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(人教版)2018年化学高二选修二:3.1《无机非金属材料》教学资源包(3份)
所属科目:化学    文件类型:rar
类别:其他
上传日期:2019/1/11  
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高中化学:新课标人教版高二选修二_第三单元课题1_无机非金属材料_同步练习.doc
高中化学:新课标人教版高二选修二_第三单元课题1_无机非金属材料_教案.doc
高中化学:新课标人教版高二选修二_第三单元课题1_无机非金属材料_课件.ppt

“高中化学:新课标人教版高二选修二_第三单元课题1_无机非金属材料_同步练习.doc”内容如下:


3.1无机非金属材料 同步试题(新人教选修2)
1.有关普通玻璃的叙述,错误的是 ( )
A.玻璃是混合物
B.制玻璃的原料是纯碱、石灰石、石英、粘土
C.玻璃不是晶体
D.玻璃无一定的熔点
2.高温下发生反应SiO2+3C SiC+2 CO↑,其中氧化剂与还原剂的质量比为()
A.1∶3 B.5∶3 C.1∶2 D.2∶1
3.在制取水泥、玻璃的生产中,共同使用的主要原料是 ( )
A.Na2CO3 B.石灰石 C.石英 D.焦炭
4.反应CaCO3+SiO2 CaSiO3+CO2↑能说明的是 ( )
A.CaCO3的热稳定性不如CaSiO3强 B.C的非金属性比Si的强
C.碳酸的酸性比硅酸强 D.SiO2的氧化性不如CO2的强
5.磷酸钙陶瓷也是一种新型无机非金属材料,它可用于制成人造骨骼,这是利用了这类材料的 ( )
A.耐高温的特性 B.电学特性 C.光学特性 D.生物功能
6.下列属于新型无机非金属材料的特性的是 ( )
①能承受高温、强度高 ②具有电学特性 ③具有光学特性 ④具有生物功能 ⑤可塑性好
A.① B.①② C.①②③⑤ D.①②③④
7.陶瓷已广泛应用于生活和生产中,下列不属于陶瓷制品的是 ( )
A.电器中的绝缘瓷管 B.实验室中的坩埚
C.实验室中的试管 D.建筑上烧制的砖瓦
8.下列关于材料的叙述不正确的是 ( )
A.传统的无机材料虽有不少优点,但质脆经不起热冲击
B.新型无机非金属材料虽然克服了传统无机材料的缺点,但强度比较差
C.高温结构材料具有能承受高温、不怕氧化、耐酸碱腐蚀、硬度大、耐磨损、密度小等优点
D.新型无机非金属材料特性之一是具有电学特性
9.人造骨是一种具有生物功能的新型无机非金属材料。它类似于人骨和天然牙的性质和结构。人造骨可以依靠从人体液中补充某些离子形成新骨。可在骨骼接合界面产生分解、吸收、析出等反应,实现骨骼牢固结合。人造骨植入人体内需要吸收人体中形成新骨的离子是 ( )
A.Ca2+ B.Cl- C.Na+ D.PO
10. 近年来,科学家研制出一种新的分子,它具有空心的类似足球状结构,化学式为C60,下列说法正确的是 ( )
A.它是一种新型的化合物
B.它与金刚石、石墨都是碳的单质
C.该物质是由金刚石和石墨构成的
D.该物质的相对分子质量为60
11.纳米科技是跨世纪新科技,将激光束的宽度聚焦到纳米范围内,可修复人体已损坏的器官,对DNA分子进行超微型基因修复,把令人类无奈的癌症、遗传疾病彻底根除。
(1)这是利用了激光的 ( )
A.单色性 B.方向性 C.高能量 D.粒子性
(2)纳米科技是人类认识自然的一个新层次,1 nm 等于 ( )
A.10-6 m B.10-9 m C.10-10 m D.10-12 m
(3)对DNA进行修复,属于 ( )
A.基因突变 B.基因重组 C.基因互换 D.染色体变异
12.已知某一硅酸盐可表示为Mga(Si4O10)(OH)b(其中a、b为正整数),试回答:
(1)a与b应满足的关系是(写表达式)___________________________________________;
(2)a能否等于2?__________(填“能”“不能”“无法确定”)
(3)a=3的硅酸盐的表达式(以氧化物的形式表示)_____________________。
13.氮化硅是一种高温陶瓷材料,它的硬度大、熔点高、化学性质稳定,工业上曾普遍采用高纯硅与纯氮在1300℃反应获得。
(1)根据性质,推测氮化硅陶瓷的用途是__________(填序号)。
A.制汽轮机叶片 B.制有色玻璃
C.制永久性模具 D.制造柴油机
(2)写出N的原子结构示意图:__________,根据元素周期律知识,请写出氮化硅的化学式:___________________。
(3)氮化硅陶瓷抗腐蚀能力强,除氢氟酸外,它不与其他无机酸反应。试推测该陶瓷被氢氟酸腐蚀的化学方程式: 。
(4)现用四氯化硅和氮气在氢气气氛保护下,加强热发生反应,可得较高纯度的氮化硅,反应的化学方程式为 。
14、获取知识和信息是现代人不可缺少的素质,信息产业的飞速发展离不开材料科学的推动。
(1)光导纤维是一种能高质量传导光的玻璃纤维,利用光缆通讯,能同时传输大量信息。制造光纤电缆的主要原材料的化学式是______________,它属于_______________材料。
(2)信息产业的核心材料是高纯度的硅,高纯度的单晶硅生产方法之一:
SiO2Si(粗硅)SiHCl3(沸点31.5℃)Si超纯硅(多晶硅)单晶硅
近代用得较多的另一种方法(之二)是:用金属硅化物(Mg2Si)与盐酸作用制得硅烷,再热分解硅烷可得高纯硅。
单晶硅可用来制作大规模集成电路、整流器等,硅纯度越高,大规模集成电路的性能就越好。
根据上述信息回答以下问题:
(2)从方法一生产单晶硅的过程看,由碳还原得到的硅为何还要进一步处理?
(3)写出方法二中,生产高纯硅的两个化学反应方程式:
①_______________________________________。
②_______________________________________。

