人教版（2019）高中化学必修第二册 《无机非金属材料》名师教学设计

第五章　化工生产中重要的非金属元素
第三节 无机非金属材料
本节内容主要包括传统硅酸盐材料和新型无机非金属材料。教材首先从物质的组成和结构入手，介绍无机非金属材料的性能特点，包括耐高温、抗腐蚀等性能。从材料组成的角度，对生活中常见的无机非金属材料进行分类，介绍陶瓷、玻璃和水泥等传统硅酸盐材料在人类日常生活中的广泛应用，以及材料对人类文明的推动作用。之后，介绍新型无机非金属材料，包括硅和二氧化硅、新型陶瓷、碳纳米材料，以及这些材料在信息、能源等领域产生的影响，展现化学科学对新材料研发的重要作用，让学生了解化学学科对社会进步的价值，提升“科学态度与社会责任”等学科核心素养。本节内容共一课时。
1、通过阅读和讨论，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城乡建设中发挥的重要作用。
2、通过学习，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，激发学生学习化学的兴趣。
3、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。
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。
难点：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。
查找相关资料，准备投影。
硅酸盐材料
图片投影：展示一些著名的地标建筑。
学生活动：思考与交流：同学们想一想这些地标建筑可能会用到哪些材料，列举一下。
设计意图：引入新课，激发学生学习兴趣。
学生活动：说一说硅酸盐的结构。
教师总结：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。
设计意图：强化学生能从物质的微观层面理解其组成、结构和性质 的联系，形成“结构决定性质，性质决定应用”的观念；能根据物质的微观结构预铡物质在 特定条件下可能具有的性质和可能发生的变化。
投影图片：展示一些著名的陶瓷工艺品。
教师讲述：陶瓷是以黏土（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。我国具有悠久的陶瓷制造历史，在新石器时代，我们的祖先已能烧制陶器，至唐宋时期，我国的陶瓷制品已经享誉海内外。目前，陶瓷仍然在人类的生产和生活中扮演着重要的角色，得到了广泛应用，如用于生产建筑材料、绝缘材料、日用器皿、卫生洁具等。
投影图片：古代陶瓷工艺流程。
设计意图：拓展学生视野，赞赏化学对社会 发展的重大贡献。
图片投影：一些好看引起共鸣的玻璃制品。
教师讲述：普通玻璃的主要成分为Na SiO3、CaSiO3和SiO2它是以纯碱、石灰石和石英砂（主要成分是SiO2）为原料，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的。
设计意图：激发学生学习兴趣，强化要点内容。
投影图片：水泥和水泥为基础的高楼大厦。
教师讲述：普通硅酸盐水泥的生产以黏土和石灰石为主要原料。二者与其他辅料经混合、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，再磨成细粉就能得到普通水泥。水泥、沙子和碎石等与水混合可以得到混凝土，大量用于建筑和水利工程。
设计意图：强化学生的知识面。
新型的无机非金属材料
投影图片：元素周期表，标出硅元素所在位置。
学生活动：说一说：根据元素周期表中硅的位置，为什么硅能成为应用最为广泛的半导体材料
教师总结：现代信息技术是建立在半导体材料基础上的。位于元素周期表第三周期、第VA族的硅元素，正好处于金属与非金属的过渡位置，其单质的导电性介于导体与绝缘体之间，是应用最为广泛的半导体材料。
设计意图：强化学生能从物质的微观层面理解其组成、结构和性质 的联系，形成“结构决定性质，性质决定应用”的观念；能根据物质的微观结构预测物质在 特定条件下可能具有的性质和可能发生的变化。
投影图片：自然界中的硅元素
设计意图：激发学生兴趣，拓展知识面。
学生活动：写一写：根据高纯硅的制备流程，写一写相应的化学方程式。
教师小结：
SiO2+2C=======Si+2CO
Si+3HCl=======SiHCl3+H2
SiHCl3+H2=======Si+3HCI
设计意图：强化学生对相关反应方程式的熟悉掌握。
投影图片：硅和二氧化硅的用途。
投影展示新型陶瓷。
教师讲述：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，进一步拓展了陶瓷的应用领域。例如，碳化硅（SiC）俗称金刚砂，其中的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。碳化硅还具有优异的高温抗氧化性能，使用温度可达1600℃，大大超过了普通金属材料所能承受的温度，可用作耐高温结构材料、耐高温半导体材料等。
设计意图：拓展学生知识面，新型陶瓷等无机非金属材料的主要性能和用途。
三、课堂小结
引导学生自己总结归纳本节课所学知识
设计意图：透过现象引发学生深层次的思考，培养学生的归纳能力。培养学生思维的深刻性，提升对元素及其化合物知识的认知水平。
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