人教版高中化学选修2第15课时《新型无机非金属材料》导学案
山西省运城中学高中化学人教版选修2备课资料第三单元 课题1 无机非金属材料(课件+教案+学案,4份)
课题1 无机非金属材料●了解传统的硅酸盐工业的生产特点，知道其生产原理和产品的主要成分。
●能举例说明无机非金属材料的特点。
●讨论社会发展和科技进步对材料的要求，认识化学对材料科学发展的促进作用。
〔知识梳理〕1．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．制造普通玻璃的原料有、、，发生的主要反应的化学方程式是、。
3．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，即具有性，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。
4．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。
5．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，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，即可以得到高纯硅。
写出以上反应的化学方程式、。
6．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。
7．1985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：⑴C60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。
⑴金刚石、石墨、足球烯、碳纳米管物理性质是否相同？，原因是。
⑵常温下足球烯和碳纳米管的化学性质是否活泼？，简要说明原因。
⑶请你设计一个方案，证明足球烯和纳米碳管是由碳元素组成的（以足球烯为例，用文字简要叙述）：。
高中化学人教版选修2教案 无机非金属材料_最新修正版
无机非金属材料一、教材分析和建议本课题是按照资源、材料和（化学）技术间的关系展开的，也是组织化学与材料的发展这一单元内容的主线。
首先是资源，传统无机非金属材料（如陶瓷、玻璃、水泥等）大都直接取材于自然界，所以，决定社会发展水平的材料生产对资源的依赖程度很高。
在自然界中，有的资源十分丰富，如空气、水、黏土等，因此，人类使用的原始材料大多直接来自天然产物，如果实现自然资源的深度开发，就需要依赖材料、工具的发展来支持。
如何更加合理地开发自然资源，如何从初级材料转化为适合某种技术需要的材料，需要依靠化学家对物质中所含有元素的提炼或原子的重新组合。
例如，二氧化硅是一种极其丰富的资源，但硅特别是高纯度硅却是一种人造的材料，没有高纯度硅，现代信息技术就不可能实现。
化学对技术所需的具有某种特殊性能材料的研制，已经成为现代科技发展的先决条件之一。
化学家研制的千万种新的化合物，为技术发展提供可供开发的材料资源。
有了技术发明，没有适合这种技术的材料，只能是无米之炊；只有材料，没有利用这种材料的高技术，这种材料就无法实现它的实际价值。
所以，从化学与技术和材料之间的关系，我们可以说化学为技术进步可以提供重要的材料支持。
基于上述考虑，本课题从传统硅酸盐材料引入，到新型无机非金属材料，再到，说明新材料可以诞生新科技，使关于化学与材料发展关系的石墨、金刚石和Ｃ60阐述，层次清楚、条理分明。
教学建议如下：1. 陶瓷、玻璃和水泥等传统硅酸盐材料，与我们的日常生活紧密相关，它们的一些性质和特点可以被学生直观地观察和认识。
需要指出的是，虽然，人类制造和使用这些材料及其制品已有几千年的历史（玻璃和水泥除外），但它们的化学组成大多比较复杂，目前对于它们生产原理的认识还是有限的，即使一些生产过程实现了连续化、自动化，其中的经验成分仍然很大。
高中阶段，主要使学生理解硅酸盐材料的稳定性强、硬度高、熔点高、难溶于水、耐腐蚀等特点，是由其中的关键结构成分硅氧四面体决定的。
新人教版化学选修2高中《无机非金属材料》教案
新人教版化学选修2高中《无机非金属材料》教案●了解传统的硅酸盐工业的生产特点，知道其生产原理和产品的主要成分。
●能举例说明无机非金属材料的特点●讨论社会发展和科技进步对材料的要求，认识化学对材料科学发展的促进作用。
〔知识梳理〕1．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．制造普通玻璃的原料有、、，发生的主要反应的化学方程式是、。
3．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，即具有性，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。
4．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。
