化温度 (2)下层 (3)碳素(或石墨) 阳极 (4)c
(2)原理：高温下用氧化剂将过多的碳及其他杂质除去，再
添加Si、Mn、Al等其他合金元素作脱氧剂，调整钢水成
分．发生反应：2C＋O2
2CO， 2Fe＋O2
FeO ，
FeO＋C === Fe＋CO，FeS＋CaO === CaS＋FeO
(3)设备： 炼钢炉 ．
3．炼铝 (1)原料： 铝土矿 ．
(2)原理：Al2O3＋2NaOH === 2NaAlO2＋H2O， NaAlO2＋CO2＋2H2O === Al(OH)3↓＋NaHCO3，
(3)硅：用作 半导体 材料．制备方法： ，
， .
二、金属材料
1．炼铁 (1)原料：铁矿石，主要成分：磁铁矿 Fe3O4 、赤铁矿 Fe2O3 .
(2)反应原理：
.
(3)主要设备： 炼铁高炉 ．
2．炼钢
(1)目的：降低 含碳 量，除 P、S 等元素，调节Si、Mn、Cr、
Ni、W等元素的含量．
三、高分子材料 1．塑料制品结构和性能 (1)线型高分子：分子呈 长链 状，可溶于有机溶剂，受热
软化 ，熔融，有 热塑 性． (2)体型高分子：高分子链之间形成化学键产生交联，形
成立体网状 结构．不易溶于有机溶剂，受热不熔化， 有 热固 性．
2．性能优异的合成材料 (1)塑料的改性
①填充改性，②共混改性，③共聚改性． (2)功能高分子材料，如离子交换树脂，能导电的高分子，