《化学与材料的发展》教案（8份打包）
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人教版高中化学教案选修二3.1 无机非金属材料的主角-硅 教案2.doc 48.50 KB
人教版高中化学教案选修二3.1 无机非金属材料的主角-硅 教案3.doc 38.00 KB
人教版高中化学教案选修二3.1 无机非金属材料的主角-硅 教案4.doc 39.50 KB
人教版高中化学教案选修二3.2 金属材料 教案1.doc 98.50 KB
人教版高中化学教案选修二3.2 金属材料 教案2.doc 45.50 KB
人教版高中化学教案选修二3.3 高分子化合物与材料 教案2.doc 177.00 KB
人教版高中化学教案选修二3.3 高分子化合物与材料 教案3.doc 89.00 KB
人教版高中化学教案选修二3.3 高分子化合物与材料 教案4.doc 46.00 KB
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
山西省运城中学高中化学 无机非金属材料教案1 新人教版选修2
教学目标：
1．举例说明无机非金属材料的特点，了解有关的生产原理。
2．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。
3．收集我国现代材料研究和材料工业发展情况的资料，认识新材料的发展方向。
教学重点、难点：了解有关无机非金属材料生产的化学原理
探究建议：
1、就近参观无机非金属材料的生产、加工企业 （或者观看有关影像），收集有关资料，撰写有关科学小品。
2、查阅资料：制造芯片的硅晶体的生产原理和基本过程。
课时划分：一课时
教学过程
[课堂练习]
1．制水泥和玻璃时都需要用的原料是
A．粘土 B．石英 C．石灰石 D．纯碱
2.能将Na2SiO3、CaCO3、SiO2三种白色粉末鉴别开来试剂是
A.苛性钠溶液 B.水 C.氢氟酸 D.稀盐酸
3.2MgO•SｉO2中的酸根离子是
A.SiO B.Si2O C.SｉO D.SiO
4.将石墨置于熔融的钾或气态钾中，石墨会吸收钾而形成称为钾石墨的物质，其组成是C8K、C24K、C36K、C48K和C60K。在钾石墨中，钾原子把价电子交 给石墨层，但在遇到与金属钾易反应的其他物质时还会收回。在钾石墨中，钾元素处于石墨 层中间，因而石墨层之间被胀大，层间的距离增加。下列对钾石墨的叙述中正确的是
A.钾石墨是一类离子化合物 B.钾石墨导电性比石墨强
C.钾石墨与水相遇不发生任何反应 D.题干所举出的5种钾石墨属于同素异形体
1996年的诺贝尔化学奖授予了致力研究碳的球状问题结构的三位化学家。碳的球状结构，就 是富勒烯家族的由若干个碳原子组成的比较稳定的笼状结构分子，其典型代表为C60 。已测知其球状分子结构的表面上存在有共轭双键(由一个单键隔开的两个双键)。试根据以上叙述回答12、13两小题。
5.C60与金刚石、石墨互为
A.同分异构体 B.同系物 C.碳的同位素 D.碳的同素异形体
6.C60晶体存在的作用力有
①离子键；②非极性键；③极性键；④范德华力；⑤不饱和键。
A.①、②、⑤ B.②、④、⑤ C.②、③、④ D.④、⑤
7.下列说法正确的是
A.二氧化硅是原子晶体，不存在单个分子，“SiO2”表示的是晶体中硅、氧原子的最简个数比而不是一个分子组成。
B.石英玻璃的膨胀系数是普通玻璃的1/18，故不能用于制造耐高温化学仪器
C.工业上用碳还原二氧化硅制粗硅，在反应中氧化剂与还原剂质量比是5∶2
D.二氧化硅熔沸点比二氧化碳高，是由于Si—O键比C—O键的键能大。
8.将24g石英和80g石灰石在高温下充分反应，反应后放出气体在标况时的体积是
A.8.96L B.17.92L C.4.48L D.11.2L
9.氮化硅是一种耐高温陶瓷材料，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)氮化硅晶体属于 晶体。
(2)已知氮化硅晶体结构中，原子间都以单键相连，且N原子和N原子，Si原子和Si原子不直接相连，同时每个原子都满足8电子稳定结构，请写出氮化硅的化学式 。
(3)现用四氯化硅和氮气在氢气保护下，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： 。
10.为熔制钾玻璃准备如下材料：360份重石英砂，67.2份重苛性钾和88.8份重熟石灰。假定 这些熔料不含杂质。
（1）计算在制得钾玻璃中各氧化物质量分数
（2）用氧化物形式表示钾玻璃组成
山西省运城中学高中化学 无机非金属材料教案 新人教版选修2
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，再到石墨、金刚石和Ｃ60，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。另外，在陶瓷烧制过程中釉料发生的氧化还原反应导致多姿多彩的陶瓷制品，可以对氧化还原反应在实际生产中的广泛应用加深理解和认识，为了更加直观，可以找来一些金属、金属氧化物粉末，对比它们颜色的不同。对于玻璃、水泥的生产，侧重于认识它们的主要化学组成和基本反应原理，通过一些实验和讨论，认识这些材料具有的一些化学性质，结合日常生活经验，以引起学生对有关问题进一步探究的兴趣。
2. 新型无机非金属材料，则强调利用化学方法可以获得传统工艺和方法无法得到的性能优异的材料，以满足现代高新技术、新兴产业和传统工业技术改造的需要。教科书中仅以一些新型陶瓷、单晶硅，说明化学在新型无机非金属材料制造过程中所起的特殊支持作用，为帮助学生体会化学对新材料研制中的重要意义，教师还可以举出其他一些实际例子。
3. 通过人们对石墨、金刚石和碳60这三种碳单质的认识、开发和利用，进一步说明化学对新材料的研究是如何推进技术的进步，并有可能开辟新的技术领域。教学中，图3-14可以成为教师开发这一主题的基本素材。其后的“科学视野”试图提出另一个相关的主题，即科学仪器和技术手段的更新，也同样可以促进包括化学在内的科学研究的发展。
教学重点：硅氧四面体的特殊性，一些无机非金属材料生
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