5．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，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，即可以得到高纯硅。
写出以上反应的化学方程式、。
6．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。
7．1985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：⑴C60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。
⑴金刚石、石墨、足球烯、碳纳米管物理性质是否相同？，原因是。
⑵常温下足球烯和碳纳米管的化学性质是否活泼？，简要说明原因。
⑶请你设计一个方案，证明足球烯和纳米碳管是由碳元素组成的（以足球烯为例，用文字简要叙述）：。
人教版高中化学选修2精品学案：第3单元课题1 无机非金属材料
A．新型陶瓷材料和传统陶瓷材料都是硅酸盐材料
B．新型陶瓷材料又叫精细陶瓷或高性能陶瓷
C．制造新型陶瓷制品的原料以天然矿物为主
D．现在已经制造出的新型陶瓷材料大都性能优异，具有很好的延展性和超塑性
二、新型无机非金属材料
氮化硅
氮化硅的制造方法有多种，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3Si＋2N2 Si3N4；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。
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↑，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。
如何把硅酸盐由盐的书写形式改写为氧化物的形式？
提示：把硅酸盐由盐的书写形式改写为氧化物的形式的方法是：xMO·nSiO2·mH2O[如果有(OH)n时]，其中MO表示金属氧化物，x、n、m均由组成中有关原子的个数决定。复杂硅酸盐改写成氧化物的顺序为碱性氧化物、两性氧化物、酸性氧化物、水。
传统硅酸盐材料的原料
下列说法中，正确的是( )
A．制陶的主要原料是石英砂
B．制作陶器一般分为制泥、成型、干燥、烧结、冷却等步骤
C．制陶过程中温度越高越好，这样制得的陶器牢固
D．在氧化气氛中烧制得灰陶，在还原气氛中得红陶
5.3.1新型无机非金属材料教学设计2023-2024学年高一下学期化学人教版(2019)必修第二册
-熔融法：通过熔融状态下的化学反应制备材料。
-溶胶-凝胶法：通过溶胶到凝胶的转化过程制备材料。
4.新型无机非金属材料的应用领域：
-高温材料：如陶瓷发动机、高温超导等。
-电子材料：如半导体器件、光电子器件等。
-光学材料：如光纤、激光晶体等。
-环保材料：如催化剂、吸附剂等。
-生物材料：如骨替代材料、生物传感器等。
5.新型无机非金属材料的性能与制备关系：
-制备方法对材料性能的影响：如制备温度、压力、时间等条件对材料结构、结晶度、缺陷等的影响。
-材料性能的优化：通过制备方法的改进和材料的结构设计，提高材料的性能。
6.新型无机非金属材料的研发趋势：
-多功能化：开发具有多种性能的材料，满足不同领域的需求。
本节课的核心素养目标主要包括科学探究、证据推理、创新思维和责任意识。
1.科学探究：通过介绍新型无机非金属材料的制备方法和工艺流程，引导学生运用观察、实验、分析等科学方法，培养学生的科学探究能力。
2.证据推理：在分析新型无机非金属材料的性质和应用时，引导学生运用已有的知识，从事实和数据中找出规律，进行逻辑推理，培养学生的证据推理能力。
3.创新思维：在介绍新型无机非金属材料的应用领域时，引导学生思考和提出新的问题和解决方案，激发学生的创新思维。
4.责任意识：通过了解新型无机非金属材料在现代科技领域的应用，引导学生认识到材料科学对社会和环境的影响，培养学生的责任意识。
本节课的核心素养目标符合新教程的要求，有助于培养学生的科学素养和创新能力，使学生在学习的过程中能够更好地将知识应用于实际生活中。
过程：
选择几个典型的的新型无机非金属材料案例进行分析。
详细介绍每个案例的背景、特点和意义，让学生全面了解新型无机非金属材料的多样性或复杂性。
5.3.2新型无机非金属材料教学设计2023-2024学年高一下学期化学人教版(2019)必修第二册
-新型无机非金属材料在环保、可持续发展方面也具有重要意义。
2.当堂检测：
-选择题：围绕新型无机非金属材料的分类、性质和应用，设计10道选择题，检验学生对课堂知识的掌握。
-问答题：针对纳米材料、复合材料和高温超导材料的制备方法及应用，设计5道问答题，考察学生对知识点的理解和运用。
核心素养目标分析
