化學《硅 無機非金屬材料》教案

《硅 無機非金屬材料》

三維目標

知識與技能：

1、瞭解硅在自然界的存在、含量

2、瞭解單質硅的主要性質、工業製法和主要用途。

3、初步培養學生自主查閲資料的能力和閲讀能力

過程與方法：

1、自主學習

2、通過碳與硅的新舊知識的比較，設疑引導、變疑為導、變教為導的思路教學法。

情感、態度與價值觀

1、使學生掌握學習元素化合物知識的一般規律和正確方法

2、使學生體會組成材料的物質的性質與材料的性能的密切關係，認識新材料的開發對人類生產、生活的重要影響，學會關注與化學有關的社會熱點問題，激發他們學習化學的熱情。

教學重點：硅的物理、化學性質

教學難點：硅的化學性質和提純

教學用具：多媒體

教學過程

新課導入：材料是人類生活必不可少的物質基礎。材料的發展史就是一部人類文明史。沒有感光材料，我們就無法留下青春的回憶；沒有高純的單晶硅，就沒有今天的奔騰電腦；沒有特殊的新型材料，火箭就無法上天，衞星就無法工作，人類的登月計劃就會受到影響，材料的發展對我們的生活起着決定性的作用。從化學角度來看任何物質都是由元素組成，那元素與這些材料之間又有什麼樣的關係呢？從本章開始我們就來學習一下元素與材料之間的關係。

板書：第四章 元素與材料世界

多媒體：展示一組與硅元素有關的圖片，引出本節新課

第一節 硅 無機非金屬材料

學生活動：閲讀教材第一段思考下列問題

1、無機非金屬材料包括哪些？

2、這類材料的特點有哪些？

3、無機非金屬材料分哪兩類？

多媒體：展示一組與硅元素有關的圖片。

設疑：這些表觀看“風牛馬不相及”的物質，從微觀組成上卻有很大的相似性，他們都是有黃沙通過不同的途徑製得的，它們都含有共同的元素是什麼呢？

多媒體：一、半導體材料與單質硅

學生活動：閲讀教材P103最後一段思考下列問題

1、什麼是半導體材料？

2、最早使用的半導體材料是什麼？為什麼沒廣泛使用？

3、現在廣泛使用的半導體材料是什麼？為什麼能廣泛使用？

過渡：硅除了作為半導體材料被廣泛使用外，還具有什麼其他的性質和用途呢？

硅的性質和用途

引導學生回憶學習新物質的方法和程序

一）觀察物質的外觀，總結其物理性質

多媒體：展示單質硅的圖片，讓學生觀察。

學生活動：通過觀察圖片，總結硅的物理性質

物理性質：

灰黑色、有金屬光澤、硬而脆的固體，是一種良好的半導體材料。

引導學生回憶以前學習的知識，C、S、O的同素異形體，引出硅的同素異形體。

硅的同素異形體：晶體硅和無定形硅

二）預測物質的化學性質（分類思想）

硅屬於非金屬單質應該和C、S、P等非金屬單質具有類似的性質。

1、C、S、P等非金屬單質常温下性質比較穩定 硅的性質在常温下也比較穩定

2、C、S、P等非金屬單質在一定條件下可以和氧氣反應

C+O2====CO2、S+O2 SO2 硅也可在一定條件下和氧氣反應

學生活動：畫出硅原子的原子結構示意圖，並推測其常見的化合價，然後根據化合價寫出硅與氧氣的反應方程式：Si+O2 SiO2

化學性質：（常温下比較穩定）

Si+O2 SiO2（條件：研碎的硅、加熱）

過渡：硅的'性質比較穩定，常温下除了可以和F2、HF及強鹼反應外，很難和其它物質反應

學生活動：根據硅的化合價分別寫出硅與F2、HF及強鹼的化學反應方程式：

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

過渡：高純度的單質硅作為半導體材料而被廣泛應用於電子、計算機領域，但在自然界中並沒有遊離態的硅存在，大多以SiO2、硅酸鹽的形式存在，這就需要我們通過化學方法制取單質硅。

學生活動：閲讀P104最後一段思考下列幾個問題

多媒體：工業製取單質硅

原料： 焦炭和二氧化硅

設備： 電爐

原理： SiO2+2C Si（粗硅）+2CO↑

過渡：我們電子領域對材料的純度要求的特別高，幾乎要不含任何雜質，這就需要我們對粗硅進行提純。

提純原理：高温下將粗硅與氯氣反應,其產物在高温下被氫氣還原而得到純淨的硅。

學生活動：根據上述原理寫出原理中牽涉到的化學反應方程式

Si（粗硅）+2Cl2 SiCl4 SiCl4+2H2 Si+ 4HCl(純度：99.9999999％)

學生活動：閲讀P105第二段瞭解硅及其合金的用途

多媒體：展示硅及其合金的用途圖片

課堂檢測：

1、下列材料不屬於無機非金屬材料的是（ ）

A 陶瓷 B 玻璃 C 水泥 D 鋁和金

2、下列各反應中硅元素被還原的是（ ）

A Si+O2 SiO2 B Si+2F2== SiF4

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

板書設計：

第四章 元素與材料世界

第一節 硅 無機非金屬材料

一、半導體材料與單質硅

硅的性質與用途

1、物理性質

2、化學性質

Si+O2 SiO2 Si+2F2== SiF4

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

硅的製取： SiO2+2C Si（粗硅）+2CO↑

硅的提純：

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