化学选修2 化学与技术课题1 无机非金属材料课文课件ppt

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学习目标1.使学生对无机非金属材料有大致印象，了解水泥、玻璃、陶瓷生产的简单原理。2.使学生认识到化学在现代社会、现代科技中的重要作用。3.使学生对新型无机非金属材料有大致印象。
一、传统硅酸盐材料1．陶瓷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．玻璃制造普通玻璃的原料有_______、 _______ 、_____,发生的主要反应的化学方程式是Na2CO3＋SiO2 Na2SiO3＋CO2，CaCO3＋SiO2 CaSiO3＋CO2。
3．水泥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，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。
二、新型无机非金属材料1．氮化硅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3SiCl4＋2N2＋6H2===Si3N4＋12HCl。
2．硅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SiO2＋2C Si＋2CO↑,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，即可得到高纯硅。以上反应的化学方程式为Si＋3HCl SiHCl3＋H2，SiHCl3＋H2 Si＋3HCl。
3．碳化硅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_______。4．关于碳的新材料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：(1)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。(2)金刚石、石墨、足球烯、碳纳米管物理性质是否相同？_______，原因是这几种物质的__________________。
(2010年天津模拟)氯碱工业中，通过电解饱和食盐水获得重要的化工原料。其中氯气用途十分广泛，除用于净水、环境消毒外，还用于生产盐酸、聚氯乙烯、氯苯等。(1)电解饱和食盐水的化学方程式为_______________________________________________________。(2)氯气用于生产半导体材料硅的流程如下：①石英砂的主要成分是____________，在制备粗硅时，焦炭的作用是____________。
②由四氯化硅得到高纯硅的化学方程式是：_______________________________________________。(3)用于制造塑料薄膜、人造革、塑料管材和板材的聚氯乙烯(PVC塑料)就是以氯气和乙烯为主要原材料通过__________________、消去和________三步主要反应生产的。生产聚氯乙烯的有关反应的化学方程式为_______________________________________________________________________________。(4)上述两种生产过程可得到同一种副产品，该副产品是______________。
(3)Cl2在有机合成中的应用一般体现在利用加成反应制取聚氯乙烯，先发生反应：CH2CH2＋Cl2―→ClCH2CH2Cl，再通过脱去一分子HCl，使之形成含双键的氯乙烯，加聚即可得聚氯乙烯，即
(4)在两种材料制备反应中可得副产品HCl。
(4)HCl(盐酸)互动探究在例题(2)②中得到的高纯度硅是一种新型材料，它有哪些重要用途？【提示】　硅是重要的半导体材料，可以制作计算机芯片、做集成电路材料、做太阳能电池材料。
变式训练　(2011年邢台一中检测)氮化硅(Si3N4)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NH3气体混合物制取。粉末状的Si3N4对空气和水都不稳定。但是，将粉末状的Si3N4和适量的MgO在230×1.01×105 Pa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。
(1)写出由SiCl4和NH3制备Si3N4的化学方程式_____________________________________________；(2)分别写出粉末状的Si3N4和H2O及O2反应的方程式______________________、________________；(3)为什么结构紧密的固体Si3N4不再受水和O2的侵蚀?_________________________________________________________________________________。
解析：(1)SiCl4和NH3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；(2)Si3N4和H2O反应时，Si－N键要向Si－O键转化，生成稳定的SiO2和NH3；(3)Si3N4与MgO在密闭容器中热处理后，使Si3N4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。