本节课旨在培养学生的化学学科核心素养，通过学习新型无机非金属材料，使学生能够形成以下能力：1.掌握无机非金属材料的分类、性质、制备方法及应用，提高物质观念与分类观；2.培养学生的科学探究能力，通过实例分析，学会运用化学知识解决实际问题；3.增强学生的科学态度与责任，了解新型无机非金属材料在可持续发展中的作用，提高环保意识；4.培养学生的创新意识与团队合作精神，通过小组讨论，激发学生对材料科学领域的兴趣。
-实践题：让学生结合实际生活，举例说明新型无机非金属材料在某一领域的应用，并分析其优势。
-小组讨论题：分组讨论新型无机非金属材料在可持续发展中的作用，提出至少3个方面的应用案例。
课后拓展
1.拓展内容：
-阅读材料：《21世纪的新型无机非金属材料》，介绍纳米材料、复合材料和高温超导材料在科技发展中的重要作用。
2.课后自主学习和探究：
-研究新型无机非金属材料在新能源领域的应用，如锂离子电池、太阳能电池等，了解其工作原理和优势。
-分析复合材料在航空航天、汽车制造等行业的应用案例，探讨其力学性能、耐腐蚀性等方面的特点。
-调查高温超导材料在磁悬浮列车、医疗设备等领域的应用现状，了解其发展前景和挑战。
-自主设计实验，探索纳米材料的制备方法及其在催化、医药等领域的应用。
高中化学 第三单元 化学与材料的发展 3.1 无机非金属材料学案 新人教版选修2
3.1 无机非金属材料1．传统硅酸盐材料概述(1)生产原料：黏土、石英、钾长石、钠长石等。
(2)结构：一般都含有[SiO 4]4－。
(3)共性：大多具有稳定性强、硬度高、熔点高、难溶于水、绝缘、耐腐蚀等特点。
2．陶瓷(1)制备原料：黏土、水、彩釉。
(2)条件：高温烧结。
(3)种类：土器、炻器、瓷器等。
(4)性质：抗氧化、抗酸碱腐蚀、耐高温、绝缘、易成型等。
3．玻璃(1)生产原料：石英砂、石灰石、纯碱。
(2)主要成分：Na 2SiO 3和CaSiO 3。
(3)反应原理：Na 2CO 3＋SiO 2=====高温Na 2SiO 3＋CO 2CaCO 3＋SiO 2=====高温CaSiO 3＋CO 2(4)特种玻璃： 品种主要有：石英玻璃、光学玻璃、玻璃纤维、钢化玻璃等。
4．水泥(1)原料：石灰石、黏土和辅助原料(如石膏等)。
(2)主要成分：3CaO·SiO 2、2CaO·SiO 2、3CaO·Al 2O 3、4CaO·Al 2O 3·Fe 2O 3等。
(3)性质：在空气和水中逐渐硬化。
(4)用途：作建筑材料，制成水泥砂浆或混凝土。
[跟随名师·解疑难](1)陶釉料中主要含有一些金属及金属氧化物，如红色Cu 2O 。
(2)玻璃没有固定的熔点，在一定温度范围内逐渐软化。
在软化状态时，可以被吹成各种形状的玻璃制品。
(3)石膏的作用是调节水泥的硬化速度。
(4)水泥的主要成分常用氧化物的形式表示，但水泥的主要成分是硅酸盐、铝酸盐，而不是氧化物。
(5)水泥吸水能力强，储存和运输过程中注意防水、防潮。
[剖析典例·探技法][例1] 下列有关传统硅酸盐材料的说法不．正确的是( )A ．生产普通玻璃和普通水泥的原料中都含有石灰石B ．玻璃加热熔化时有固定的熔点C ．生产陶瓷的原料主要为硅酸盐D ．玻璃的成分中含有SiO 2，不能用带磨砂玻璃塞的试剂瓶盛放烧碱[名师解析] 生产玻璃的主要原料是石英砂、石灰石和纯碱，生成水泥的主要原料是石灰石和黏土，生产陶瓷的主要原料是黏土，黏土的主要成分是Al 2O 3·2SiO 2·2H 2O ，为硅酸盐。
5.3无机非金属材料教学设计2024-2025学年高一化学人教版(2019)必修第二册
教学方法/手段/资源：
- 讲授法：通过详细讲解，帮助学生理解无机非金属材料的知识点。
- 实践活动法：设计实践活动，让学生在实践中掌握相关技能。
- 合作学习法：通过小组讨论等活动，培养学生的团队合作料的知识点，掌握相关技能。
- 反思总结法：引导学生对自己的学习过程和成果进行反思和总结。
作用与目的：
- 巩固学生在课堂上学到的无机非金属材料知识点和技能。
- 通过拓展学习，拓宽学生的知识视野和思维方式。
- 通过反思总结，帮助学生发现自己的不足并提出改进建议，促进自我提升。
六、学生学习效果
1. 知识掌握：学生能够理解无机非金属材料的概念、性质、分类和应用，掌握相关的基本化学知识。
1. 多媒体设备：利用多媒体课件展示无机非金属材料的图片和视频，增强学生的直观感受和兴趣。
2. 教学软件：运用化学教学软件进行模拟实验和动画演示，帮助学生更好地理解无机非金属材料的性质和变化。
3. 网络资源：引导学生利用网络资源查找有关无机非金属材料的案例和应用，拓宽学生的知识视野。
五、教学实施过程
学生活动：
- 自主阅读预习资料：按照预习要求，自主阅读预习资料，理解无机非金属材料的概念、性质、分类和应用。
- 思考预习问题：针对预习问题，进行独立思考，记录自己的理解和疑问。
- 提交预习成果：将预习成果（如笔记、思维导图、问题等）提交至平台或老师处。
教学方法/手段/资源：
- 自主学习法：引导学生自主思考，培养自主学习能力。
3. 请学生通过实验操作，观察并描述无机非金属材料的性质。
