第五章 第三节 无机非金属材料 第二课时 教案--高一下学期化学人教版(2019)必修第二册

第三节无机非金属材料材料是人类赖以生存和发展的物质基础，人类使用的材料除了材料，还有无机非金属材料等。

从组成上看，许多无机非金属材料含有等元素，具有等特点，以及特殊的等性能。

随着工业生产和社会发展对材料性能要求的提高，一批新型无机非金属材料相继诞生，成为等高技术领域必需的材料。

核心微网络新课程标准1.知道常见无机非金属材料，结合实例认识材料组成、性能及应用的联系；2.能从材料组成的角度对无机非金属材料进行分类，能根据使用需求选择适当的材料，能解释使用注意事项，并能科学合理使用。

素养新要求1.能从二氧化硅、二氧化碳的结构角度分析两者性质的差异，形成“结构决定性质”的观念；2.结合身边的生活用品、电子产品、建筑物等用到的无机非金属材料，感受化学就在身边，化学材料作用巨大，提高学生努力学习化学，投身国家建设的社会责任感。

学业基础——自学·思记·尝试一、硅酸盐材料1.硅酸盐的组成和性质（1）概念：由、和组成的化合物的总称（2）性质：固态，大多不溶于水，化学性质很（3）表示方法：如Na2SiO3→状元随笔硅酸盐的结构在硅酸盐中，Si和O构成了硅氧四面体，其结构如图所示。

每个Si结合4个O，Si在中心，O在四面体的4个顶角；许多这样的四面体还可以通过顶角的O相互连接，每个O为两个四面体所共有，与2个Si相结合。

硅氧四面体结构的特殊性，决定了硅酸盐材料大多具有硬度高、难溶于水、耐高温、耐腐蚀等特点。

硅氧四面体的结构示意图2.三种常见的硅酸盐产品——传统无机非金属材料【学而思】思考：根据制备玻璃的原料（纯碱、石灰石、石英砂）和玻璃的成分（Na2SiO3、CaSiO3和SiO2），思考制备玻璃的化学方程式。

纯碱＋石英→Na2SiO3：_____________________________________________。

石灰石＋石英→CaSiO3：____________________________________________。

第三节无机非金属材料【学习目标】1、了解无机非金属材料、金属材料和高分子材料的特点以及它们在生产和生活中的广泛应用；2、了解常见无机非金属材料、金属材料和高分子材料的生产原理。

【知识点梳理】一、硅酸盐材料硅酸盐工业：以含硅物质为原料，经过加热制成硅酸盐产品的工业。

如制造陶瓷、玻璃、水泥等。

1．陶瓷（1）生产原料：黏土等。

（2）生产过程：混合→成型→干燥→烧结→冷却。

（3）陶瓷种类：土器、陶器、炻器、瓷器等。

（4）性能及优点：抗氧化、耐酸碱、耐高温，绝缘，易加工成型等。

（5）特种陶瓷：精细陶瓷（高强度、耐高温、耐腐蚀，并具有声、电、光、热、磁等方面的特殊功能）。

2．玻璃（1）生产原料：纯碱、石灰石和石英石少（含硅物质）。

（2）生产设备：玻璃窑。

（3）生产过程：把原料粉碎，按适当的比例混合放入玻璃窑中加强热熔化，冷却后即得普通玻璃。

高温高温（4）主要反应：Na2CO3+SiO2Na2SiO3+CO2↑，CaCO3+SiO2CaSiO3+CO2↑。

（5）主要成分：普通玻璃是Na2SiO3、CaSiO3和SiO2熔化在一起所得到的混合物。

（6）重要性质：玻璃在常温下虽呈固态，但不是晶体，称为玻璃态物质。

没有固定的熔点，受热只能慢慢软化。

3．水泥（1）生产原料：石灰石、黏土和其他辅料（如石膏）。

（2）生产设备：水泥回转窑。

（3）生产过程：将原料以一定比例混合，磨细成生料，在窑中烧至部分熔化、冷却成块状熟料。

再加入适量石膏磨成细粉，即得普通水泥。

（概括为：“两磨一烧加石膏”）（4）主要成分：硅酸三钙（3CaO ·SiO 2）、硅酸二钙（2CaO ·SiO 2）、铝酸三钙（3CaO ·Al 2O 3）、铁铝酸四钙（4CaO ·Al 2O 3·Fe 2O 3）等的混合物。

（5）重要性质：水泥具有水硬性，而且在水中也可硬化。

贮存时应注意防水。

（6）主要用途：制成水泥砂浆、混凝土等建筑材料。

第五章化工生产中的重要非金属元素5.3 无机非金属材料一、教学目标与核心素养教学目标1、了解陶瓷、玻璃、水泥等传统硅酸盐材料的生产原料、性能和主要用途，知道普通玻璃的主要成分；2、了解硅、二氧化硅、新型陶瓷、碳纳米材料的性能和用途，认识化学在社会、生活、生产、科学技术中的重要作用。