15.初时,人们用铅做成的铅棒写字,以后又用碳棒代替铅棒,再发展到现代用的普通铅笔.部分普通铅笔的种类标号及其笔芯原料的配比如下表:

回答下列问题:
(1)用普通铅笔写字比用铅棒、碳棒写字优越的理由是什么?


(2)HB、2H、3H、3B、2B铅笔的硬度由大
…………………………
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“高中化学:新课标人教版高二选修二_第三单元课题1_无机非金属材料_教案.doc”内容如下:


第三章 化学与材料的发展
第一节 无机非金属材料

教材分析
《无机非金属材料》是人教版高中化学选修二第三单元《化学与材料的发展》第一节的教学内容,主要学习的是一些常见的传统和新型无机非金属材料,重点了解陶瓷、玻璃,水泥,新型陶瓷的特点、用途、应用情况。本章节内容稳合选修二(化学与技术)课程的设置理念,也暗合STS教育理念,新能源,新材料是当今社会发展的一个主旋律。
《无机非金属材料》被安排在本章内容的第一节,突出表现出这一节内容在实际生产应用中的重要作用。在必修一中我们重点探究学习过了“无机非金属材料的主角---硅”的知识,了解到一些常见的硅酸盐以及它们的相关知识性质,也初步认识到了几种常见的硅酸盐产品---陶瓷,玻璃及水泥,对新型无机非金属材料也有些雏形的了解。
本节内容,在本章的学习中起着统筹作用,为后面两节内容做了铺垫,学生在学完本节内容后,对于化学与材料就有了一个整体上的把握及感性认知。
二、学情分析
【学生“起点能力”分析】
学生在重点学习了必修一“无机非金属材料的主角---硅”的内容后,对于常见的硅酸盐材料陶瓷,玻璃及水泥有了一定的认知,并通过实验探究也掌握了Na2SiO3的性质,有了这些基础,学生接触新知识也比较自然顺畅了。
【学生“生活概念”分析】
由于本节内容较多地渗透了化学物质在生活中的应用,联系实际的面较宽,因此要求学生掌握更多的生活概念。学生在预习时已经按照我先前的引导查阅了相关知识,有了一定的生活基础。
【学生“认知方式”分析】
学生理解能力基本上没问题,但是处理信息能力及对信息联系生活实际加以应用的能力较差,因此在教学中要加强学生这些能力的培养。
三、教学目标
【知识与技能】
1,列举说明我们生活中存在的一些无机非金属材料;
2,知道陶瓷、玻璃和水泥的主要化学成分、生产原料及其用途;
3,熟悉几种应用广泛的新型陶瓷,掌握高纯度单晶硅的工业制备方法,掌握石墨与金刚石
的性质差异;
4,举例说明无机非金属材料的特点。
【过程与方法】
1,通过幻灯片列举的生活现象,帮助学生直观感受无机非金属材料,让学生认识到无机非
金属材料就在我们身边,正在各方面被广泛应用;
2,通过引导学生观察、分析实验现象,让学生们体会怎样运用观察法进行实验探究;
3,通过观察实验现象,让学生掌握到玻璃等无机非金属材料的主要成分是Na2SiO3和
Ca2SiO3。
【情感态度与价值观】
1,通过创设的问题情境,互动的氛围,培养学生严谨的学习态度,使学生体会探究的乐趣。2,激发学生学习化学的兴趣,使学生认识无机非金属材料的广泛用途,帮助学生养成自主
关注与化学相关的社会问题的习惯。
3,通过介绍与无机非金属材料有关的正反两面的社会性新闻,譬如触目惊心“豆腐渣”工
程,引导学生树立健全正确的情操观,价值观,人生观,做一个正直的化学人,社会人。
四、教学重难点
【教学重点】
1、掌握陶瓷、玻璃和水泥的主要化学成分、生产原料及其用途等;
2、掌握几种新型无机非金属材料的特点、用途和发展;
3、了解工业上高纯硅的制备方法。
【教学难点】
1、理解掌握传统无机非金属材料硅氧结构[SiO4]4-的特殊性对其物理化学性质的影响;
2、通过对新型无机非金属材料的介绍,激发起学生学习积极性,培养学生热爱科学的情感。
教学思路
【总体思路】以学生活动为主体,通过情境设置、教师引导,提出生活中常见的无机非金属材料;以探究学习为基本方法,理论与实际相结合,认知了解无机非金属材料的原料,特点及用途;此外利用好“思考与交流”、“科学史话”、“资料卡片”等栏目。
【过程】创设生活情景,引导学生发现——提出问题,引起讨论——实验探究、直观感受——总结深化,交流思考——概括建立无机非金属材料认知体系——实际运用
六、学法指导
直接观察法、讨论探究、合作交流、联系生活实际等,学生要敢思会思、高效合作、学会交流、乐于探究、善于总结。
教学过程设计



第一课时

教师活动
 学生活动
 学生活动

传统硅酸盐材料
【引言】
陶瓷,玻璃,水泥等材料及它们的制品在我们生活中随处可见,由于这些材料的化学组成大多属于硅酸盐材料,所以一般称为硅酸盐材料。
自然界中的沙石,黏土以及石英、高岭石等矿物的主要成分都是硅酸盐类或硅的氧化物,人们就是以它们为原料制造出了各种多彩炫目的无机非金属材料,广泛应用于生活中,下面就让我们来认识一下它们的世界吧!
【展示图片】原始洞穴
石头村
老北京四合院
【过渡】这些原始简陋朴素的房屋,经过了岁月风雨的洗
礼,依然保留的完好无缺,从这里我们可以看出
硅酸盐材料诸如耐腐蚀,稳定性好的特点。
【提问】你能举例说明在你自己的生活中有哪些几种常见
的无机非金属材料吗?
【展示图片】陶瓷(唐三彩、宋钧瓷),陶瓷制作流程
水泥、玻璃、生活中的无机非金属材料
【引导】看到这些图片,是否对无机非金属材料有了全新
的认识呢?硅酸盐材料的主要成分是什么呢?