4. 请学生设计一个实验，探究无机非金属材料的某个性质。
高中化学 第五章 化工生产中的重要非金属元素 3.2 新型无机非金属材料教案高二化学教案
【第2课时 新型无机非金属材料】之小船创作课前自主预习一、硅1．物理性质 晶体硅是有金属光泽的灰黑色固体，熔点高、硬度大、有脆性。
晶体硅的导电性介于导体和绝缘体之间，是良好的半导体材料。
2．化学性质(1)稳定性：常温下硅的化学性质不活泼，只能与氟气(F 2)、氢氟酸(HF)和强碱溶液反应。
化学方程式分别为：Si ＋2F 2===SiF 4，Si ＋4HF===SiF 4↑＋2H 2↑，Si ＋2NaOH ＋H 2O===Na 2SiO 3＋2H 2↑。
(2)还原性：在加热条件下，硅能与一些非金属单质发生反应：Si ＋2Cl 2=====高温SiCl 4，Si ＋O 2=====△SiO 2，Si ＋C=====高温SiC 。
3．工业制法(1)制粗硅：SiO 2＋2C=====高温Si(粗)＋2CO↑；(2)粗硅提纯：Si ＋3HCl =====300 ℃SiHCl 3＋H 2，SiHCl 3＋H 2=====1 100 ℃Si ＋3HCl 。
4．用途(1)用做半导体材料，制造集成电路、晶体管、硅整流器等半导体器件。
(2)制合金，如含硅4%的钢可制成变压器的铁芯，含硅15%的钢可制造耐酸设备等。
(3)制造光电池，将光能直接转换为电能。
二、二氧化硅1．硅元素的存在(1)存在在地壳中硅的含量为26.3%，仅次于氧；主要以氧化物及硅酸盐的形式存在，因为硅是一种亲氧元素。
(2)原子结构硅原子的原子结构示意图最外层有4个电子，反应中既不易失去电子也不易得到电子，能形成＋4价的化合物。
2．二氧化硅(1)存在SiO 2的存在形态有结晶形和无定形两大类，水晶、玛瑙的主要成分是结晶的二氧化硅。
(2)结构SiO2晶体是由Si和O按原子数之比为12的比例组成的立体网状结构的晶体。
每个硅原子周围结合4个O原子，每个O周围结合2个Si原子。
(3)物理性质熔点高；硬度大；溶解性：不溶于水。
(4)化学性质(5)用途①沙子是基本的建筑材料。
2024新教材高中化学第五章化工生产中的重要非金属元素第三节无机非金属材料教案新人教版第二册
1.总结本节课的主要知识点，加深学生对无机非金属材料的理解。
2.强调学习无机非金属材料的意义，激发学生的学习兴趣。
五、作业布置（5分钟）
1.根据本节课的内容，布置相关的习题和思考题，巩固所学知识。
2.鼓励学生在课后查阅资料，了解无机非金属材料的最新发展动态。
核心素养目标分析
本节课围绕无机非金属材料，旨在培养学生的化学学科核心素养，主要体现在以下几个方面：
-信息技术手段：利用在线平台和微信群，实现资源的共享和预习进度的监控。
作用与目的：
-帮助学生提前接触课程内容，为课堂学习做好充分准备。
-培养学生的独立思考能力和预习习惯。
2.课中强化技能
教师活动：
-导入新课：通过展示日常生活中的无机非金属材料制品，如陶瓷碗、玻璃杯等，引出本节课的主题。
-讲解知识点：详细讲解陶瓷、玻璃、水泥的成分、性质和制备方法，结合实物样品和视频资料。
二、新课内容学习（25分钟）
1.介绍无机非金属材料的定义、分类及应用。
2.详细讲解陶瓷、玻璃、水泥的成分、性质、制备方法及应用。
3.结合课本，引导学生学习无机非金属材料在现代工业及环保中的重要性。
三、案例分析（10分钟）
1.分析实际生活中的无机非金属材料应用案例，如新型陶瓷、环保玻璃等。
2.让学生了解无机非金属材料在科技发展和环境保护中的重要作用。
学生活动：
-完成作业：学生认真完成作业，巩固课堂所学。
-拓展学习：利用老师推荐的资源，进行更深入的探索和学习。
-反思总结：学生对本节课的学习过程进行反思，总结收获和不足，提出改进措施。
教学方法/手段/资源：
-自主学习法：鼓励学生自主完成作业和拓展学习，培养学习习惯。
河南省荥阳三中高中化学 化学与材料的发展(第15课时)《新型无机非金属材料》三案一课学案 新人教版选修2
第15课时新型无机非金属材料学案【学习目标】1.了解新型无机非金属材料与传统无机非金属材料的区别。
2.了解高温结构陶瓷和光导纤维的特点及用途。
【重点难点】高温结构陶瓷和光导纤维的特点及用途。
课前预习【情景材料】材料是人类生活必不可少的物质基础。
材料的发展史就是一部人类文明史。
没有感光材料，我们就无法留下青春的回忆；没有特殊的荧光材料，就没有彩色电视；没有高纯的单晶硅，就没有今天的信息技术；没有特殊的新型材料，神州八号飞船就无法上天。
可见，科技的发展和社会的进步往往受到材料的制约。
反过来，一种新材料的发现可能回给社会带来革命性的变化。
新材料在不断涌现如1985年发现了足球烯。
旧材料的功能也在拓展，如石英早就存在，石英钟的普及却是近几年的事，光导纤维使玻璃“老爷爷”又焕发了青春。
【预习内容】根据教材有关内容填写下列空白：二、新型无机非金属材料1．新型陶瓷新型陶瓷的组成已突破了以两种元素为主的传统组成体系，进一步提高了陶瓷的性能。