核心素养1、结合日常生活的实际，了解硅酸盐产品的应用，培养学生的科学态度与社会责任的核心素养；2、认识新材料的开发对人类生产、生活的重要影响，学会关注与化学有关的社会热点问题。

二、教学重点玻璃、水泥、硅、二氧化硅、新型陶瓷等无机非金属材料的主要性能和用途；普通玻璃的主要成分三、教学难点激发学生的求知欲，培养学生热爱科学的情感四、教学过程［引言］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。

在材料家族中，有一类非常重要的材料叫无机非金属材料。

 ［板书］第三节 无机非金属材料 ［指导阅读］课本19页［归纳］［讲述］无机非金属材料根据组成、性能和应用的不同可分为传统无机非金属材料和新型无机非金属材料两种，其中传统无机非金属材料多为硅酸盐材料，通常包括陶瓷、玻璃和水泥三种。

［板书］一、硅酸盐材料 ［试问］为什么硅酸盐材料大多具有硬度高、熔点高、难溶于水、化学性质稳定、耐腐蚀等特点？［讲述］在硅酸盐中，Si和O构成了硅氧四面体，其结构如图所示。

每个Si结合4个O，Si在中心，O在四面体的4个顶角；许多这样的四面体还可以通过顶角的O相互连接，每个O为两个四面体所共有，与2个Si相结合。

硅氧四面体结构的特殊性，决定了硅酸盐材料大多具有硬度高、熔点高、难溶于水、化学性质稳定、耐腐蚀等特点。

［板书］1、陶瓷 ［指导阅读］请同学们阅读教材上“陶瓷”这一部分内容，并了解以下知识。

 主要原料生产过程反应条件种类性能用途［学生阅读课本后回答，教师填写］黏土①混合②成型③干燥④烧结⑤冷却高温土器、陶器、瓷器抗氧化、抗酸碱腐蚀耐高温、绝缘、易成型建筑材料、绝缘材料、日用器皿、卫生洁具等［板书］2、玻璃 ［指导阅读］请大家阅读课本P20有关“玻璃”的内容，并填写下表。

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学目标：1.能了解陶瓷、玻璃、水泥等传统硅酸盐材料的生产原料、性能和主要用途，知道普通玻璃的主要成分，感受传统硅酸盐材料在建设中发挥的重要作用。

2.能了解品体硅、二氧化硅、新型陶瓷、碳纳米材料的性能和用途，感受新型无机非金属材料的奇特性能及其在高科技领域所发挥的重要作用。

素养目标：1.证据推理与模型认知：能基于硅原子结构及在周期中位置的证据推理出硅是优良半导体。

2.科学态度与社会责任：结合身边的生活用品、电子产品、建筑物等用到的无机非金属材料，感受化学就在身边，化学材料作用巨大，提高学生努力学习化学、投身国家建设的社会责任感。

教学重难点：教学重点：陶瓷、玻璃、水泥等传统硅酸盐材料的生产原料、性能和主要用途教学难点：硅、二氧化硅、新型陶瓷、碳纳米材料的性能和用途教学过程：任务1：一、传统硅酸盐材料传统的无机非金属材料多为硅酸盐材料，在日常生活中随处可见，如制作餐具的陶瓷、窗户上的玻璃、建筑用的水泥等。

硅酸盐的结构在硅酸盐中，Si和O构成了硅氧四面体，其结构如图5－8所示。

每个Si结合4个O，Si在中心，O在四面体4个项角；许多这样的四面体还可以通过项角的O相互连接，每个O为两个四面体所共有，与2个Si相结合。

硅氧四面体结构的特殊性，决定了硅酸盐材料大多具有硬度高、熔点高、难溶于水、化学性质稳定、耐腐蚀等特点。

问题1.什么是陶瓷，它有什么用途陶瓷是以_____（主要成分为含水的铝硅酸盐）为主要原料，经高温烧结而成的。

用途：用于生产___ _____、________、________、_________等问题2.什么是玻璃，它有什么用途普通玻璃主要成分是_______、_______、和_____，它是以_____、______、_______（主要成分是___ __）为原料，经混合、粉碎，在中_______熔融，发生复杂的__________变化而制得的。

