鲁科版必修1第1节 硅 无机非金属材料教案

《硅 无机非金属材料》

三维目标

知识与技能：

1、了解硅在自然界的存在、含量

2、了解单质硅的主要性质、工业制法和主要用途。

3、初步培养学生自主查阅资料的能力和阅读能力

过程与方法：

1、自主学习

2、通过碳与硅的新旧知识的比较，设疑引导、变疑为导、变教为导的思路教学法。

情感、态度与价值观

1、使学生掌握学习元素化合物知识的一般规律和正确方法

2、使学生体会组成材料的物质的性质与材料的性能的密切关系，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，激发他们学习化学的热情。

教学重点：硅的物理、化学性质

教学难点：硅的化学性质和提纯

教学用具：多媒体

教学过程

新课导入：材料是人类生活必不可少的物质基础。材料的发展史就是一部人类文明史。没有感光材料，我们就无法留下青春的回忆；没有高纯的单晶硅，就没有今天的奔腾电脑；没有特殊的新型材料，火箭就无法上天，卫星就无法工作，人类的登月计划就会受到影响，材料的发展对我们的生活起着决定性的作用。从化学角度来看任何物质都是由元素组成，那元素与这些材料之间又有什么样的关系呢？从本章开始我们就来学习一下元素与材料之间的关系。

板书：第四章   元素与材料世界

多媒体：展示一组与硅元素有关的图片，引出本节新课

第一节   硅   无机非金属材料

学生活动：阅读教材第一段思考下列问题

1、无机非金属材料包括哪些？

2、这类材料的特点有哪些？

3、无机非金属材料分哪两类？

多媒体：展示一组与硅元素有关的图片。

设疑：这些表观看“风牛马不相及”的物质，从微观组成上却有很大的相似性，他们都是有黄沙通过不同的途径制得的，它们都含有共同的元素是什么呢？

多媒体：一、半导体材料与单质硅

学生活动：阅读教材P103最后一段思考下列问题

1、什么是半导体材料？

2、最早使用的半导体材料是什么？为什么没广泛使用？

3、现在广泛使用的半导体材料是什么？为什么能广泛使用？

过渡：硅除了作为半导体材料被广泛使用外，还具有什么其他的性质和用途呢？

◆硅的性质和用途

引导学生回忆学习新物质的方法和程序

一）观察物质的外观，总结其物理性质

多媒体：展示单质硅的图片，让学生观察。

学生活动：通过观察图片，总结硅的物理性质

◆物理性质：

灰黑色、有金属光泽、硬而脆的固体，是一种良好的半导体材料。

引导学生回忆以前学习的知识，C、S、O的同素异形体，引出硅的同素异形体。

硅的同素异形体：晶体硅和无定形硅

二）预测物质的化学性质（分类思想）

硅属于非金属单质应该和C、S、P等非金属单质具有类似的性质。  

1、C、S、P等非金属单质常温下性质比较稳定硅的性质在常温下也比较稳定  

2、C、S、P等非金属单质在一定条件下可以和氧气反应     

  C+O2====CO2、S+O2SO2 硅也可在一定条件下和氧气反应

学生活动：画出硅原子的原子结构示意图，并推测其常见的化合价，然后根据化合价写出硅与氧气的反应方程式：Si+O2 SiO2     

◆化学性质：（常温下比较稳定）

Si+O2SiO2（条件：研碎的硅、加热）    

过渡：硅的性质比较稳定，常温下除了可以和F2、HF及强碱反应外，很难和其它物质反应

学生活动：根据硅的化合价分别写出硅与F2、HF及强碱的化学反应方程式：

Si+2F2== SiF4   Si+4HF== SiF4↑+2H2↑  Si+2NaOH+ H2O ===Na2SiO3+ 2H2↑

过渡：高纯度的单质硅作为半导体材料而被广泛应用于电子、计算机领域，但在自然界中并没有游离态的硅存在，大多以SiO2、硅酸盐的形式存在，这就需要我们通过化学方法制取单质硅。

学生活动：阅读P104最后一段思考下列几个问题

多媒体：◆工业制取单质硅

原料： 焦炭和二氧化硅

设备： 电炉

原理： SiO2+2CSi（粗硅）+2CO↑

过渡：我们电子领域对材料的纯度要求的特别高，几乎要不含任何杂质，这就需要我们对粗硅进行提纯。

提纯原理：高温下将粗硅与氯气反应,其产物在高温下被氢气还原而得到纯净的硅。

学生活动：根据上述原理写出原理中牵涉到的化学反应方程式

Si（粗硅）+2Cl2SiCl4       SiCl4+2H2Si+ 4HCl(纯度：99.9999999％)

学生活动：阅读P105第二段了解硅及其合金的用途

多媒体：展示硅及其合金的用途图片

课堂检测：

1、下列材料不属于无机非金属材料的是（   ）

A  陶瓷   B   玻璃  C   水泥   D  铝和金

2、下列各反应中硅元素被还原的是（   ）

A   Si+O2SiO2                         B    Si+2F2== SiF4

C   SiO2+2CSi（粗硅）+2CO↑  D  Si+2NaOH+ H2O===Na2SiO3+ 2H2↑

板书设计：

第四章   元素与材料世界

第一节   硅   无机非金属材料

一、半导体材料与单质硅

硅的性质与用途

1、物理性质

2、化学性质

Si+O2SiO2                      Si+2F2== SiF4

Si+4HF== SiF4↑+2H2↑   Si+2NaOH+ H2O===Na2SiO3+ 2H2↑

硅的制取：    SiO2+2CSi（粗硅）+2CO↑

硅的提纯：

Si（粗硅）+2Cl2====SiCl4       SiCl4+2H2====Si+ 4HCl(纯度：99.999999999％)

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