(1)碳化硅陶瓷①特性：硬度，化学性质，耐，可作航天器的涂层材料。
②工业上制取碳化硅的反应方程式：。
(2)氮化硅陶瓷①特性与用途：熔点，硬度，化学性质，在高温时仍可保持室温时的强度系数和硬度，可用于制造、和等。
②制取氮化硅(Si3N4)的反应式a．；b．。
2．现代信息基础材料——单晶硅(1)硅是目前半导体工业最重要的基础材料，制取纯度为95%～99%的硅(粗硅)的反应方程式为。
(2)用纯度为95%～99%的硅再生产高纯度硅的反应方程式是①；②。
3．石墨、金刚石和C60金刚石、石墨、C60是碳的重要同素异形体。
(1)在金刚石、石墨、C60中熔点由高到低的顺序是：。
(2)金刚石和石墨二者可以相互转化，二者的转化属于变化。
(3)气相沉积法制造金刚石薄膜的原理为：。
⑷20世界80年代，又发现了碳的另一类单质，是由一系列 个碳原子组成的分子， 如 ，其中 最具代表性，在锂、液氨和正丁醇溶液中，C 60 可与氢加成得到 和 ，C 60可能成为新型 材料，K 3C 60 具有 性，可开发出高温 材料。
5.3.1新型无机非金属材料教学设计2023-2024学年高一下学期化学人教版(2019)必修第二册
学校
授课教师
课时
授课班级
授课地点
教具
教材分析
标题：“5.3.1新型无机非金属材料教学设计2023-2024学年高一下学期化学人教版（2019）必修第二册”
本节课的教学内容是针对人教版（2019）必修第二册中的“5.3.1新型无机非金属材料”。这部分内容是在学生已经掌握了无机非金属材料的基本概念和性质的基础上进行学习的，旨在让学生了解和掌握新型无机非金属材料的特点、性质和应用。
5.课堂展示与点评（15分钟）的认识和理解。
过程：
各组代表依次上台展示讨论成果，包括主题的现状、挑战及解决方案。
其他学生和教师对展示内容进行提问和点评，促进互动交流。
教师总结各组的亮点和不足，并提出进一步的建议和改进方向。
6.课堂小结（5分钟）
（二）在课堂讨论和小组合作中，部分学生参与度不高，影响教学效果。
（三）在实验操作中，部分学生对实验原理和方法理解不足，影响实验结果的准确性。
3.改进措施
（一）在教学过程中，引入更多的实际案例和应用场景，让学生了解新型无机非金属材料在现实生活中的应用，激发学生的学习兴趣。
（二）在课堂讨论和小组合作中，采取一些激励措施，如设置小组奖励、进行小组汇报等，提高学生的参与度。
4.对课程学习的影响：针对本节课的内容，学生对新型无机非金属材料的性质和应用已有一定的了解，这有利于课堂的展开。然而，学生在证据推理、创新与实践能力方面存在不足，需要在教学中加强培养。同时，学生的行为习惯和学习态度对课程学习有直接影响，教师需要关注并及时调整教学策略。
5.教学策略调整：针对学生的学情分析，教师在教学中应注重培养学生的证据推理、创新与实践能力。针对学生的行为习惯和学习态度，教师应采取多样的教学手段和激励机制，提高学生的学习兴趣和积极性。同时，关注学生的个体差异，给予不同层次的学生适当的指导和关爱，确保每个学生都能在课堂上得到锻炼和提高。
2023-2024年人教版高中化学 导学案 无机非金属材料导学案
专题第五章化工生产中的重要非金属元素第三节无机非金属材料第 1 课时一、学习目标：1.了解硅的存在及用途;理解二氧化硅的物理、化学性质及其用途;2.了解传统无机非金属材料和新型无机非金属材料的用途。
学习重点：二氧化硅和硅酸的主要性质和用途学习难点：二氧化硅和硅酸的主要性质和用途二、导学指导与检测导学指导导学检测及课堂展示阅读课本P19-23完成右边相应内容一、硅酸盐材料(1)硅酸盐的结构、特点结构特点硅氧四面体硬度、熔点难溶于水、化学性质稳定、耐腐蚀等(2)硅酸盐材料主要成分制备过程陶瓷原料经高温烧结而成玻璃原料经混合、粉碎，在玻璃窑中熔融，发生复杂的物理和化学变化而制得水泥原料与其他辅料经混合、研磨后在水泥回转窑中煅烧，发生复杂的物理和化学变化，加入适量石膏调节水泥硬化速率，再磨成细粉即得玻璃生产中的两个重要反应：Na2CO3＋SiO2=====高温Na2SiO3＋CO2↑；CaCO3＋SiO2=====高温CaSiO3＋CO2↑。
（3）新型无机非金属材料，如高温结构陶瓷、光导纤维、生物陶瓷、压电陶瓷等。
二、硅单质1.存在：硅单质主要有和两大类。
2.物理性质：带有金属光泽的，熔点高，硬度大，有脆性。
3.化学性质(1)常温下不活泼，一般不与其他物质反应，但可以与氟、氢氟酸、碱反应。
与氟反应：；与氢氟酸的反应：；与碱性试剂如NaOH：；(2)在加热或者点燃的条件下可以与H2、O2、Cl2等反应，与O2反应：。
即时训练1：判断题硅在自然界中只以化合态的形式存在( )1．硅被誉为无机非金属材料的主角。
下列产品的主要成分不是硅酸盐的是( )A ．光导纤维B ．玻璃C ．水泥D ．陶瓷餐具2.工业上常利用反应2C ＋SiO2=====高温Si ＋2CO↑制备硅单质，该反应中所含元素化合价升高的物质是________(填化学式，下同)，氧化剂是________。
