5.3无机非金属材料（课件）-2022-2023学年新教材高中化学必修第二册【正禾一本通】同步课堂高效讲义（人教版2019）

2022版·化学同步必修第二册（人教） 第五章 化工生产中的重要非金属元素 课下限时巩固练6 第三节　无机非金属材料 课程标准 核心素养 1.了解水泥、玻璃、陶瓷生产的原理，主要性能和用途。 2．了解几种新型无机非金属材料。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。 3．认识化学在现代社会、现代科技中的重要作用 1.从物质组成和产品性能上了解硅酸盐，培养“宏观辨识与社会责任”的核心素养。 2．认识材料对生产、生活的影响，以及材料对人类文明的推动作用，认识化学科学对新材料研发的重要作用，感受化学对社会发展和人类生活的巨大贡献，培养“科学态度与社会责任”的核心素养 硬度高 　高效导学01步　预习新知，落实必备知识 一、硅酸盐材料 1．无机非金属材料 无机非金属材料一般含有 元素，具有 、 、 等特点，以及特殊的光学、电学等性能。 硅、氧 耐高温 抗腐蚀 2．硅酸盐材料 (1)结构 在硅酸盐中，Si和O构成了 ，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。其结构示意图为 (2)特点 硅酸盐材料大多具有硬度高、熔点高、难溶于水、耐高温、耐腐蚀等特点。 硅氧四面体 石灰石、黏土 (3)常见硅酸盐材料 产品 原料 主要设备 主要成分 用途 陶瓷 陶瓷窑 硅酸盐 建筑材料、绝缘材料、日用器皿等 玻璃 (普通) 玻璃窑 建筑材料、光学仪器、各种器皿等 水泥 、 适量石膏 水泥 回转窑 硅酸盐 建筑和水利工程 黏土 纯碱、石灰石、 石英砂 Na2SiO3、SiO2、 CaSiO3 二、新型无机非金属材料 1．硅和二氧化硅 (1)硅元素的存在与结构 含量 存在形态 原子结构 示意图 周期表 中位置 地壳中居第二位 氧化物和硅酸盐 、 (2)硅的导电性 硅单质导电性介于导体与绝缘体之间，是重要的 材料。 第三周期 第ⅣA族 半导体 (3)单质硅的制备与提纯 其中涉及的主要化学反应：① ； ② ；③ 。 (4)硅和二氧化硅的用途 ①高纯硅：制造芯片和硅太阳能电池。 ②二氧化硅：生产光导纤维。 SiO2＋2C Si＋2CO↑ Si＋3HCl SiHCl3＋H2 SiHCl3＋H2 Si＋3HCl 2．新型陶瓷 类型 组成 主要性能 应用 金刚砂 SiC 硬度很大、高温抗氧化性能优异 砂纸和砂轮的磨料、耐高温结构材料和耐高温半导体材料等 高温结构 陶瓷 碳化硅、氮化硅或某些金属氧化物 耐高温、抗氧化、耐磨蚀 火箭发动机、汽车发动机、高温电极材料等 类型 组成 主要性能 应用 压电陶瓷 钛酸盐和 锆酸盐 能实现机械能与电能的相互转化 滤波器、扬声器、超声波探伤器、点火器等 透明陶瓷 氧化铝、氧化钇或氮化铝、氟化钙 光学性能优异、耐高温、绝缘性好 高压钠灯、激光器、高温探测窗等 超导陶瓷 — 在某一临界温度下电阻为零，具有超导性 电力、交通、医疗等领域 一个 复合材料 3.碳纳米材料 物质 结构特点 应用 富勒烯 由 构成的一系列笼形分子的总称，如 开启碳纳米材料研究和应用的新时代 碳纳 米管 由 片层卷成的管状物，具有纳米尺度的直径 用于生产 、电池和传感器等 石墨烯 只有 碳原子直径厚度的单层石墨 应用于光电器件、超级电容器、电池和复合材料等 碳原子 C60 石墨 × × 【基础判一判】 1．制水泥、玻璃的共同原料是石灰石( ) 2．传统无机非金属材料陶瓷、水泥、玻璃的主要成分是硅酸盐( ) 3．硅是光导纤维的主要成分，二氧化硅是太阳能电池板的主要成分( ) 4．碳化硅和氮化硅是两种新型材料( ) 5．粗硅制备反应为SiO2＋C eq \o(=====,\s\up7(高温)) Si＋CO2↑( ) √ √ √ 【知识理一理】 　高效导学02步　课堂探究，培优关键能力 突破点 | 硅及其化合物的性质和转化 【要点培优】 1．单质硅的化学性质 (1)加热时与O2、Cl2、C等反应 Si＋O2 eq \o(=====,\s\up7(△)) SiO2 Si＋2Cl2 eq \o(=====,\s\up7(△)) SiCl4 S