高一化学上学期碳族元素-无机非金属材料新教人版

第三节无机非金属材料●教学目标1.使学生对硅酸盐工业及一些产品和新型无机非金属材料有大致印象。

2.使学生认识到化学在社会、生活、生产、科学技术中的重要作用。

用科学的奇妙和威力激发学生学习化学的兴趣。

3.通过介绍我国材料科学发展的成就，对学生进行爱国主义教育。

4.通过社会及科学技术的发展对新型材料的要求，培养学生的社会责任感。

●教学重点水泥、玻璃、陶瓷工业的发展及其在现代国民经济中的主要地位新型无机非金属材料的特点、用途和发展●教学难点激发学生的求知欲培养学生热爱科学的情感●课时安排2课时●教学方法实物展示、启发诱导、引导归纳、自学、讲述、实验●教学用具录像机、投影仪普通玻璃片、红色玻璃片、蓝色玻璃片各一块，普通玻璃管、被碰损的搪瓷碗或杯，稀盐酸、酒精喷灯、火柴、图片、高压钠灯、光导纤维玩具。

●教学过程第一课时［引言］请同学们看以下一些住宅图，并注意它们各自的构成材料。

［图片展示］图片1：原始人居住的洞穴图片2：用茅草搭起来的房屋图片3：用树枝、泥巴盖起来的房子图片4：用石头砌起来的石屋，用木棍、木板搭起来的房子图片5：用砖、水泥等盖的住宅图片6：高楼大厦图片7：现代居室（包括电视机、音响、电脑等）［问］大家看了这些图片以后，想到了什么?［生］甲：人类社会是越来越进步的。

乙：所用材料越来越高级。

丙：人类智慧的力量是无穷的。

丁：人类可以在自然条件材料的基础上进行再加工。

戊：人类加工自然资料的技术越来越高，以至于根本看不出它们的本来面目。

……［师］大家回答得很好。

以上图片说明这样一个事实，即在人类社会发展的过程中，大自然馈赠予人类的材料（如泥土、木材、石头等），已远远不能满足人类社会发展的需求。

为了人类自身发展的需要，人们总是在大自然的馈赠之外，用自己的聪明才智和勤劳的双手，不断地研制、创造着各种各样的新材料，以满足人类物质文明和科学技术不断发展的需要。

人类使用和制造材料有着悠久的历史，从制造出第一种材料——陶开始，发展到今天，材料的品种越来越多，各种材料组成了一个庞大的材料家族。

第二十讲碳族元素无机非金属材料碳族元素【考纲要求】1.掌握碳族元素在元素周期表中的特殊位置导致性质上的特殊性。

2.能熟练运用碳族元素原子结构的递变规律解释其性质的递变规律3.掌握CO2与CO、CO2与SiO2、NaHCO3与Na2CO3这三组物质在物理性质、化学性质、制法、用途等方面的不同。

4．自主建立碳族元素的知识网络。

硅二氧化硅无机非金属材料【考纲要求】1.掌握硅和二氧化硅的结构、物理性质、化学性质、用途和制法，能从数学立体几何知识的角度理解硅和二氧化硅的晶体结构。

2.了解硅酸盐工业的含义和原理，掌握水泥和玻璃的工业制法，化学成分和化学反应原理。

3.了解无机非金属材料结构和性质特征以及它们的特殊用途。

碳族元素新型无机非金属材料基础练习1. 碳族元素位于元素周期表族，包括、、、、在元素周期表中的位置（周期、族、原子序数）表示方法：原子结构示意图Si原子结构相同点：最外层电子数相同，都是个不同点：电子层数不同相似性：得失电子，易形成键，难形成键，最高正价为，最低负价为。

递变性：随原子序数递增，元素金属性，非金属性；主要性质氢化物稳定性（CH4可燃，SiH4易自燃）；最高价氧化物对应水化物酸性，碱性，Ge(OH)4呈两性。

碳族元素的金属性比同周期氮族元素，且自上而下由非金属性向金属性递变比氮族更为明显。

2．碳所形成的单质金刚石：构型、空间网状结构的晶体。

无色透明，熔沸点高，硬度大，难溶于溶剂，不导电。

石墨：层状结构，层间以结合。

熔点很，质软，有滑腻感，电的良导体。

C60：形似足球，俗称"足球烯"，晶体。

三者互称3．硅及其化合物⑴硅 在地壳中含量仅次于 ，居第 位。

在自然界中以 存在 ①结构 类似金刚石的 晶体， 构型，空间网状结构。

②化学性质：与NaOH 溶液反应 ⑵二氧化硅SiO2溶于水，因此制H2SiO3的方程式为 与NaOH 溶液反应 与HF 溶液反应⑶硅酸盐 ①硅酸钠：可溶于水，水溶液俗称 ，是一种无色粘稠的液体。