3.(2018·福建龙岩教学质量检查)“九秋风露越窑开，夺得千峰翠色来”是赞誉越窑秘色青瓷的诗句，描绘我国古代精美的青瓷工艺品。
人教版2020高中化学 第三单元 化学与材料的发展 3.1 无机非金属材料导学案(无答案)新人教版选修2
A.水泥B.玻璃C.Na2O·SiO2D.水玻璃
5．某元素位于元素周期性表的A族，它是良好的半导体材料，其金属性比非金属性强，所以通常认为它是金属，此元素可能是
A. Si B.Ge C.Sn D. Pb
6．传统无机非金属材料是指材料。新型无机非金属材料的特性有、、、。
⑴瓷器是中华文明的象征。在许多拉丁语系国家中，“瓷器”和“中国”都以“”这同一种字母拼音表示。
⑵我国素有“瓷都“之称的地方在哪里？我国最为著名的陶器产地在什么地方？有什么之称？
⑶列表分析陶瓷生产的原料、生产过程、反应条件、种类、性能。
主要原料
生产过程
反应条件
种类
性 能
2、玻璃:生产普通玻璃主要用料、反应条件、玻璃窑中发生的主要反应和主要成分
⑴写出由SiCl4和NH3制备Si3N4的化学方程式；
⑵分别写出粉末状的Si3N4和H2O及O2反应的方程式、
；
⑶为什么结构紧密的固体Si3N4不再受水和O2的侵蚀？
。
巩固练习
1.下列说法中错误的是( )
A.生产普通玻璃和普通水泥的原料中都含有石灰石
B.生产陶瓷和普通玻璃的原料中都含有石英
C.某些合成橡胶可用做生产黏合剂的主要原料
例题2.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。
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、陶瓷的生产的简单原理。
《无机非金属材料》 导学案
《无机非金属材料》导学案一、学习目标1、了解无机非金属材料的定义、分类和特点。
2、掌握常见的无机非金属材料，如陶瓷、玻璃、水泥等的组成、性能和应用。
3、理解无机非金属材料在现代科技和生活中的重要地位和发展趋势。
二、知识要点（一）无机非金属材料的定义与分类1、定义无机非金属材料是以某些元素的氧化物、碳化物、氮化物、卤素化合物、硼化物以及硅酸盐、铝酸盐、磷酸盐、硼酸盐等物质组成的材料。
2、分类（1）传统无机非金属材料：陶瓷、玻璃、水泥等。
（2）新型无机非金属材料：高温结构陶瓷、生物陶瓷、压电陶瓷、光导纤维等。
（二）陶瓷1、组成陶瓷是由黏土等天然原料经过粉碎、成型、高温烧结而成，其主要成分是硅酸盐。
2、性能（1）硬度高、耐高温、耐腐蚀。
（2）绝缘性好。
3、应用（1）日用陶瓷：餐具、茶具等。
（2）建筑陶瓷：地砖、墙砖等。
（3）工业陶瓷：化工陶瓷、电瓷等。
（三）玻璃1、组成普通玻璃的主要成分是硅酸钠、硅酸钙和二氧化硅。
2、性能（1）透明、坚硬、易碎。
（2）具有一定的化学稳定性。
3、应用（1）建筑玻璃：门窗玻璃、幕墙玻璃等。
（2）汽车玻璃。
（3）光学玻璃：用于制造透镜、棱镜等。
（四）水泥1、组成水泥的主要成分是硅酸三钙、硅酸二钙、铝酸三钙等。
2、性能（1）水硬性，能在水中硬化。
（2）强度高。
3、应用（1）建筑工程：混凝土、砂浆等。
（2）道路工程：水泥路。
（五）新型无机非金属材料1、高温结构陶瓷（1）氧化铝陶瓷：硬度高、耐高温、耐磨损。
（2）氮化硅陶瓷：具有高强度、耐高温、耐磨损、耐腐蚀等性能。
2、生物陶瓷具有良好的生物相容性，可用于人体组织修复和替代。
3、压电陶瓷能实现机械能与电能的相互转换，广泛应用于电子设备中。
4、光导纤维（1）成分：二氧化硅。
（2）特点：传输信息容量大、抗干扰性能好、保密性强。
（3）应用：通信、医疗、工业等领域。
三、学习方法1、结合生活实际，观察身边的无机非金属材料，加深对其性能和应用的理解。
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人教版高中化学选修2第15课时《新型无机非金属材料》导学案学案【学习目标】1.了解新型无机非金属材料与传统无机非金属材料的区别。
2.了解高温结构陶瓷和光导纤维的特点及用途。
【重点难点】高温结构陶瓷和光导纤维的特点及用途。
课前预习【情景材料】材料是人类生活必不可少的物质基础。
材料的发展史就是一部人类文明史。
没有感光材料，我们就无法留下青春的回忆；没有特殊的荧光材料，就没有彩色电视；没有高纯的单晶硅，就没有今天的信息技术；没有特殊的新型材料，神州八号飞船就无法上天。
可见，科技的发展和社会的进步往往受到材料的制约。
反过来，一种新材料的发现可能回给社会带来革命性的变化。
新材料在不断涌现如1985年发现了足球烯。
旧材料的功能也在拓展，如石英早就存在，石英钟的普及却是近几年的事，光导纤维使玻璃“老爷爷”又焕发了青春。
【预习内容】根据教材有关内容填写下列空白：二、新型无机非金属材料1．新型陶瓷新型陶瓷的组成已突破了以两种元素为主的传统组成体系，进一步提高了陶瓷的性能。