姓名，年级：时间：第三节无机非金属材料发展目标体系构建1.了解硅酸盐制品的生产原料及主要成分，培养“宏观辨识与社会责任”的核心素养.2。

了解新型无机非金属材料的性质，感受科学技术的重大应用，培养“科学探究与科学态度"的核心素养。

3。

了解硅及其重要化合物的基本性质，培养“宏观辨识与变化观念”的核心素养。

一、硅酸盐材料无机非金属材料一般含有硅、氧元素,具有耐高温、抗腐蚀、硬度高等特点，以及特殊的光学、电学等性能。

1．硅酸盐的结构在硅酸盐中，Si和O构成了硅氧四面体，Si在中心，O在四面体的4个顶角；许多这样的四面体还可以通过顶角的O相互连接.其结构示意图为.2．硅酸盐材料产品原料主要设备主要成分用途陶瓷黏土（主要成分——硅酸盐建筑材料、绝缘材料、为含水的铝硅酸盐)日用器皿、卫生洁具等玻璃(普通）纯碱、石灰石、石英砂玻璃窑Na2SiO3、CaSiO3、SiO2建筑材料、光学仪器、各种器皿、高强度复合材料等水泥石灰石、黏土、适量石膏水泥回转窑硅酸盐建筑和水利工程微点拨：由原料和玻璃的成分及反应条件“熔融”，可知反应的化学方程式为SiO2＋Na2CO3错误!Na2SiO3＋CO2↑，SiO2＋CaCO3错误!CaSiO3＋CO2↑。

二、新型无机非金属材料1．硅和二氧化硅（1)硅元素的存在与结构存在原子结构示意图周期表中位置含量存在形态地壳中居第二位氧化物和硅酸盐第三周期、第ⅣA族(3）硅和二氧化硅的用途2．新型陶瓷(1）新型陶瓷在组成上不再限于传统的硅酸盐体系,在光学、热学、电学、磁学等方面具有很多新的特性和功能.(2）碳化硅(SiC）俗称金刚砂，碳原子和硅原子通过共价键连接，具有类似金刚石的结构，硬度很大，可用作砂纸和砂轮的磨料。

碳化硅还耐高温，可用作耐高温结构材料、耐高温半导体材料等.3．碳纳米材料碳纳米材料在能源、信息、医药等领域有着广阔的应用前景.结构特点应用富勒烯由碳原子构成的一系列笼形分子的总称代表物C60开启碳纳米材料研究和应用的新时代碳纳米管由石墨片层卷成的管状物,具有纳米尺度的直径用于生产复合材料、电池和传感器等石墨烯只有一个碳原子直径厚度的单层石墨应用于光电器件、超级电容器、电池和复合材料等1．判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)(1）制水泥、玻璃的共同原料是石灰石.（）(2)硅酸盐是由硅、氧和金属组成的混合物。

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学设计一、教学目标1.宏观辨识与微观探析：从三大传统硅酸盐材料的宏观性能出发分析体现出该性能的微观结构是怎样的，以及二氧化硅微观结构的不同分析得到其性质、用途也不同。

学生形成“结构决定性质、性质决定用途”的观念，培养学生宏微结合的思想。

2.科学精神和社会责任：认识玻璃、陶瓷、玻璃传统硅酸盐材料的生产原料及成分，感受传统硅酸盐材料在城乡建设中发挥的重要作用。

了解晶体硅、二氧化硅、新型无机非金属材料的性能和用途，感受新型无机非金属材料在高科技领域所发挥的重要作用，激发学生学习化学的兴趣。

结合生活中的无机非金属材料体会到化学材料的巨大作用，提高学生努力学习化学、投身国家建设的社会责任感。

通过无机非金属材料的学习，认识化学对社会发展的重要贡献以及化学对社会可持续发展的重要作用，能对与化学有关的社会热点问题做出正确的价值判断，培养学生的科学态度与社会责任。

二、教学重点玻璃、水泥、陶瓷的合成原料及组成，硅、二氧化硅等无机非金属材料的主要性能和用途三、教材分析《无机非金属材料》是人教版高中化学必修第二册第五章《化工生产中的重要非金属元素》第三节的内容，在此之前学生已经学习了硫、氮非金属元素及其化合物，学生基本掌握认识非金属元素及其化合物的基本思路和方法。

硅及其化合物作为生产生活中的重要材料在此基础上展开，进一步体现了“结构决定性质、性质决定用途”的化学观念，帮助学生逐步形成认识非金属元素及其化合物的认知模型。

通过本节的学习学生对于无机非金属材料有了更深地了解，认识到无机非金属材料对于生产生活的重要性。

四、学情分析学生通过硫、氮元素及其化合物的学习，已基本形成认识物质的认知模型，能从物质类别和元素价态角度认识物质间的转化，了解物质间的相互转化规律，不断形成“结构决定性质”的化学观念。

在学习本节时学生能从物质类别角度认识硅元素及其化合物，会运用“结构决定性质”的化学观念思考问题。