第七章碳族元素考纲要求：1．理解碳族元素原子结构的特点、性质及其相似性与递变性规律。

2．掌握碳和硅的性质、用途。

3. 掌握硅、二氧化硅的空间结构和化学性质4. 掌握硅酸.硅酸盐的化学性质5. 理解水泥工业和玻璃工业的基本原理。

6．了解新型无机非金属材料的特性及主要用途。

考点17 碳族元素备考聚集：一、碳族元素：（易形成键，形成化合物种类最多的元素族，是化合物种类最多的元素）.专业.二．碳及其化合物1．单质(C)：(1)同素异形体：金刚石，石墨和C60等。

金刚石是空间网状结构，为晶体石墨(混合型晶体)是结构，每层内的碳原子排列成正六边形；C60 为足球烯，晶体。

(2)化学性质：（常温下性质很稳定）①可燃性：C+O2(足) --- C+O2(不足) ---②高温下，与氢、硫、硅等发生化合反应：③高温下，与钙、铁、铝、硅的氧化物发生反应，生成碳化物或还原出金属单质：④高温下，与水蒸汽发生反应: 该反应用于工业制。

⑤与氧化性酸发生反应：C + HNO3(浓) C＋ 2H2SO4(浓)2．碳的氧化物（CO、 CO2）物CO CO2物理性质色、嗅、溶于水、可燃烧、毒，密度比空气色、嗅、溶于水、可燃烧、毒，密度比空气固体叫，可灭火。

化学性质（1）可燃性(__色火焰)：（2）还原性：Fe2O3＋CO（3）CO不能直接与酸、碱反应生成盐，为氧化物。

（1）溶于水，与水发生反应：CO2＋H2O H2CO3H+＋HCO3-（2）酸性氧化物： CO2＋CaO--（3）氧化性：CO2＋Mg --（4）与盐反应：如Na2SiO3、Na2CO3等制法HCOOH（实验室）C + H2O（工业）（实验室）CaCO3（工业）收集检验用途气体燃烧、冶金工业的还原剂及有机合成灭火、制纯碱、小苏打、碳铵，致冷剂.专业..专业.3．碳酸及碳酸盐 1）碳酸 不稳定性；弱酸性 2）碳酸盐：碳酸正盐、酸式盐和碱式盐 ： 三．碳及其化合物的知识网络C a (H C O 3)2CO 2CaCO 3C 2CO有机物NH 4HCO 3CH 42CO 3Na 2CO 3NaHCO 3不完全燃烧O 2(不足) O 2 (不足)①O 2②CuO 炽 热的碳NH 3·H 2OO 2 (点燃)△H ONaOHH 2ONaOH H ＋C a (O H )2 ①高温②H +Ca 2＋CO 2 、H 2O△C a (O H )2CO 2 (水)①OH ―。

