5.3 无机非金属材料-【化学优课PPT】高中化学必修第二册同步PPT课件（人教版2019）

第五章 化工生产中的 第三节 无机非金属材料 人教版必修第二册 主讲人：X X X 重要非金属 1 新课引入 新 课 引 入 材料是人类赖以生存和发展的物质基础，人类使用的材料除了金属材料，还有无机非金属材料等。从组成上看，许多无机非金属材料含有硅、氧等元素，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。随着工业生产和社会发展对材料性能要求的提高，一批新型无机非金属材料相继诞生，成为航空、航天、信息和新能源等高技术领域必需的材料。 玻璃 陶瓷 航空航天 高铁 步兵战车应用了一种新型材料的发动机-------绝热陶瓷发动机，可使其不易被红外探测器发现并被红外制导武器所摧毁。那么你知道这种陶瓷在化学上属于什么材料吗？ 新 课 引 入 新课讲解 学习目标与核心素养 1、了解并掌握硅、二氧化硅的性质，了解二者在生产、生活中的应用。 2、根据无机非金属材料在生产、生活中的应用来研究材料的性能及应用，认识到材料对生产、生活的影响。 1、通过对硅及化合物的学习培养学生论据推理与模型认知的化学核心素养。 2、通过对无机非金属材料的了解，深刻认识化学对社会可持续发展的重要的作用，培养学生科学态度和社会责任的化学核心素养。 学习目标 核心素养 一、 硅酸盐材料 1、无机非金属材料 无机非金属材料 含有元素 硅、氧、碳等元素 无机性能 耐高温、抗腐蚀、硬度高 特殊的光学、电学等性能 应用 日常生活应用 航空、航天领域 信息领域 新能源领域 2、传统无机非金属材料 陶瓷 玻璃 水泥 一、 硅酸盐材料 以含硅物质为原料，经加工制得硅酸盐产品的工业称为硅酸盐工业。如制造水泥、玻璃、陶瓷等产品的工业都属硅酸盐工业。 在硅酸盐中，Si和O构成了硅氧四面体。每个Si结合4个O， Si在中心，O在四面体的4个顶角；许多这样的四面体还可以通过顶角的O相互连接，每个O为两个四面体所共有，与2个Si相结合。硅氧四面体结构的特殊性，决定了硅酸盐材料大多具有硬度高、熔点高、难溶于水、化学性质稳定、耐腐蚀等特点。 资 料 卡 片 硅酸盐的结构 硅氧四面体结构示意图 SiO2 陶瓷 原料 历史 应用 黏土(主要成分为含水的铝硅酸盐) 青花瓷、唐三彩 生产建筑材料、 绝缘材料、 日用器皿、 卫生洁具等 China 反应条件 高温烧结 瓷都 一、 硅酸盐材料 2、传统无机非金属材料 10 玻璃 原料 工业设备 应用 纯碱、石灰石和石英砂 玻璃窑 主要成分 生产建筑材料、 光学仪器、 各种器皿， 制造玻璃纤维用于高强度复合材料等 Na2SiO3 、CaSiO3、SiO2 一、 硅酸盐材料 2、传统无机非金属材料 11 普通玻璃是以纯碱、石灰石和石英砂为原料，经混合、粉碎，在玻璃窑中熔融，发生复杂的物理变化和化学变化而制得。你能写出发生反应的化学方程式吗? 思考与交流 SiO2+Na2CO3 Na2SiO3+CO2↑ 反应化学方程式 SiO2+CaCO3 CaSiO3+CO2↑ 12 资 料 卡 片 生产中采用不同的原料和工艺，可以制得多种具有不同性能和用途的玻璃。例如，用含有铅的原料制造的光学玻璃，透光性好，折射率高，可以用来制造眼镜、照相机和光学仪器的透镜；加入硼酸盐制成耐化学腐蚀、耐温度急剧变化的玻璃，可用于实验室使用的玻璃仪器；加入一些金属氧化物或盐可以得到彩色玻璃，常用于建筑和装饰。 13 水泥 原料 工业设备 黏土和石灰石 水泥回转窑 混凝土 水泥、沙子和碎石等与水混合 石膏的作用 条件 高温煅烧 调节水泥硬化速率 一、 硅酸盐材料 2、传统无机非金属材料 长江三峡大坝使用了大量水泥 14 随着科学技术的发展，无机非金属材料突破了传统的硅酸盐体系，一系列新型无机非金属材料相继问世。其中有一些是高纯度的含硅元素的材料，如单品硅、二氧化硅等，具有特殊的光学和电学性能，是现代信息技术的基础材料;还有一些含有碳、氮等其他元素，在航天、能源和医疗等领域有着广泛的应用。 二、 新型无机非金属材料 承受高温，强度高 具有光学特性 具有电学特性 具有生物功能 15 1.硅和二氧化硅 二 氧化物 和硅酸盐 第三周期、 第ⅣA族 二、 新型无机非金属材料 (1) 硅元素的存在与结构 存在 含量 存在形态 原子结构 示意图 周期表中位置 地壳中 居第___位 _________ __________ _______ _______ 硅单质的导电性介于导体与绝缘体之间，是应用最为广泛的半导体材料 16 二、 新型无机非金属材料 硅在自然界的存在形态