【公开课】无机非金属材料++第一课时++课件高一下学期化学人教版（2019）必修第二册

第三节无机非金属材料课程学习目标认识新型非金属材料的应用3认识硅和二氧化硅的性质及应用2认识传统无机非金属材料的原料、成分和应用1导入这些地标建筑可能会用到哪些材料，列举一下。新课展示材料是人类赖以生存和发展的物质基础。金属材料非金属材料无机非金属材料金属材料高分子材料：传统无机非金属材料新型无机非金属材料塑料、合成橡胶、合成纤维陶瓷，玻璃，水泥硅和SiO2，新型陶瓷，碳纳米材料非金属材料传统非金属材料新型非金属材料非金属材料1、性能和优点具有耐高温、抗腐蚀、硬度高等特点，以及特殊的光学、电学等性能。2、分类一、传统非金属材料传统非金属材料多为硅酸盐材料，包括陶瓷、玻璃、水泥三大类。硅酸盐的结构硅氧四面体结构决定了硅酸盐材料大多具有硬度高、难溶于水、耐高温、耐腐蚀等特点。1、陶瓷陶瓷原料历史应用黏土

(含水的铝硅酸盐)青花瓷、唐三彩China瓷都

生产建筑材料、绝缘材料、日用器皿、卫生洁具等2、玻璃玻璃成分原料应用Na2SiO3、CaSiO3、SiO2纯碱、石灰石和石英砂生产建筑材料、光学仪器、制造玻璃纤维用于高强度复合材料等SiO2玻璃的生产以纯碱、石灰石和石英砂为原料，经混合、粉碎，在玻璃窑中熔融，发生复杂的物理和化学变化而制得的。SiO2

+

Na2CO3

Na2SiO3

+

CO2↑SiO2+CaCO3CaSiO3+CO2↑高温高温硅酸钙硅酸钠硅酸钠(Na2SiO3)

白色固体，具有黏合性，可溶于水。是制备硅胶和木材防火剂等的原料。Na2SiO3水溶液俗称：

水玻璃Na2SiO3不同性能的玻璃3、水泥黏土石灰石水泥原料应用条件高温煅烧制作混凝土、大量用于建筑和水利工程。石膏的作用：调节水泥硬化速率水泥、沙子、碎石和水二、新型非金属材料满足科技发展的需要，应用于高端领域1、硅在自然界的存在原子结构示意图周期表中位置含量存在形态地壳中居第____位________________

__________________二氧化物硅酸盐第三周期第ⅣA族1、硅硅是一种亲氧元素，在自然界总是与氧相互结合以化合态存在单质的导电性：介于导体与绝缘体之间处于金属与非金属的过渡位置自然界的硅：不存在单质硅高纯硅的制备工业上制备高纯硅，一般需要先制得纯度为98%左右的粗硅，再以其为原料制备高纯硅。例如，可以将粗硅转化为三氯硅烷(SiHCl3)，再经氢气还原得到高纯硅。①

SiO2+2CSi+2CO↑18000C~20000C②

Si+3HClSiHCl3+H23000C③

SiHCl3+H2Si+3HCl11000C硅的用途半导体材料硅晶片用于生产芯片二氧化硅的性质纯净的二氧化硅晶体，是一种坚硬、脆、不溶于水的无色透明的固体一、物理性质二、化学性质SiO2

属于酸性氧化物，具有酸性氧化物的通性①SiO2

不溶于水，不与水反应②SiO2

可与碱性氧化物反应SiO2+CaO

CaSiO3高温③SiO2

可与强碱反应SiO2

+2NaOH

Na2SiO3

+H2O有粘性❒实验室盛装NaOH溶液的试剂瓶用橡胶塞而不用玻璃塞，你知道为什么吗?思考玻璃中的SiO2与NaOH溶液反应生成有粘性的Na2SiO3，使瓶塞与瓶口粘在一起而难以打开。（提示：玻璃中含有SiO2）你知道玻璃上的图案是如何刻上去的吗？与氢氟酸HF反应——常用于雕刻玻璃

SiO2+4HF＝SiF4↑+2H2O特性：❒氢氟酸能保存在玻璃瓶中吗？思考不能，应保存在塑料瓶中。光导纤维石英坩埚玛瑙水晶SiO2的用途建筑材料玻璃沙子光导纤维难溶于水溶解度很小，是一种弱酸，酸性弱于碳酸，不能使指示剂变色——硅酸(H2SiO3)1、物理性质【拓展】硅胶用途：做干燥剂——硅酸(H2SiO3)2、化学性质【拓展】3、制备不稳定性H2SiO3

=SiO2+H2O▲原理：强酸制弱酸Na2SiO3+2HCl=H2SiO3

(胶体)+2NaClNa2SiO3+CO2+H2O=

H2SiO3(胶体)+Na2CO33、新型陶瓷

碳化硅（SiC）俗称金刚砂，其中的碳原子和硅原子通过共价键连接，具有类似金刚石的结构，硬度很大，可用作砂纸和砂轮的磨料。高温结构陶瓷透明陶瓷压电陶瓷超导陶瓷新型陶瓷

碳纳米材料是近年来人们十分关注的一类新型无机非金属材料，主要包括富勒烯、碳纳米管、石墨烯

等。

在能源、信息、医药等领域有着广阔的应用前景。4、碳纳米材料——富勒烯碳纳米材料

C60是富勒烯的代表物。

C60的发现为纳米科学提供了重要的研究对象，开启了碳纳米材料研究和应用的新时代。富勒烯是由碳原子构成的一系列笼形分子的总称。——碳纳米管碳纳米材料

碳纳米管的比表面积大，有相当高的强度和优良的电学性能，可用于生产复合材料、电池和传感器等。碳纳米管可以看成是由石墨片层卷成的管状物，具有纳米尺度的直径。——石墨烯碳纳米材料

作为一种具有优异性能的新型材料，石墨烯在光电器件、超级电容器、电池和复合材料等方面的应用研究正在不断