安顺市民族中学第一轮复习化学教案第七章碳族元素无机非金属材料一、考纲要求1．碳族元素的有关规律,碳的化学性质。

2．硅及其重要化合物的性质晶体硅与金刚石的异同点，二氧化硅与二氧化碳的异同点。

3．硅酸盐工业的有关知识。

4．碳、硅及其化合物的转化关系反应图。

二、知识结构三、知识点、能力点提示1.碳族元素的特点1)碳族元素处于元素周期表的中间位置，获电子或失电子能力都较差，常温下，化学性质都不活泼。

2)碳族元素重要性质:①化合价。

在化合物中除硅表现+4价外，其余表现+2价和+4价。

在与氢形成化合物中，碳和硅表现-4价。

②C、Si、Ge、Sn、Pb随核电荷数增加，原子半径逐渐增大，非金属性逐渐减弱，金属性逐渐增强，其变化趋势比氮族元素更为明显。

锗的金属性明显地强于非金属性。

③最高价氧化物的水化物的酸碱性随元素核电荷增加酸性减弱，碱性增强。

④气态氢化物的稳定性，随元素核电荷增加而逐渐减弱。

⑤碳族元素正4价化合物比正二价化合物稳定，但铅的正二价化合物比较稳定，如PbSO4.2.硅和硅的化合物1)组成和结构。

①硅的单质构成的晶体属于原子晶体，具有正四面体空间网状结构。

与金钢石比较，性质相似，又有差异。

②SiO2晶体是由硅原子和氧原子按1∶2比率组成，属于原子晶体。

具有立体网状结构。

2)重要性质物理性质①Si、SiO2、H2SiO3、H4SiO4均难溶于水。

②Si、Ge是良好的半导体。

化学性质硅的重要反应：①Si+2F2SiF4↑②Si+O2 ∆SiO2二氧化硅的重要反应：①SiO2+2CSi+2CO(制粗硅)［SiCl4+2H2　∆Si+4HCl］(制纯硅)②SiO2+CaO　高温 CaSiO3③SiO2+CaCO3　高温 CaSiO3+CO2 (除脉石造渣)④SiO2+2NaOH Na2SiO3+H2O(腐蚀玻璃)⑤SiO2+4HF SiF4↑+2H2O(刻画玻璃)⑥SiO2+3C　高温 SiC+2CO↑(制金钢砂)硅酸、硅酸钠的重要反应Na2SiO3+2HCl H2SiO3↓+2NaCl Na2SiO3+CO2+H2O H2SiO3↓+Na2CO3H2SiO3　∆SiO2+H2O3.硅酸盐工业①硅酸盐工业概念；②制水泥的重要原料；③制玻璃主要原料、主要反应，玻璃种类及用途。

课题：《硅和硅酸盐工业》复习（第一课时）教学目标碳族元素简介（B）;硅和二氧化硅(B);硅酸盐工业(水泥、玻璃)简介（A）无机非金属材料（A）教学重点：水泥、玻璃的主要成分和制造普通玻璃的化学反应原理；新型无机非金属材料的特点媒体选择：投影仪、明胶片教学过程：碳族元素1、碳族元素的名称、符号2、原子结构相同点：原子最外层电子数均为______ 不同点：_____及_______从上到下依次增大3、在周期表中的位置：第______ 族位置特点：处于易得和易失电子的主族元素之间；既不___，也不____ ，易形成共价化合物。

4、元素单质化学性质的比较⑴非金属性逐渐，金属性逐渐（碳是非金属；硅是非金属但貌似金属；锗的金属性强于非金属性；锡、铅是金属。

）⑵主要化合价：（铅___价稳定，其它____价稳定）⑶最高价氧化物的水化物酸性逐渐⑷气态氢化物稳定性依次5、元素单质的物理性质比较⑴熔沸点：；⑵密度依次________ （金刚石大于硅晶体）⑶导电性：6、碳和硅在自然界存在：。

[巩固练习]1、第三周期中原子半径最大的金属元素是______；元素的最高价氧化物所对应的酸，酸性最强的是______(写化学式)；单质中熔点最高的是______，最低的是_______。

二、碳及其重要化合物1、同素异形体：金刚石、石墨、无定形碳、C60等2、碳的物理性质金刚石：无色固体、熔沸点、硬度、导电性。

石墨：灰黑色固体、熔沸点、硬度、导电性。

3、碳的化学性质（1）稳定性：常温下___________（2）还原性：__________________。

4、碳的化合物性质（1）CO：①物理性质：②化学性质：还原性：________________________。

（2）CO2：①物理性质：②化学性质：a、与水反应_______________b、与碱反应___________________c、与其它物质________ ③实验室制法：___________________ ④用途：_________________ （3）碳酸：不稳定性：_________________弱酸性：___________________ （4）碳酸盐：①正盐：除K+、Na+、NH4+外均不溶，与HCl、Ca(OH)2、CO2+H2O反应②酸式盐：NaHCO3 Ca(HCO3)2 均溶于水，与HCl、Ca(OH)2、NaOH反应③碱式盐：Cu2(OH)2CO3④CO32-的检验_______________________ 。

碳族元素无机非金属材料★知识要点碳族元素1、碳族元素位于元素周期表的______族，包括_____、____、_____、____、_____五种元素。

2、结构：①相似性：最外层均为____个电子，位于周期表里容易失去电子的主族元素和容易得到电子的主族元素的中间位置，容易生成共价化合物。

常见的化合价有_____和_____②递变性：从上到下，核电荷数、电子层数及原子半径逐渐___________,因此金属性逐渐_____ 非金属性逐渐____________3、单质的性质：课本144页表7-1列出了碳族元素的一些重要性质。

说明：①金刚石、石墨、碳-60的关系是______________,三者化学性质基本相同而物理性质不一样的原因是___________________________________________②金刚石与硅具有相似的结构因此二者熔沸点高硬度大，但金刚石的熔沸点比硅更高，原因是_____________________③从上到下的非金属性减弱，金属性增强。