【演示实验1】老师演示实验3-1。
【操作】将少量玻璃粉末放入试管中,向其中加入少量蒸
馏水,振荡,加入1~2滴酚酞溶液。
【组织讨论】让同学们根据实验现象在组内讨论。
【提问】通过观察发现玻璃粉部分溶解,溶液逐渐变成淡
红色,结合以前学习过的相关知识,猜测其可能组分?
【板书】玻璃粉中可能含有可溶性及难溶性的硅酸盐
【讲述】玻璃的化学性质很稳定,碾成粉末状后经振荡后微溶于水,水解后,溶液呈碱性

【演示实验2】下面我们来探究变色玻璃的原理
【操作1】打开钠光灯,用强光照射变色玻璃(主要成分AgBr,CuO)
【操作2】关闭钠光灯,在黑暗环境中静至一段时间再观察
【组织讨论】让同学们根据实验现象在组内讨论。
【提问】玻璃表面呈现暗棕色可能原因是什么?发生了什么样的化学反应?
【讲述】
1,当强光照射到玻璃上,溴化银分解为银和溴单质,分解出的银原子聚集成银的微小晶粒,使玻璃呈现暗棕色,能挡住大部分光线



2,光线变暗,银和溴在氧化铜的催化作用下,重新生成溴化银。于是玻璃的颜色自动变浅,透光性增强。




【板书】2.3.1 无机非金属材料
一、硅酸盐材料
俗称硅酸盐材料,常见的有陶瓷、玻璃、水泥。
物理性质:硬度大,难溶,绝缘,耐腐蚀,稳定性好
二、硅酸盐材料简介
陶瓷优点:
抗氧化,抗酸碱腐蚀,耐高温,绝缘,易成型等
玻璃制造:
CaCO3 +SiO2 CaSiO3 + CO2
Na2CO3+SiO2 Na2SiO3+CO2
水泥特点:
在空气和水中易硬化,是非常强的粘合剂。
【小结】本堂课运用实验法解决了实际问题及课堂实验,使学生了解无机非金属材料的物理性质,掌握无机非金属材料的化学性质。老师发问,让同学简要概括本节课所学的主要内容。
【课堂练习】
无机非金属材料一般被称为_______,常见的无机非金属材料有____、____、____,具备的物理性质包括____、____、____、____、____。
…………………………
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“高中化学:新课标人教版高二选修二_第三单元课题1_无机非金属材料_课件.ppt”内容如下:


