无机非金属课件高一下学期化学人教版

无机非金属材料第2课时1.认识二氧化硅的存在、性质和用途。2.知道常见的无机非金属材料的类型，结合实例认识无机非金属材料的组成、性能及应用的联系。3.了解碳纳米材料的类别、结构特点、性能与用途。二氧化硅1.存在二氧化硅的俗名为硅石，天然二氧化硅分为结晶形和无定形。二氧化硅结晶形SiO2：石英无定形SiO2：硅藻土水晶：无色透明玛瑙：具有彩色环带状或层状水晶玛瑙2.结构与物理性质(1)结构：二氧化硅晶体的基本结构是以硅原子为中心，氧原子在四面体的4个顶角上，而这些四面体上又通过顶角的氧原子相连接。即每个硅原子与周围的4个氧原子结合，每个氧原子与2个硅原子结合，实际上，SiO2晶体是由Si原子和O原子按1:2的比例所组成的立体网状结构的晶体。SiO二氧化硅2.结构与物理性质(2)物理性质：纯净的二氧化硅是无色透明的，其熔沸点高、硬度大、不溶于水、也不导电。二氧化硅3.化学性质二氧化硅的化学性质不活泼，在通常情况下，不与水、酸（氢氟酸除外）发生化学反应。①与碱反应生成盐和水：SiO2+2NaOH=Na2SiO3+H2O②与碱性氧化物反应生成盐：SiO2+CaOCaSiO3高温(2)弱氧化性（与碳反应）：SiO2+2CSi+2CO↑高温(1)酸性氧化物的通性：二氧化硅3.化学性质二氧化硅的化学性质不活泼，在通常情况下，不与水、酸（氢氟酸除外）发生化学反应。(3)与某些盐反应：SiO2+Na2CO3Na2SiO3+CO2↑高温SiO2+CaCO3CaSiO3+CO2↑高温(4)特性（与氢氟酸反应）：SiO2+4HFSiF4↑+2H2O二氧化硅4.用途(1)水晶可用于制造电子工业的重要部件、光学仪器和工艺品。(2)SiO2可用于制造光导纤维。(3)石英玻璃常用来制造耐高温的化学仪器。(4)石英砂常用作玻璃原料和建筑材料。光导纤维石英砂玻璃仪器二氧化硅化学性质①与碱反应生成盐和水：SiO2+2NaOH=Na2SiO3+H2O(1)酸性氧化物的通性：②与碱性氧化物反应生成盐：SiO2+CaOCaSiO3高温(2)弱氧化性（与碳反应）：SiO2+2CSi+2CO↑高温(3)与某些盐反应：SiO2+Na2CO3Na2SiO3+CO2↑高温SiO2+CaCO3CaSiO3+CO2↑高温(4)特性（与氢氟酸反应）：SiO2+4HFSiF4↑+2H2O二氧化硅1.下列物质：①氢氟酸；②浓硫酸；③烧碱溶液；④Na2CO3固体；⑤氧化钙；⑥浓硝酸。其中在一定条件下能与SiO2反应的有（）A．①③④⑤B．②③⑥C．①②⑥D．全部二氧化硅【答案】A【解析】二氧化硅与氢氟酸反应生成四氟化硅与水，①正确；二氧化硅不与氢氟酸以外的酸反应，即不与浓硫酸、浓硝酸反应，②⑥错误；二氧化硅与烧碱溶液反应生成硅酸钠与水，③正确；二氧化硅与Na2CO3固体在高温条件下反应生成硅酸钠与二氧化碳，④正确；二氧化硅与氧化钙在高温时反应生成硅酸钙，⑤正确；综上所述，A正确。二氧化硅CO2与SiO2的比较物质CO2SiO2主要存在环境化学式意义不能表示SiO2分子，仅表示Si、O原子个数比为1:2物理性质熔、沸点低，常温下是气体，能溶于水硬度大、熔点高的固体，不溶于水用途人工降雨饰品、光导纤维、建筑材料空气中岩石、石英、沙子和硅藻土可表示CO2分子的组成二氧化硅物质CO2SiO2与水反应与酸反应与NaOH反应与CaO反应与某些盐反应与碳反应CO2与SiO2的比较CO2+H2O⇌H2CO3不反应CO2+2NaOH=Na2CO3+H2OCO2+CaO=CaCO3CO2+Na2CO3+H2O=2NaHCO3CO2+C2CO高温不反应SiO2+4HF=SiF4↑+2H2OSiO2+2NaOH=Na2SiO3+H2OSiO2+CaOCaSiO3高温SiO2+Na2CO3Na2SiO3+CO2↑高温SiO2+2CSi+2CO↑高温二氧化硅新型陶瓷、碳纳米材料1.新型陶瓷新型陶瓷在组成上不再限于传统的硅酸盐体系，具有特殊功能的陶瓷材料迅速发展，一系列如高温结构陶瓷、压电陶瓷、透明陶瓷和超导陶瓷等新型陶瓷相继问世，在光学、热学、电学、磁学等方面具有很多新的特性和功能，进一步拓展了陶瓷的应用领域。1.新型陶瓷碳化硅(SiC)俗称金刚砂，是一种常见的新型陶瓷。SiC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。碳化硅还具有优异的高温抗氧化性能，使用温度可达1600℃，大大超过了普通金属材料所能承受的温度，可用作耐高温结构材料、耐高温半导体材料等。耐高温的碳化硅陶瓷轴承SiC四面体结构示意图新型陶瓷、碳纳米材料1.新型陶瓷高温结构陶瓷一般用碳化硅、氮化硅或某些金属氧化物等在高温下烧结而成，具有耐高温、抗氧化、耐腐蚀等优良性能。与金属材料相比，更能适应严酷的环境，可用于火箭发动机、汽车发动机和高温电极材料等。新型陶瓷、碳纳米材料拓展拓展压电陶瓷主要有钛酸盐和锆酸盐等，能实现机械能与电能的相互转化。可用于滤波器、扬声器、超声波探伤器和点火器。1.新型陶瓷新型陶瓷、碳纳米材料1.新型陶瓷透明陶瓷主要有氧化铝、氧化钇等氧化物透明陶瓷和氮化铝、氟化钙等非氧化物透明陶瓷，具有优异的光学性能，耐高温，绝缘性好。可用于高压钠灯、激光器和高温探测窗。超导陶瓷在某一临界温度下电阻为零，具有超导性，可用于电力、交通、医疗等领域。超导陶瓷可应用于磁悬浮技术新型陶瓷、碳纳米材料拓展2.碳纳米材料用C60作车轮的“纳米汽车”电子显微镜下放大30万倍的碳纳米管动力电池超轻海绵使用了石墨烯材料的动力电池和超轻海绵新型陶瓷、碳纳米材料2.碳纳米材料材料概念性能用途由碳原子构成的一系列笼形分子的总称由石墨片层卷成的管状物，具有纳米尺度的直径比表面积大，有相当高的强度和优良的电学性能石墨烯电阻率低、热导率高，具有很高的强度光电器件、超级电容器、电池、复合材料等富勒烯碳纳米管制碳纳米材料生产复合材料、电池和传感器等只有一个碳原子直径厚度的单层石墨新型陶瓷、碳纳米材料1.新型陶瓷碳化硅(SiC)俗称金刚砂、高温结构陶瓷、压电陶瓷、透明陶瓷和超导陶瓷等。2.碳纳米材料富勒管、碳纳米管、石墨烯等。新型陶瓷、碳纳米材料1.我国及美国、日本等国家已研制出了一种陶瓷柴油机。这种柴油机的发动机部件的受热面使用一种耐高温且不