高中化学人教版 (2019)必修 第二册第三节 无机非金属材料课文内容ppt课件

这是一份高中化学人教版 (2019)必修 第二册第三节 无机非金属材料课文内容ppt课件，共37页。PPT课件主要包含了学习目标，无机非金属材料，硅氧等元素，日常生活应用，航空航天领域，信息领域，新能源领域，新型无机非金属材料，思考交流，单晶硅等内容，欢迎下载使用。

第三节 无机非金属材料
1. 了解陶瓷、玻璃、水泥等传统硅酸盐材料的生产原料、性能和主要用途，知道普通玻璃的主要成分；
2. 学习了解新型陶瓷、碳纳米材料的性能和用途，感受新型无机非金属材料的奇特性能及其在高科技领域所发挥的重要作用。
耐高温、抗腐蚀、硬度高
特殊的光学、电学等性能
一、新型无机非金属材料
第三周期、第IV A族，处于金属和非金属的过渡位置，为半导体材料
硅的最外层都是4个电子，不容易失也不容易得电子，通常化学性质稳定
通过下列图片总结归纳出硅元素在自然界中的存在形式吗？
硅在地壳中含量仅次于氧，居第2位，硅在自然界的存在形态：没有游离态，只有化合态-----主要以氧化物（如水晶、玛瑙）和硅酸盐（如地壳中的大多数矿物）的形式存在。
晶体硅是灰黑色略带金属光泽，脆而硬的固体。不溶于水，熔点高，硬度大，是良好的半导体材料。
只存在化合态，以硅酸盐和SiO2的形式存在。
a. 与氧气反应 b. 与非金属的反应
Si+2F2 == SiF4
Si+2NaOH+H2O == Na2SiO3+2H2↑
Si+4HF == SiF4↑+2H2↑
d.与酸的反应（特性）
(3)、高纯硅的制备 工业上制备高纯硅，一般需要先制得纯度为98%左右的粗硅，再以其为原料制备高纯硅。例如，可以将粗硅转化为三氯硅烷(SiHCl3)，再经氢气还原得到高纯硅。
工业上利用焦炭与SiO2在高温下反应制备粗硅，由此能否说明碳的还原性大于硅？
提示：氧化性、还原性的强弱，必须是在通常的情况下发生的反应，上述反应是在高温条件下发生的，故不能比较还原性的强弱。
硅晶片是生产芯片的基础材料 　　　
① 良好的半导体材料② 太阳能电池③ 计算机芯片
【练习1】我国具有独立知识产权的电脑芯片“龙芯一号”的问世，填补了我国计算机制造史上的一项空白。下列对晶体硅的有关叙述正确的是(　　) A．晶体硅和金刚石的物理性质差别大 B．晶体硅的化学性质不活泼，常温下不与任何物质发生反应 C．右图是常见于汽车中的小摆件“苹果花”，它的动力是以Si为原料制作的太阳能电池D．晶体硅具有金属光泽，故它属于金属材料，可以导电
下列说法正确的是A．自然界中的硅元素全部是以化合态形式存在B．单质硅是制备光导纤维的原料C．玻璃中含二氧化硅，所以可以用盐酸刻蚀玻璃D．石英、陶瓷和水泥均属于硅酸盐
2．化学在工农业生产和日常生活中都有重要应用。下列叙述正确的是A．华为自主研发的“麒麟”芯片与太阳能电池感光板所用材料均为晶体硅B．食品包装袋中常有硅胶、生石灰、还原铁粉等，其作用都是防止食品氧化变质C．自来水厂常用明矾、O3、ClO2等做水处理剂，其作用都是杀菌消毒D．用于制造“山东舰”上舰载机降落拦阻索的特种钢，属于新型无机非金属材料
4．高纯硅广泛应用于信息技术和新能源技术等领域。从石英砂(主要成分为SiO2)制取高纯硅涉及的主要反应流程如下：
下列说法不正确的是( )A．反应①中氧化剂和还原剂的物质的量之比为1∶2B．流程中HCl和H2可以循环利用C．反应①②③均为氧化还原反应D．反应②与反应③互为可逆反应
结晶形无定形——硅藻土
石英 水晶 玛瑙 沙子
硅和SiO2都是正四面体结构性质很稳定
难溶于水，熔点高，硬度大。
化学性质很稳定，不活泼。
③与HF的反应(SiO2的特性)
SiO2 + 4HF = SiF4↑+ 2H2O
与碱性氧化物反应生成盐
SiO2+2NaOH==Na2SiO3+H2O
Si SiO2 H2SiO3 Na2SiO3
SiO2＋4HF=SiF4↑＋2H2O
实验室不用玻璃瓶盛装氢氟酸
1.实验室盛NaOH溶液的试剂瓶为什么用橡胶塞不用玻璃塞？
NaOH溶液能与玻璃中的SiO2反应生成 Na2SiO3，硅酸钠水溶液有粘性，使瓶塞部分粘结而无法打开。因此盛装NaOH溶液的试剂瓶不能用玻璃塞而要用橡胶塞。
SiO2＋2NaOH = Na2SiO3 ＋H2O
2.某同学根据SiO2既可与碱反应,也能与氢氟酸反应，推断SiO2为两性氧化物是否正确？
不正确。二氧化硅不属于两性氧化物，但是属于酸性氧化物。
光导纤维、石英坩埚、建筑材料、电器部件
1. 下列关于二氧化硅的叙述正确的是（　　）A．SiO2能与水反应生成硅酸B．SiO2与CO2的结构相同C．SiO2用于太阳能电池D．SiO2与氢氧化钠反应生成的盐储存在带橡胶塞的试剂瓶中
2．设NA为阿伏伽德罗常数的值。下列叙述中正确的是A．一定条件下，6.4g铜与过量的硫粉反应，转移电子数目为0.2NAB．60g SiO2中含有2NA个Si-O键C．常温常压下，7.0g由丁烯与丙烯组成的混合气体中含有的氢原子数目为NAD．二氧化硅既能与氢氟酸反应，又能与氢氧化钠反应，所以它是两性氧化物
写出上述流程涉及到的离子方程式
碳原子和硅原子通过共价键连接
新型陶瓷在组成上不再限于传统的硅酸盐体系，在光学、热学、电学、磁学等方面有很多新的特性和功能。
(1)富勒烯：由碳原子构成的一系列笼形分子的总称，其代表物为C60。
(2)碳纳米管：由石墨片层卷成的管状物，具有纳米尺度的直径。碳纳米管的比表面积大，有相当高的强度和优良的电学性能，可用于生产复合材料、电池和传感器等。(3)石墨烯：只有一个碳原子直径厚度的单层石墨，其电阻率低、热导率高，具有很高的强度，应用于光电器件、超级电容器、电池和复合材料。