《化学与技术》课件(人教版) 课题31 无机非金属材料.ppt

核心要点突破 课堂互动讲练 学习目标 课前自主学案 知能优化训练 课题1 课题1无机非金属材料 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 课前自主学案 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 黏土 抗氧化 抗酸碱腐蚀 耐高温 绝缘 型 易成 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 SiO2Na2SiO3 CO2 CaCO3 SiO2CaSiO3 CO2 石英砂 石灰石 纯碱 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 石灰石 黏土 辅助原料 三钙 硅酸二钙 铝酸三钙 铁铝酸钙 混凝土 硅酸 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 2CSi 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 3HClSiHCl3 H2 SiHCl3 H2Si 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 1 2 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 不饱和 不相同 内部结构 不相同 核心要点突破 课堂互动讲练 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 石英砂的主要成分是 在制备粗硅时 焦炭的作用是 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 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 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 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 答案 1 3SiCl4 4NH3 Si3N4 12HCl 2 Si3N4 6H2O 3SiO2 4NH3 Si3N4 3O2 3SiO2 2N2 3