该ppt共有44张ppt
----第1张ppt内容:------
无机非金属材料
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同学们,以下工业建筑及生活用品都是有那些材料构成的?
水泥
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玻璃
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中国陶瓷珍品之清彩瓷
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中国陶瓷珍品之清青花
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唐三彩
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思考与交流
通过,以上幻灯片提示,谁能说出什么是硅酸盐材料?自然界中那些物质是硅酸盐或硅的氧化物?传统硅酸盐产品以什么物质为原料生产?原料又有什么结构特殊性?
陶瓷、水泥、玻璃等是硅酸盐材料;沙石、黏土、石英、石棉、高龄石等许多矿物是硅酸盐或硅的氧化物;传统硅酸盐产品以黏土、钾长石和钠长石为原料。
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结构中都含有硅氧四面体
特点:稳定性高、硬度高、熔点高、难溶于水、绝缘、耐腐蚀等
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1. 陶瓷(China)
主要原料:黏土
传统生产过程:混和、成型、干燥、烧结、冷却
反应原理:复杂的物理、化学变化
主要成分:硅酸盐
主要特性:抗氧化、抗酸碱腐蚀、耐高温、绝缘、易成型等优点。
一、传统硅酸盐材料
----第12张ppt内容:------
陶瓷器制造过程示意图
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你能说出陶釉的成分吗?
金属及金属氧化物,如红色Cu2O。
----第14张ppt内容:------
我国古代人民真伟大,向他们学习!
----第15张ppt内容:------
二、玻璃
1. 原 ? 料:纯碱、石灰石和石英
2. 主要设备:玻璃熔炉
3. 生产过程:原料粉碎,玻璃熔炉中强热,成型冷却
4. 反应原理:复杂的物理、化学变化,主要反应
----第16张ppt内容:------
5. 主要成分:Na2SiO3 ? CaSiO3 ? SiO2         
6. 主要性能:玻璃态物质,没有固定的熔点,在一定温度范围内逐渐软化。
(Na2O?CaO?6SiO2)
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玻璃的制造过程
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----第19张ppt内容:------
普通玻璃
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光学玻璃
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石英玻璃
钢化玻璃
光学玻璃
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钢化玻璃
----第23张ppt内容:------
----第24张ppt内容:------
2. 水泥:
主要原料:黏土和石灰石
主要设备:水泥回转窑
生产过程:生料研磨,高温煅烧得熟料,再加石膏研成粉末得普通硅酸盐水泥
辅助原料:石膏—作用是调节水泥硬化速度
----第25张ppt内容:------
----第26张ppt内容:------
水泥回转窑
----第27张ppt内容:------
