5.3.2 无机非金属材料 第2课时 课件(共20张PPT) -2025-2026学年人教版化学必修第二册

(共20张PPT)
第三节　无机非金属材料
(第2课时 硅酸盐材料 新型无机非金属材料)
1下列哪些材料是新型无机材料（ ）
① 氧化铝陶瓷 ② 氮化硅陶瓷 ③ 碳化硅陶瓷 ④ 氮化铝陶瓷
⑤ 氮化钛陶瓷 ⑥ 硅化硼陶瓷 ⑦ 二硅化铜陶瓷
A．①②③ B．①③④⑤ C．①⑤⑥ D．全部
D
2澳大利亚科学家发现了纯碳新材料“碳纳米泡沫”，每个泡沫含有约4 000个碳原子，直径约6～9 nm，在低于－183 ℃时，泡沫具有永久磁性，下列叙述正确的是（ ）
A．“碳纳米泡沫”与石墨互为同位素
B．把“碳纳米泡沫”分散到适当的溶剂中，能产生丁达尔效应
C．“碳纳米泡沫”是一种新型的碳化合物
D．“碳纳米泡沫”和金刚石的性质相同
B
预习
材料的分类
材料
无机非金属材料
金属材料
高分子材料：
传统无机非金属材料
新型无机非金属材料
塑料、合成橡胶、合成纤维
金属单质
合金
按物理和化学属性来分
复合材料
　 3月28日，由中国能建安徽院、建筑集团联合总承包建设的全球单体规模最大的漂浮式光伏电站项目——阜阳市颍上县650兆瓦光伏EPC项目一期250兆瓦全容量并网。
全球单体规模最大漂浮式光伏项目并网发电
新型无机非金属材料——硅单质
问题：光伏电站用到了什么材料？
1 硅元素的存在形式
硅元素的存在
硅酸盐
天然硅石(SiO2)
地壳中大多数矿物质
水晶
玛瑙
硅酸盐矿石
硅都以化合态存在于自然界，主要以氧化物及硅酸盐的形式存在。
2 单质硅
物理性质：
灰黑色、有金属光泽、硬而脆的固体
主要用途：
硅芯片和太阳能电池
硅的化学性质：
（1）硅结构与位置
第三周期、第IVA族
Si导电性介于导体和绝缘体之间,是良好的半导体材料,硅是信息技术的关键材料
+14
2
8
4
Si
Si既不容易得4个电子，又不容易失去4个电子
SiO2+2C=======Si+2CO↑
Si+3HCl=======SiHCl3+H2
SiHCl3+H2=======Si+3HCI
1800~2000℃
300℃
1100℃
高纯硅的制备：
3 二氧化硅
【思考1】为什么可以用氢氟酸溶蚀玻璃生产磨砂玻璃？
【思考2】实验室盛装NaOH溶液的试剂瓶用橡皮塞而不用玻璃塞，你知道为什么吗？
【思考3】 SiO2的性质和我们学过的哪一物质的性质相似？它还可能发生哪些化学反应？
SiO2 + 4HF SiF4↑ + 2H2O
SiO2＋2NaOH＝Na2SiO3＋H2O
CO2
SiO2 + CaO CaSiO3
高温
【思考4】 SiO2既能与HF酸反应又能和NaOH反应，所以它是两性氧化物？
物理性质：
主要用途：
光导纤维
3 二氧化硅
难溶于水，熔点高，硬度大。
（1）存在：是沙子、水晶、石英、玛瑙的主要成分
新型无机非金属材料
1.新型陶瓷：P23
①新型陶瓷包括高温结构陶瓷、压电陶瓷、透明陶瓷和超导陶瓷等
②组成上不限于硅酸盐，在光学、热学、电学、磁学等方面具有很多新的特性和功能。
碳化硅（SiC），俗称金刚砂
硬度很大，可作砂纸、砂轮的磨料
高温抗氧化，使用温度可达1600℃
耐高温的碳化硅陶瓷轴承
资料卡片——新型陶瓷
①高温结构陶瓷
用碳化硅、氮化硅或某些金属氧化物在高温下烧结而成，耐高温、抗氧化、耐磨蚀。
可用于火箭发动机、汽车发动机和高温电极材料等。
资料卡片——新型陶瓷
②压电陶瓷：
主要有钛酸盐和锆酸盐等，能实现机械能与电能的相互转化
可用于滤波器、扬声器、超声波探伤器和点火器等
资料卡片——新型陶瓷
③透明陶瓷：
主要有氧化铝、氧化钇等氧化物透明陶瓷和氮化铝、氟化钙等非氧化物透明陶瓷
具有优异的光学性能，耐高温，绝缘性好，可用于高压钠灯、激光器和高温探测窗等
坦克窗口
资料卡片——新型陶瓷
④超导陶瓷：
在某一临界温度下电阻为零，具有超导性，用于电力、交通、医疗等领域。
超导磁共振
主要包括富勒烯、碳纳米管、石墨烯等，在能源、信息、医药等领域有着广阔的应用前景。
富勒烯是由碳原子构成的一系列笼形分子的总称，代表物C60
C60的发现为纳米科学提供了重要的研究对象，开启了碳纳米材料研究和应用的新时代。
二、碳纳米材料
碳纳米管可看成由石墨片层卷成的管状物，具有纳米尺度的直径。
比表面积大，有相当高的强度和优良的电学性能，可用于生产复合材料、电池和传感器等。
主要包括富勒烯、碳纳米管、石墨烯等，在能源、信息、医药等领域有着广阔的应用前景。
二、碳纳米材料
石墨烯是只有一个碳原子直径厚度的单层石墨，其独特的结构使其电阻率低、热导率高，具有很高的强度。其在光电器件、超级电容器、电池和复合材料等方面的应用研究正在不断深入。
主要包括富勒烯、碳纳米管、石墨烯等，在能源、信息、医药等领域有着广阔的应用前景。
二、碳纳米材料