(1)碳化硅陶瓷①特性：硬度，化学性质，耐，可作航天器的涂层材料。
②工业上制取碳化硅的反应方程式：。
(2)氮化硅陶瓷①特性与用途：熔点，硬度，化学性质，在高温时仍可保持室温时的强度系数和硬度，可用于制造、和等。
②制取氮化硅(Si3N4)的反应式a．；b．。
2．现代信息基础材料——单晶硅(1)硅是目前半导体工业最重要的基础材料，制取纯度为95%～99%的硅(粗硅)的反应方程式为。
(2)用纯度为95%～99%的硅再生产高纯度硅的反应方程式是①；②。
3．石墨、金刚石和C60金刚石、石墨、C60是碳的重要同素异形体。
(1)在金刚石、石墨、C60中熔点由高到低的顺序是：。
(2)金刚石和石墨二者可以相互转化，二者的转化属于变化。
(3)气相沉积法制造金刚石薄膜的原理为： 。
⑷20世界80年代，又发现了碳的另一类单质，是由一系列 个碳原子组成的分子， 如 ，其中 最具代表性，在锂、液氨和正丁醇溶液中，C 60 可与氢加成得到 和 ，C 60可能成为新型 材料，K 3C 60 具有 性，可开发出高温 材料。
C 60 将在 材料和 元器件的制造中有潜在的应用价值。
预习内容答案二、1.Si 和O 高 稳定 2000℃高温 SiO 2＋3C SiC ＋2CO↑高 大 稳定 轴承 汽轮机叶片 发动机受热面3Si ＋2N 2Si 3N 4 3SiCl 4＋2N 2＋6H 2Si 3N 4＋12HCl 2.SiO 2＋2C Si ＋2CO↑ Si ＋3HClSiHCl 3＋H 2 Si ＋3HCl SiHCl 3＋H 23.石墨>金刚石>C 60 化学CH 4――――――――――――→微波或直流放电基本温度950 ℃、氢气、稀有气体C(金刚石)＋2H 2 偶数 C 60 、C 70 、 C 240、C 540、C 960 C 60 C 60H 18 C 60H 36 超导 复合 纳米堂中互动【问题探究1】常见新型无机非金属材料有几类？【教师点拨】阅读教材P52～P55，找到标题就可以。
分析解答:【即学即练1】有关材料分类正确的是( )A.硅酸盐材料属于新型无机非金属材料B.高温结构陶瓷属于新型的无机非金属材料，金属属于金属材料，但都属于结构材料C.新型无机非金属材料包括半导体材料、光导纤维、氧化铝陶瓷等D.氮化硅属于新型无机非金属材料，但不是高温结构材料1.C 【解析】A 项中硅酸盐材料不是新型的材料，而是传统的材料；B 项金属中有些材料不是结构材料；D 项中氮化硅也是高温结构材料。
【问题探究2】新型无机非金属材料有何特点？【教师点拨】现代科技赋予陶瓷在光、电、磁、化学和生物学等方面新的特性和功能，半导体材料、耐高温陶瓷、磁性陶瓷、透明陶瓷、牛物陶瓷等在信息、能源、生物等高新技术领域+得到广泛的应用。
分析解答：．．．A.新型无机非金属材料具有光学特性、生物功能、电学特性、耐高温、强度高B.光导纤维做通讯材料有许多优点，但怕腐蚀，铺设也很不方便C.高温结构陶瓷比金属材料具有许多优点，如不怕氧化、密度小等优点D.光导纤维除用于通讯外，还可以用于医疗、信息处理等许多方面2.B 【解析】 光导纤维的主要成分是二氧化硅，其性质稳定，耐腐蚀能力要比金属材料要强得多，所以，认为它怕腐蚀的说法是不正确的。
【问题探究3】硅是目前半导体工业最重要的基础材料，其导电特性对杂质等十分敏感，因此，如何制备高纯度的硅？【教师点拨】阅读教材P53，找到答案就可以。
分析解答：石英砂――→焦炭高温粗硅――→HCl 573 K 以上SiHCl 3(粗)――→精馏SiHCl 3(纯)――→H 21 357 K高纯硅 【即学即练3】硅单质及其化合物应用范围很广。
请回答下列问题：(1)制备硅半导体材料必须先得到高纯硅。
三氯甲硅烷(SiHCl 3)还原法是当前制备高纯硅的主要方法，生产过程示意图如下：石英砂――→焦炭高温粗硅――→HCl 573 K 以上SiHCl 3(粗)――→精馏SiHCl 3(纯)――→H 21 357 K高纯硅 ①写出由纯SiHCl 3制备高纯硅的化学反应方程式___________________________________ ________________________________________________________________________。
②整个制备过程必须严格控制无水无氧。
SiHCl 3遇水剧烈反应生成H 2SiO 3、HCl 和另一种物质，写出配平的化学反应方程式______________________________________________； H 2还原SiHCl 3过程中若混入O 2，可能引起的后果是______________________________。
(2)下列有关硅材料的说法正确的是________(填字母)。
