5.3 无机非金属材料 学案 -《考点逐击》2023-2024学年高一下学期化学人教版（2019）必修第二册

5.3 无机非金属材料（学案） 一、硅酸盐材料 （一）无机非金属材料 1.元素组成：无机非金属材料一般含有 元素 2.特点：具有耐 、 、 等特点，以及特殊的光学、电学等性能 3.物质组成：传统的 多为硅酸盐材料，如：制作餐具的陶瓷、窗户上的玻璃、建筑用的水泥 （二）硅酸盐材料 1.常见的硅酸盐材料 硅酸盐产品 水泥 玻璃 陶瓷 主要设备 水泥回转窑 玻璃窑 —— （1） 主要原料 （2） 反应原理 复杂的物理 化学变化 复杂的物理 化学变化 （3） 主要成分 Na2SiO3、CaSiO3、SiO2 Na2O·CaO·6SiO2 硅酸盐 特性 水硬性(跟水掺和搅拌后容易凝固变硬) 非晶体，无固定熔点，在一定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 用途 建筑和水利工程 建筑材料、光学仪器、各种器皿、高强度复合材料等 建筑材料、绝缘材料、日用器皿、卫生洁具等 生产条件 高温 注意：由原料和玻璃的成分及反应条件“熔融”，可知反应的化学方程式为SiO2＋Na2CO3Na2SiO3＋CO2↑，SiO2＋CaCO3CaSiO3＋CO2↑。 2.硅酸盐 (1)概念：由硅、氧和金属组成的化合物的总称，是构成地壳岩石的主要成分 (2)性质：硅酸盐性质稳定，熔点 ，多数 于水 (3)硅酸盐的结构：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。其结构示意图如下 (4)表示方法：硅酸盐矿物的成分复杂，多用氧化物的形式表示它们的组成 表示顺序是： ，但化学式前面的系数不能为分数 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 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 (2)高纯硅的制备 其中涉及的主要化学反应为 ① ② ③ （3）硅与二氧化硅的主要用途 ①高纯硅广泛用于信息技术和新能源技术等领域。利用其半导体性能可以制造 和 等。 ②SiO2用于生产 。 2．新型陶瓷 新型材料 成分 性能 主要应用 碳化硅(SiC) 硬度大、耐高温、抗氧化 磨料、耐高温结构材料、耐高温半导体材料 碳化硅、氮化硅、金属氧化物 耐高温、抗氧化、耐磨蚀 用于火箭发动机、汽车发动机和高温电极材料等 钛酸盐、锆酸盐等 能实现机械能和电能的相互转化 用于滤波器、扬声器、超声波探伤器和点火器等 氧化铝、氧化钇等氧化物透明陶瓷；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 用于高压钠灯、激光器、高温探测窗等 — 临界温度下具有超导性 用于电力、交通、医疗等领域 3.碳纳米材料 序号 名称 结构特点 应用 （1） 富勒烯 由 原子构成的一系列笼形分子的总称 代表物 开启碳纳米材料研究和应用的新时代 （2） 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 、 、 等 （3） 石墨烯 只有一个碳原子直径厚度的单层石墨 应用于 、 、 等 1．（2023下·吉林长春·高一东北师大附中校考期末）下列有关无机非金属材料的说法不正确的是 A．高纯度的硅是制半导体的重要材料 B．古代烧制出“明如镜、声如磬”的瓷器，其主要原料为黏土 C．现代信息社会用于传递信号的光纤的主要成分为硅 D．北京奥运会礼仪服内胆添加了第二代石墨烯发热材料，石墨烯属于新型无机非金属材料 2．（2023下·湖南邵阳）下列有关无机非金属材料的描述不正确的是 A．SiO2可用于制造太阳能光伏