人教版高中化学必修二532《新型无机非金属材料》课件

无机非金属材料第二课时

新型无机非金属材料人教版必修第二

册第五

章高中化学无机非金属材料人教版必修第二册第五章高中1新型无机非金属材料常见类型

一高纯度的含硅元素的材料，例如单晶硅，二氧化硅等

具有特殊的光学和电学性能二一些含碳元素和氮元素的物质，如碳化硅，氮化硅等

通常在航天，医疗，能源等领域有广泛应用新型无机非金属材料常见类型

一高纯度的含硅元素的材料，2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硅酸盐和氧化物第三周期、第ⅣA族地壳中居第二位硅存在原子结构周期表中位置含量存在形态硅酸盐和第三周期、地壳3注意:1自然界中不存在游离态的硅2由于硅处于金属元素和非金属元素过渡的位置所以硅是良好的半导体材料注意:4硅的化学性质不活泼常温下，与氢氟酸、氟气、强碱反应。加热情况下，也与一些非金属(Cl2O2)反应。化学性质硅的化学性质不活泼化学性质51、与氟气反应：2、与氢氟酸反应：3、与强碱溶液反应：4、与氯气反应：5、与氧气反应Si+2F2==SiF4Si+4HF==SiF4↑+2H2↑Si+2NaOH+H2O==Na2SiO3+2H2↑Si+2Cl2==SiCl4Si+O2==SiO2△高温1、与氟气反应：2、与氢氟酸反应：3、与强碱溶液反应：4、与6(3)硅的制备SiO2+2C==Si+2CO↑(粗硅)高温工业上用焦炭还原石英砂可制得含有少量杂质的粗硅如何制备高纯硅？(3)硅的制备SiO2+2C==Si+2CO↑(粗7其中涉及的主要化学反应为：①____________________________________②_____________________________________③_____________________________________其中涉及的主要化学反应为：8高纯硅的用途1应用于信息技术和新能源技术等领域2利用半导体性能制成计算机，通讯设备和家用电器等的芯片3光伏电站，人造卫星和电动汽车等的硅太阳能电池高纯硅的用途1应用于信息技术和新能源技术等领域9单晶硅是制作电子集成电路的基础材料。用化学方法可制得高纯度硅,其化学方程式为:下列对上述三个反应的叙述中,错误的是(

)A.①③为置换反应B.②为化合反应C.①②③均为氧化还原反应D.三个反应的反应物中硅元素均被还原D单晶硅是制作电子集成电路的基础材料。用化学方法可制得高纯度硅10二氧化硅存在：沙子，石英，水晶，玛瑙物理性质：难溶于水，熔点高，硬度大。化学性质：比较稳定(1)二氧化硅是一种酸性氧化物SiO2＋2NaOH===Na2SiO3＋H2O

SiO2＋CaO===CaSiO3(2)二氧化硅能与氢氟酸反应SiO2＋4HF===SiF4↑＋2H2O用途：光导纤维，通讯容量大，抗干扰性好，传输信号不易衰减高温二氧化硅存在：沙子，石英，水晶，玛瑙物理性质：难溶于11实验室盛装NaOH溶液的试剂瓶用橡胶塞而不用玻璃塞

NaOH溶液能与玻璃中的SiO2反应生成Na2SiO3，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。实验室盛装NaOH溶液的试剂瓶用橡胶塞而不用玻璃塞12新型陶瓷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，磁学等方面具有很多新的特性和功能(1)碳化硅(SiC,俗称金刚砂)①结构:碳原子和硅原子通过共价键连接,具有类似金刚石的结构。②性质和用途:

可用作砂纸和砂轮的磨料具有优异的高温抗氧化性能，使用温度可达1600℃，可用作耐高温结构材料、耐高温半导体材料新型陶瓷新型陶瓷在组成上不再限于传统的硅酸盐体系，在光学，热13(2)其它新型陶瓷新型材料成分性能主要应用高温结构陶瓷碳化硅、氮化硅、金属氧化物耐高温、抗氧化、耐腐蚀用于火箭发动机、汽车发动机和高温电极材料等压电陶瓷钛酸盐、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透明陶瓷氧化铝、氧化钇等透明陶瓷；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、高温探测窗等超导陶瓷临界温度下具有超导性用于电力、交通、医疗领域等(2)其它新型陶瓷新型材料成分性能主要应用高温结碳化硅、氮化14碳纳米材料碳纳米材料在能源、信息、医药等领域有着广阔的应用前景。碳纳米材料15新型材料结构特点主要性能主要应用富勒烯碳原子构成的一系列笼形分子工业材料，应用于电化学，催化剂，抗癌药物等碳纳米管石墨片层卷成的直径纳米级的管状物比表面积大，具有高的强度和优良的电学性质生产复合材料、电池和传感器等石墨烯一个碳原子直径厚度的单层石墨电阻率低、热导率高、具有很高的强度应用于光电器件、超级电容器、电池和复合材料等方面新型材料结构特点主要性能主要应用富勒烯碳原子构成的一系列笼形16CC17新型无机非金属材料硅结构存在化学性质高纯硅制备高纯硅用途