碳是明显的非金属；硅虽然外貌像金属，但在化学反应中更多地显非金属性，通常被认为是非金属；锗的金属性比非金属性强；锡和铅都是金属。

④碳族元素的化合价主要有+4价和+2价。

碳、硅、锗、锡的+4价化合物是稳定的，而铅的+2价化合物是稳定的。

碳及重要化合物硅及其重要的化合物一、硅1、元素含量：仅次于____，居第____位2、存在：自然界中以_______态形式（硅酸盐、二氧化硅等）存在。

3．物理性质：硅晶体的结构与金刚石晶体的结构相似，都是原子晶体，这决定了硅的硬度较大，熔点和沸点较高，硅的导电性能介于金属和绝缘体之间。

4．化学性质①常温下较稳定（但是可以与氟气、氢氟酸、强碱反应，请写出相关方程式）②在加热条件下，硅能跟一些非金属起反应。

例如与氧气：Si＋O2 -粗硅的提纯：5、用途：①作半导体材料（集成电路、晶体管、硅整流器、太阳能电池等）②作合金（含硅4％的钢有导磁性，可以用来制造变压器的铁芯；含硅15％左右的钢有耐酸性，可以用来制造耐酸设备）高温6、工业制法：SiO2＋2C ====Si + 2CO↑二、二氧化硅1．物理性质：二氧化硅（SiO2）是一种坚硬难熔的固体，熔点高，硬度大。

2019-2020年高一化学第一册第七章碳族元素无机非金属材料第一节碳族元素(备课资料)大纲人教版1.为什么用马口铁制罐头盒？锡的化学性质稳定，不易被腐蚀。

人们常把锡镀在铁皮外面，以防止铁皮的锈蚀。

这种穿了锡“衣服”的铁皮，就是大家熟知的“马口铁”。

1吨锡可以覆盖7000多平方米的铁片，因此，马口铁很普通，也很便宜。

马口铁最大的“主顾”是罐头工业。

如果注意保护，马口铁可使用十多年而保持不锈。

但是，一旦不小心碰破了锡的“衣服”，铁片便很快被锈蚀（电化学腐蚀），没多久，整张马口铁便布满红棕色的铁锈斑。

所以，在使用马口铁时，应注意切勿使锡层破损，也不要使它受潮受热。

解放前，由于帝国主义的侵略，我国连马口铁都得依赖外国进口。

“马口铁”这个名字，最初便是由于它是从西藏阿里部马口地方输入（英国经印度从马口输入）而得名的。

2.半导体材料的用途物质的电阻率介于导体和绝缘体之间（电阻率在10－3~108欧姆·厘米之间）时，为半导体。

半导体材料可以制造出具有各种功能的半导体器件来取代真空管用来整流、检波、放大，并有缩小电子设备体积，减轻重量、延长寿命、耐冲击、效率高和可靠性好等优点。

用半导体材料制成的集成电路还可以将成千上万个分立的晶体管、电阻、电容等电子元件融为一体，使上述优点得到进一步发挥。

广泛应用于通讯、电讯、电子计算机中。

另外，超纯硅对红外光有很高的透过能力，可以用以制作红外聚焦透镜，对红外辐射目标进行夜间跟踪、照像、追击。

利用半导体的导电能力随温度的升高或光线的照射而有显著的增大的特性，可以做成自动控制用的热敏元件（如热敏电阻等）和光敏元件。

半导体材料是制作太阳能电池的主要材料。

半导体材料还可制成激光二极管，用于激光通讯，测距和空间导航等方面。

3.C60的超导性1991年，赫巴德（Hebard）等首先提出掺钾C60具有超导性，超导起始温度为18 K，打破了有机超导体（Et）2Cu〔N（CN）2〕Cl超导起始温度为12.8 K的纪录。

高温高温无机非金属材料【考点透视】一、考纲指要1．几种新型无机非金属材料的性能和重要用途；2．环境保护，消除碳氧化物污染的综合应用。

3．金刚石、石墨、晶体硅、二氧化硅的结构和性质二、命题落点水泥、玻璃、陶瓷与社会、生产、科技的联系。

如半导体材料与计算机技术的联系，光导纤维与通讯的联系等，这部分知识的考查主要以选择题的形式出现。

【典例精析】例1：下列关于硅的说法不正确的是（）A．硅是非金属元素，但它的单质是灰黑色有金属光泽的固体B．硅的导电性能介于金属和绝缘体之间，是良好的半导体材料C．硅的化学性质不活泼，常温下不与任何物质起反应D．当加热到一定温度时，硅能与氧气、氢气等非金属反应解析：常温下，硅可与氟气、氢氟酸、强碱溶液反应，加热和高温条件下，硅能与氧气、氢气起反应。

