传统无机非金属材料:
硅酸盐产品 |
水泥 |
玻璃 |
陶瓷 |
主要设备 |
水泥回转窑 |
玻璃熔炉 |
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原料 |
石灰石、石膏和黏土 |
纯碱、石灰石、石英 |
黏土 |
反应原理 |
复杂的物理,化学变化 |
Na2CO3+SiO2Na2SiO3+CO2↑ CaCO3+SiO2CaSiO3+CO2↑ |
复杂的物理,化学变化 |
主要成分 |
2CaO·SiO2 3CaO·SiO2 3CaO·Al2O3 |
Na2O·CaO·6SiO2 |
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特性 |
水硬性 |
非晶体、无固定熔点,在一定温度范围内软化可制成各种形状 |
抗氧化、抗酸碱腐蚀、耐高温、绝缘 |
共同特点 |
①都用含硅的物质作原料 ②反应条件都是高温 ③都发生复杂的物理、化学变化 ④冷却后都生成成分复杂的硅酸盐 |
几种玻璃的特性和用途:
种类 |
特性 |
用途 |
普通玻璃 |
熔点较低 |
窗玻璃、玻璃瓶等 |
石英玻璃 |
膨胀系数小、耐酸碱、强度大、滤光 |
化学仪器;高压水银灯、紫外灯的灯壳等 |
光学玻璃 |
透光性能好、有折光和色散性 |
眼镜片;照相机、显微镜、望远镜用凹凸透镜等光学仪器 |
玻璃纤维 |
耐踌蚀、不怕烧、不导电、不吸水、隔热、吸声、防虫蛀 |
太空飞行员的衣服等 |
钢化玻璃 |
耐高温、耐腐蚀、强度大、质轻、抗震裂等 |
运动器材;汽车、火车窗玻璃等 |
有色玻璃 |
加入金属氧化物 红色:Cu2O 蓝色:Co2O3 |
工艺品、窗玻璃等 |
无机非金属材料:
1.无机非金属材料的分类:
2.无机非金属材料的定义:
最初,无机非金属材料主要是指硅酸盐材料,所以,硅酸盐材料也称为传统无机非金属材料。随着科学和生产技术的发展,以及人们生活的需要,一些具有特殊结构、特殊功能的新材料被相继研制出来,如半导体材料、超硬耐高温材料、发光材料等,我们称这些材料为新型无机非金属材料。
大气污染:
(1)大气污染源:颗粒物、硫的氧化物、氮的氧化物、CO 碳氢化合物、氟氯代烷
(2)大气污染危害:危害人体健康、影响动植物的生长、严重时会影响地球的气候
(3)全球性三大环境问题:酸雨、臭氧层受损、温室效应
①酸雨:正常雨水:PH约为5.6 酸雨:PH小于5.6 我国为硫酸型酸雨,烧煤炭造成
硫酸型:硫的氧化物转化 SO
2+H
2O=H
2SO
3 2H
2SO
3+O
2=2H
2SO
4 大气中烟尘和O
3作催化剂
硝酸型:氮的氧化物转化 3NO
2+H
2O=2HNO
3+NO↑
②臭氧层:自然界的臭氧90%集中在距地面15-50km的大气平流层中 吸收自太阳的大部分紫外线
引起臭氧层受损物质 氟氯代烷(致冷剂)、哈龙(含溴的灭火剂)、CCl
4、N
2O、NO、核弹爆炸产物
保护臭氧层公约:《保护臭氧层维也纳公约》 《关于消耗臭氧层物质的蒙特利尔议定书公约》
③温室效应:太阳短波辐射可以透过大气射入地面,而地面增暖后放出的长短辐射却被大气中的二氧化碳等物质所吸收,从而产生大气变暖的效应
温室效应后果:荒漠将扩大,土地侵蚀加重,森林退向极地,旱涝灾害严重,雨量将增加7-11%;温带冬天更湿,夏天更旱;热带也将变得更湿,干热的副热带变得更干旱,两极冰块将熔化,使海平面上升1米多,引起厄尔尼诺现象
引起温室效应的物质:CO
2、CH
4、N
2O、氟氯代烷
改善大气质量:
①减少煤等化石燃料燃烧产生污染:改善燃煤质量、改进燃烧装置、技术和排烟设备、发展洁净煤技术和综合利用、调整和优化能源结构
煤的综合利用: 煤的的干馏、煤的气化、煤的液化
煤的气化 C+H
2O(g)=CO+H
2 煤的液化 CO+2H
2→CH
3OH
煤的脱硫 2CaCO
3+O
2+2SO
2=2CaSO
4+2CO
2 ②减少汽车等机动车尾气污染
尾气污染(占大气污染排出总量的40-50%):CO、NO
2、NO、碳氢化合物
使用无铅汽油:四乙基铅作抗爆震剂,铅对神经系统损害大
尾气系统加催化转化器:前半部 2CO+2NO
2CO
2+N
2 后半部 2CO+O
22CO
2 C
7H
16+11O
27CO
2+8H
2O
燃料和能源:
1.能源的分类:
2.各种能源的特点:
(1)传统燃料。柴草是农村使用的重要能源,但它的利用率低,且污染严重。
(2)化石燃料。这是人们目前使用的主要能源,它们的蕴藏量有限,而且不能再生,最终会枯竭,属于不可再生能源。
(3)新能源。新能源来源丰富,多数可以再生,没有污染或污染很小,所以可能成为未来的主要能源,但它们也有自己的缺点,如太阳能的能量密度低,使用成本高;氢能储仔、运输困难;风能不稳定,受地区、季节、气候的影响大。
3.我国的能源状况
(1)能源种类。我国的能源种装有化石燃料、水能和核能,其中化石燃料和水能的人均值太低,核能—一铀已探日月的储量很低,仅够4000万干瓦核电站运行 30年。
(2)我国能源的总消费量和人均消费量从改革开放以来~直到1995年逐年增加,从1995年开始有减少的趋势。
(3)我国能源利用率低,只有9%,能源节约的空间很大。
4.使用化石燃料的利弊及新能源的开发
(1)燃料充分燃烧的两个条件:
①要有足够的空气;
②燃料与空气要有足够大的接触面积。
(2)重要的化石燃料:煤、石油、天然气
(3)煤作燃料的利弊问题:
①煤是重要的化工原料;
②煤直接燃烧时产生SO2等有毒气体和烟尘,对环境造成严重污染;
③煤作为固体燃料,燃烧反应速率小,热利用率低,且运输不方便;
④可以通过清洁煤技术,如煤的液化和气化以及实行烟气净化脱硫等,大大减少燃煤对环境造成的污染,提高煤燃烧的热利用率。
(4)新能源的开发:
①调整和优化能源结构,降低燃煤在能源结构中的比率,节约油气资源,加强科技投入,加快开发新能源等;
②现在正在探索的新能源有太阳能、地热能、海洋能、生物质能、风能和氢能等。