二氧化硅存在形式化学性质用途新型陶瓷碳化硅其他新型陶瓷碳纳米材料富勒烯碳纳米管石墨烯小结新型无机非金属材料硅结构存在二氧化硅存在形式新型陶瓷碳化硅碳18

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章高中化学无机非金属材料人教版必修第二册第五章高中19新型无机非金属材料常见类型

一高纯度的含硅元素的材料，例如单晶硅，二氧化硅等

具有特殊的光学和电学性能二一些含碳元素和氮元素的物质，如碳化硅，氮化硅等

通常在航天，医疗，能源等领域有广泛应用新型无机非金属材料常见类型

一高纯度的含硅元素的材料，20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硅酸盐和氧化物第三周期、第ⅣA族地壳中居第二位硅存在原子结构周期表中位置含量存在形态硅酸盐和第三周期、地壳21注意:1自然界中不存在游离态的硅2由于硅处于金属元素和非金属元素过渡的位置所以硅是良好的半导体材料注意:22硅的化学性质不活泼常温下，与氢氟酸、氟气、强碱反应。加热情况下，也与一些非金属(Cl2O2)反应。化学性质硅的化学性质不活泼化学性质231、与氟气反应：2、与氢氟酸反应：3、与强碱溶液反应：4、与氯气反应：5、与氧气反应Si+2F2==SiF4Si+4HF==SiF4↑+2H2↑Si+2NaOH+H2O==Na2SiO3+2H2↑Si+2Cl2==SiCl4Si+O2==SiO2△高温1、与氟气反应：2、与氢氟酸反应：3、与强碱溶液反应：4、与24(3)硅的制备SiO2+2C==Si+2CO↑(粗硅)高温工业上用焦炭还原石英砂可制得含有少量杂质的粗硅如何制备高纯硅？(3)硅的制备SiO2+2C==Si+2CO↑(粗25其中涉及的主要化学反应为：①____________________________________②_____________________________________③_____________________________________其中涉及的主要化学反应为：26高纯硅的用途1应用于信息技术和新能源技术等领域2利用半导体性能制成计算机，通讯设备和家用电器等的芯片3光伏电站，人造卫星和电动汽车等的硅太阳能电池高纯硅的用途1应用于信息技术和新能源技术等领域27单晶硅是制作电子集成电路的基础材料。用化学方法可制得高纯度硅,其化学方程式为:下列对上述三个反应的叙述中,错误的是(

)A.①③为置换反应B.②为化合反应C.①②③均为氧化还原反应D.三个反应的反应物中硅元素均被还原D单晶硅是制作电子集成电路的基础材料。用化学方法可制得高纯度硅28二氧化硅存在：沙子，石英，水晶，玛瑙物理性质：难溶于水，熔点高，硬度大。化学性质：比较稳定(1)二氧化硅是一种酸性氧化物SiO2＋2NaOH===Na2SiO3＋H2O

SiO2＋CaO===CaSiO3(2)二氧化硅能与氢氟酸反应SiO2＋4HF===SiF4↑＋2H2O用途：光导纤维，通讯容量大，抗干扰性好，传输信号不易衰减高温二氧化硅存在：沙子，石英，水晶，玛瑙物理性质：难溶于29实验室盛装NaOH溶液的试剂瓶用橡胶塞而不用玻璃塞

NaOH溶液能与玻璃中的SiO2反应生成Na2SiO3，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。实验室盛装NaOH溶液的试剂瓶用橡胶塞而不用玻璃塞30新型陶瓷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，磁学等方面具有很多新的特性和功能(1)碳化硅(SiC,俗称金刚砂)①结构:碳原子和硅原子通过共价键连接,具有类似金刚石的结构。②性质和用途:

可用作砂纸和砂轮的磨料具有优异的高温抗氧化性能，使用温度可达1600℃，可用作耐高温结构材料、耐高温半导体材料新型陶瓷新型陶瓷在组成上不再限于传统的硅酸盐体系，在光学，热31(2)其它新型陶瓷新型材料成分性能主要应用高温结构陶瓷碳化硅、氮化硅、金属氧化物耐高温、抗氧化、耐腐蚀用于火箭发动机、汽车发动机和高温电极材料等压电陶瓷钛酸盐、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透明陶瓷氧化铝、氧化钇等透明陶瓷；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、高温探测窗等超导陶瓷临界温度下具有超导性用于电力、交通、医疗领域等(2)其它新型陶瓷新型材料成分性能主要应用高温结碳化硅、氮化32碳纳米材料碳纳米材料在能源、信息、医药等领域有着广阔的应用前景。碳纳米材料33新型材料结构特点主要性能主要应用富勒烯碳原子构成的一系列笼形分子工业材料，应用于电化学，催化剂，抗癌药物等碳纳米管石墨片层卷成的直径纳米级的管状物比表面积大，具有高的强度