选C。

例2：下列关于碳族元素的说法中，错误的是（）A．它们从上到下的非金属性向金属性递变的趋势比卤族元素明显B．碳族元素的气态氢化物的稳定性从上到下逐渐减弱C．碳族元素原子的最外层都有4个电子D．主要化合价有+2价和+4价，大多数+2价化合物稳定解析：由碳族元素主要化合价及有关物质性质递变规律，A．B．C说法正确，D不正确。

因为C．Si、Ge、 Sn的+4价化合物都是稳定的，而只有铅的+2价化合物是稳定的。

本题选区为 D例3：把26g含有SiO2和CaCO3固体在高温下加热至质量不再改变，冷却后称重为17.2g。

（1）写出有关的化学反应方程式（2）求生成CO2的体积（标况）（3）求原混合物中所含SiO2的质量。

解析：（1）SiO2+CaCO3 CaSiO3+CO2↑CaCO3 CaO+CO2↑从上述反应也可比较出两种盐的热稳定性：CaSiO3＞CaCO3在此高温条件下，CaCO3不会过剩，故前后固体质量减少值即为CO2质量。

m（CO2）==26g－17.2g=8.8gn（CO2）=0.2mol，V（CO2）= 4.48LCaCO3 ～ CO2100g 1mol20g 0.2molm（SiO2）=26g－20g=6g例4：矿泉水一般是由岩石风化后被地下水溶解其中可溶部分生成的，此处所措的风化作用是指矿物与水和CO2同时作用的过程。

第七章碳族元素无机非金属材料教、学案第七章碳族元素无机非金属材料【教学目标】1、碳族元素性质的相似性和递变规律。

2、碳、硅的单质及其重要化合物的性质。

3、硅及二氧化硅的结构与用途。

4、从原料、反应条件、原理、主要设备，主要成份及其表示方法等方面比较普通玻璃和普通水泥的生产方法。

5、了解新型材料的特性及与传统的无机非金属。

6、了解高温结构陶瓷和光导纤维有关知识。

【教学重点与难点】用原子结构理论解释碳族元素的性质及其递变规律，硅酸盐的表示方法，硅和二氧化硅的结构、硅、二氧化硅、硅酸盐的化学性质，.【教学过程】第一节碳族元素一、碳元素及其化合物的某些重要性质1、碳单质的重要化学性质碳原子最外层有4个电子，需失去4个电子或得到4个电子达到8电子稳定结构，都比较困难，很难形成离子。

碳单质在常温下，性质很稳定，在高温条件下，能与其它物质反应，一般形成共价化合物。

(1)可燃性：完全燃烧：C+O 2点燃CO 2 不完全燃烧：2C+O 2点燃2CO例1、将一小块焦炭和agO 2同时放入装有压力表的密闭容器中，压强为P 0，在一定条件下。

焦炭完全反应后，恢复到原温度，压强为P 1。

已知：P 0A 、m≤)(83g aB 、m=)(8301g P aPC 、m≤)(43g aD 、m>)(8301g P aP(2)还原性： C+H 2O(气)高温CO↑+H 2↑(制水煤气) C+2CuO△Cu+CO 2↑(CuO 足量) C+CuO△Cu+CO↑(焦炭足量) C+2H 2SO 4(浓)△CO 2↑+2SO 2↑+2H 2OC+4HNO 3(浓)△4NO 2↑+CO 2↑+2H 2O （焦炭与稀硝酸不反应）2、碳的氧化物：一氧化碳（CO ），二氧化碳（CO 2） CO 在反应中主要表现还原性。

CO 2的性质主要有如下一些反应体现CO 2+Ca(OH)2=CaCO 3↓+H 2O 2CO 2+Ca(OH)2=Ca(HCO 3)2 CO 2+NH 3+NaCl+H 2O=NaHCO 3↓+NH 4Cl 2CO 2+2Na 2O 2=2Na 2CO 3+O 2例2、向含a mol Ca(OH)2的澄清石灰水通入b molCO 2，若反应前后溶液质量保持不变，试求a 与b 的关系？3、碳酸盐(1)溶解性：正盐除Na 2CO 3，K 2CO 3，(NH 4)2CO 3可溶解外，其它常见碳酸盐一般不易溶解于水,酸式盐一般可溶。