A ．碳化硅化学性质稳定，可用于生产耐高温水泥B ．氮化硅硬度大、熔点高，可用于制作高温陶瓷和轴承C ．高纯度的二氧化硅可用于制造高性能通讯材料——光导纤维D ．普通玻璃是由纯碱、石灰石和石英砂制成的，其熔点很高E ．盐酸可以与硅反应，故采用盐酸为抛光液抛光单晶硅(3)硅酸钠水溶液俗称水玻璃。
取少量硅酸钠溶液于试管中，逐滴加入饱和氯化铵溶液，振荡。
写出实验现象并给予解释__________________________________________________。
3.(1)①SiHCl 3＋H 2=====1 357 K Si ＋3HCl ②SiHCl 3＋3H 2O===H 2SiO 3↓＋3H Cl↑＋H 2↑ 氧气与氢气混合，可能引起爆炸；氧气可能会氧化SiHCl 3 (2)ABC (3)现象：试管中有白色胶状沉淀生成，并且有刺激性气体生成 解释：Na 2SiO 3和NH 4Cl 均能够水解，二者相互促进，Na 2SiO 3水解生成H 2SiO 3，NH 4Cl 水解产生NH 3。
【解析】(1)①根据原子守恒即质量守恒可以写出SiHCl 3与H 2反应的化学方程式。
②SiHCl 3和H 2O 剧烈反应生成H 2SiO 3、HCl 和另一种物质，分析它们化合价的变化可知，而Cl 的化合价未发生变化，因此另一种元素即H 元素的化合价必定降低，即另一种物质是H 2。
(2)碳化硅、氮化硅为原子晶体，则A 、B 、C 都正确；D 中玻璃没有固定的熔点，盐酸不能与硅反应，而HCl 在573 K 以上的温度下可与硅发生反应。
因此E 不正确。
练案A 组（课堂反馈 满分50分）一、选择题（每小题5分，共35分）1.下列说法正确的是( )A ．硅材料广泛应用于光纤通讯B ．工艺师利用盐酸刻蚀石英制作艺术品C ．水晶项链和餐桌上的瓷盘都是硅酸盐制品D ．粗硅制备单晶硅不涉及氧化还原反应1.A 【解析】B 项工艺师应利用氢氟酸；C 项中水晶→SiO 2；D 项中粗硅制备单晶硅的反应有：Si ＋2Cl 2=====△SiCl 4，SiCl 4＋2H 2=====△Si ＋4HCl 。
2.对于化学方程式SiO 2＋3C=====高温SiC ＋2CO↑，有关叙述正确的是( )A.反应中SiO 2是氧化剂，C 是还原剂B.硅元素被还原了，碳元素被氧化了C.在反应中C 只作还原剂D.在反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为1∶22.D 【解析】双线桥法表示反应中电子转移的方向及数目如下：，反应中只有C 元素化合价改变，因此碳在反应中既是氧化剂，又是还原剂，且n (氧化剂)∶n (还原剂)＝1∶2。
3. 20世纪80年代，人们发现了碳的另一类单质，它们是由一系列偶数个碳原子组成的分子，其中C 60(足球烯，1个分子中含30个双键)最具代表性。
如图为n 个C 60连接而成的物质X 。
下列有关说法不正确．．．的是()A.X 难溶于水B.X 是高分子化合物C.一定条件下X 可与H 2发生加成反应D.X 的摩尔质量为720n g·mol -13.B 【解析】可知X 是碳的单质，A 正确，B 错误；由题干信息“足球烯，1个分子中含30个双键”可知，X 可与H 2发生加成反应，C 正确；由题干信息X 由n 个C 60连接而成可知，X的摩尔质量为 720n g·mol -1，D 正确。
4.制造太阳能电池需要高纯度的硅，工业上制高纯硅常用以下反应实现：①Si(s)＋3HCl(g)=====300℃SiHCl 3(g)＋H 2(g)；ΔH ＝－381 kJ·mol －1②SiHCl 3＋H 2=====1 000～1 100℃Si ＋3HCl对上述两个反应的叙述中，错误的是( )A.两个反应都是置换反应B.反应②是吸热反应C.两个反应互为可逆反应D.两个反应都是氧化还原反应4.C 【解析】①②是逆向进行的反应，①放热反应，②必然是吸热反应，①②进行条件不一样，不能称为可逆反应。
5.下列材料的特性及用途说法错误的是( )A.氧化铝陶瓷具有两性，不可用来制造人造牙齿B.氮化硅陶瓷耐高温且不易传热，可用来制造柴油机C.光导纤维导光的能力很强，是非常好的通讯材料D.压电陶瓷十分敏感，可以将极其微弱的机械振动转换成电信号，可用来制压电地震仪5.A 【解析】对常见新型无机非金属材料的性能及用途应作了解。
特性：能耐高温、强度高，具有电学特性，光学特性，具有生物功能。
Al 2O 3具有两性，可与酸、碱反应，牙齿经常接触酸性物质，但氧化铝陶瓷性质相当稳定，酸碱很难将其腐蚀，且氧化铝制成的假牙与天然牙齿十分接近，选项A 说法错误。
6.下列表述正确的是( )①人造刚玉熔点很高，可用作高级耐火材料，主要成分是二氧化硅②化学家采用玛瑙研钵摩擦固体反应物进行无溶剂合成，玛瑙的主要成分是硅酸盐 ③提前建成的三峡大坝使用了大量水泥，水泥是硅酸盐材料④夏天到了，游客佩戴由添加氧化亚铜的二氧化硅玻璃制作的变色眼镜来保护眼睛 ⑤太阳能电池可采用硅材料制作，其应用有利于环保、节能A.①②③B.②④C.③④⑤D.③⑤6.D 【解析】解析：本题主要考查硅及其化合物的具体应用。