2019-2020年高中化学选修2第15课时《新型无机非金属材料》word导学案

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1、2019-2020年高中化学选修2第15课时《新型无机非金属材料》word导学案【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

2、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(Si3N

3、4)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，C6

4、0可与氢加成得到和，C60可能成为新型材料，K3C60具有性，可开发出高温材料。C60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SiO2＋3CSiC＋2CO↑高大稳定轴承汽轮机叶片发动机受热面3Si＋2N2Si3N43SiCl4＋2N2＋6H2Si3N4＋12HCl2.SiO2＋2CSi＋2CO↑Si＋3HClSiHCl3＋H2Si＋3HClSiHCl3＋H23.石墨>金刚石>C60化学CH4C(金刚石)＋2H2偶数C60、C70、C240、C540、C960C60C60H18C60H36超导复合纳米堂中

5、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】

6、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：特点举例耐高温、强度高氮化硅(Si3N4)在1200℃下仍具高强度，可做轴承、永久性模具电学特性如半导体、导体、超导体及作为集成电路基板的绝缘材料光学特性某些新型材料能够穿过红外线、雷达射线，甚至可见光都可透过生物功能如氧化锆(ZrO2)陶瓷可制作人造骨、假牙，股关节等；用熔融法制得的以CaO—Na2O—SiO2—P2O5为主要成分的生物陶瓷可以制作人造骨【即学即练2】下列说法

7、中不正确的是(   )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：【

8、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