主要成分:硅酸三钙(3CaO?SiO2)、 ?硅酸二钙(2CaO?SiO2)、铝酸三钙(3CaO?Al2O3)等
主要性能:水硬性
主要用途:建筑、修路。?如:水泥砂浆、混凝土、钢筋混凝土 。
反应原理:复杂的物理、化学变化
学与问
你听说过豆腐渣工程吗,产生现象的原因很多,但都与水泥标号有关,查阅资料了解水泥标号有关问题。
----第28张ppt内容:------
定 义:
特 性:
种 类:
具有特殊结构和特殊功能(性质)的新材料。
能承受高温、强度大:氮化硅陶瓷(耐1200OC) 具有光学特性:光导纤维具有电学特性:K3C60超导体 具有生物功能:如Ca3(PO4)2系陶瓷
用 途:
氮化硅陶瓷
光导纤维
医学、日常生活、交通、通讯、机械、建筑航空、航天等
二、新型无机非金属材料
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碳化硅SiC,俗称金刚砂。熔点高(2450℃),硬度大(9.2),是重要的工业磨料。如其中掺入某些杂质,会使之出现半导体,作为高温半导体,用于电热元件。作为高温结构陶瓷,日益受到人们的重视。它最适宜的应用领域是高温、耐磨和耐蚀的环境,现已用作火箭喷嘴,热电偶保护管,热交换器和耐磨、耐蚀的零件。
碳化硅制成的涡轮叶片
1、新型陶瓷
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氮化硅陶瓷(Si3N4 )是灰白色固体,硬度为9,是最硬的材料之一。它的导热性好且膨胀系数小,可经受低温高温、骤冷骤热反复上千次的变化而不破坏,因此是十分理想的高温结构材料。
----第31张ppt内容:------
科技人员发现,如果用耐高温的陶瓷,如氮化硅陶瓷等代替合金钢制造陶瓷发动机,其工作温度可达1300℃~1500℃。 美国军方曾做过一次有趣的实验:在演习场200米跑道的起跑线上,停放着两辆坦克,一辆装有500马力的钢质发动机,而另一辆装有同样马力的陶瓷发动机。陶瓷发动机果然身手不凡,那辆坦克仅用了19秒钟就首先到达终点,而钢质发动机坦克在充分预热运转后,用了26秒才跑完全程。其奥秘就在于陶瓷发动机的热效率高,不仅可节省30%的热能,而且工作功率比钢质发动机提高45%以上。另外,陶瓷发动机无需水冷系统,其密度也只有钢的一半左右,这对减小发动机自身重量也有重要意义。
----第32张ppt内容:------
交流
1、新兴陶瓷材料具有那些优良的性能?2、碳化硅结构同硅相似,分析其可能的性质。3、写出制取碳化硅、氮化硅的化学反应方程式。
SiO2+3C=SiC+2CO↑3Si+2N2=Si3N43SiCl4+2N2+6H2=Si3N4+12HCl
原子晶体
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----第34张ppt内容:------
由硅石?粗硅?高纯多晶硅(纯度在9个“9”以上(99.9999999%以上)?单晶硅(1) 粗硅的制备:又称工业硅,纯度在95%?99%的硅(反应要点 高温1600℃?1800℃)
(2)SiHCl3的制备 多用粗硅与干燥氯化氢在200℃以上反应:Si十3HCl==SiHCl3+H2
(3)精馏提纯后的SiHCl3用高纯氢气还原得到多晶硅 SiHCl3十H2==Si十3HCl
2、现代信息技术材料----单晶硅
 SiO2(s)十2C(s)=Si(s)十2CO(g)
----第35张ppt内容:------
阅读:科学视野—太阳能电池
----第36张ppt内容:------
3.石墨、金刚石、C60新材料诞生新技术
讨论
1.高压合成金刚石的局限性?2.化学气相沉积法制造金刚石薄膜的原理是什么?
----第37张ppt内容:------
注 意:
金刚石 石墨 C60 之间的关系?
碳的三种物质形态
----第38张ppt内容:------
C60及其应用前景 ? C60的发现
…………………………
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