人教版选修2课题1《无机非金属材料》教案.docx
最新人教版选修2 课题 1无机非金属材料教案 了解传统的硅酸盐工业的生产特点,知道其生产原理和产品的主要成分。 能举例说明无机非金属材料的特点。 讨论社会发展和科技进步对材料的要求,认识化学对材料科学发展的促进作用。知识梳理1生产陶瓷的主要原料是, 其主要生产过程为：混合成型干燥烧结冷却。陶瓷的主要性质有、。2制造普通玻璃的原料有、,发生的主要反应的化学方程式是、。3制造普通硅酸盐水泥的原料有、。普通硅酸盐水泥的主要成分是、。水泥在空气中能吸水硬化,在水中也能硬化 ,即具有性 ,因此是水下工程不可缺少的材料。水泥、沙子和碎石等的混合物叫, 它的膨胀系数与钢筋相当 ,因此它常用钢筋作结构 ,增大强度。4氮化硅是一种新型的无机非金属材料,它的制造方法有多种,一种方法是将高纯硅与纯氮气混合 ,在 1300条件下反应制得 ,化学方程式为；也可以用四氯化硅和氮气在氢气保护下反应制得 ,化学方程式为。5工业上用二氧化硅和碳在电炉中反应可以制得硅,反应的方程式为,但这样制得的硅纯度不高,要制得高纯硅 ,可以将上述粗硅与氯化氢气体在250 300条件下反应 ,制得三氯硅烷 ,提纯后的三氯硅烷被高纯度的氢气还原,即可以得到高纯硅。写出以上反应的化学方程式、。6写出二氧化硅和碳在电炉中加热至高温生成碳化硅（金刚砂）的化学方程式,反应中的氧化剂和还原剂的质量之比是。7 1985 年 ,科学家发现了C60 分子是由60 个碳原子构成的 ,它的形状像足球 ,因此又叫足球烯。 1991 年科学家又发现了一种碳的单质碳纳米管,它是由六边环形的碳原子构成的管状分子。用你学到的化学知识回答下列问题：C60 所以称为足球烯 ,是因为分子中有键 ,所以 C60 可以与氢气发生反应。金刚石、石墨、足球烯、碳纳米管物理性质是否相同？,原因是。常温下足球烯和碳纳米管的化学性质是否活泼？,简要说明原因1 / 3。请你设计一个方案 ,证明足球烯和纳米碳管是由碳元素组成的（以足球烯为例 ,用文字简要叙述）：。方法导引1硅酸盐工业陶瓷原料粘土（高岭土）生产条件高温原理复杂的物理化学变化主要成分复杂的硅酸盐玻璃水泥纯碱、石英、石灰石石灰石、粘土等高温高温高温Na2CO3SiO 2Na2SiO 3CO 2复杂的物理高温CaCO3SiO 2CaSiO 3 CO2化学变化硅酸钠、硅酸钙、二氧化硅硅酸三钙、硅酸二钙、铝酸三钙、铁铝酸钙主要性质抗氧化、抗酸碱无固定熔点具有水硬性腐蚀、耐高温等2新型无机非金属材料无机非金属包括两大类：一类是传统无机非金属材料；二类是新型无机非金属材料。传统无机非金属材料：主要指硅酸盐材料,如水泥、玻璃、陶瓷等,其优点是有抗腐蚀性、耐高温等 ,但也有质脆、经不起热冲击等弱点。新型无机非金属材料：主要指新型陶瓷、光导纤维等。新型无机非金属材料除继承传统无机非金属材料的许多优点、克服某些弱点外,还具有如下特性：耐高温、强度高。具有电学特性,可用作集成电路的半导体。具有光学特性 ,如光导纤维 ,用于光缆通讯、医疗、信息处理等。具有生物功能。 例题 1水泥的成分主要有 Ca2SiO x、 Ca3SiOy、 Ca3Al 2Oz,则 x,y ,z。分别用氧化物形式表示其组成为、。 解析 这是一个连带型的推断填空题。前后空格之间有着一定的联系,只有正确填写前面的空格 ,才可能得出最后的正确结果。此题可分二步考虑,第一步要正确写出水泥的各种成分中氧原子的个数 ,第二步在已确定的化学式的基础上, 将其变换成氧化物的形式,根据化合物分子中多元素化合价代数和等于零的原则,可得x 4,y 5,z 6,代入化学式中可得Ca2SiO 4、Ca3SiO 5、 Ca3Al 2O6,改写成氧化物的形式分别为： 2CaOSiO2,3CaO SiO2, 3CaO Al 2O3。必须指出 ,在氧化物的表示形式中,两种氧化物的化学式中间用的小黑点,已将这两种氧化物分隔成独立的部分。因此CaO 前面的系数并不能包括后面的SiO2。2 / 3 答案 4 ； 5 ； 6 ；2CaO SiO2 ；3CaO SiO2； 3CaO Al 2O3 例题 2 氮化硅 (Si3 N4)是一种非氧化物高温陶瓷结构材料。粉末状的Si3N4 可以由 SiCl4 蒸气和 NH 3 气体混合物制取。粉末状的Si3N 4 对空气和水都不稳定。但是,将粉末状的Si3N4 和适量的 MgO 在 230 1.01 105Pa 和 185的密闭容器中热处理,可以得到结构十分紧密 ,对空气和水相当稳定的固体材料。写出由 SiCl 4 和 NH 3 制备 Si3N4 的化学方程式；分别写出粉末状的 Si 3N4 和 H 2O 及 O2 反应的方程式、；为什么结构紧密的固体 Si3N4 不再受水和 O2 的侵蚀？。 解析 SiCl 4 和 NH 3 反应 ,生成 Si3N4,其中 Si、 N 的化合价均未变,所以另一产物应为HCl ；Si 3N4 和 H2O 反应时 ,SiN键要向 Si O 键转化 ,生成稳定的 SiO2 和 N 2； Si3N4与 MgO 在密闭容器中热处理后,使 Si 3N4 表面形成一层 SiO2 保护层 ,阻止了 Si3N4 继续受空气中的 O2 和 H2O 的侵蚀。 答案 3SiCl 4 4NH 3 Si3N 4 12HCl Si3N4 6H 2O 3SiO2 4NH 3 Si3N43O 2 3SiO 2 2N2 Si3N4 和 MgO 在密闭容器中热处理后使 Si 3N4 表面生成了一层 SiO2 保护层 ,阻止了 Si3N 4 继续受 H2O 和 O2 的侵蚀。3 / 3
