高中化学 4.1无机非金属材料的主角-硅（第1课时）教学设计 新人教版必修1VIP专享VIP免费

第四章非金属及其化合物第一节无机非金属材料的主角──硅[教学目的]：1、了解硅在自然界中的存在、用途及性质2、了解二氧化硅物理性质，掌握其化学性质3、掌握硅酸钠的化学性质了解硅酸盐相关性质及其多样性、复杂性，认识硅酸盐在生产中的应用；4、了解单质硅性质、制取和用途。5、了解结构决定性质、性质决定用途的原理[教学重、难点]硅单质的结构和性质；硅酸盐的多样性和复杂性、单质硅的用途。[教学过程]第一课时[导入]：在美国有一个规模宏大的高科技工业园区，那就是家喻户晓的硅谷。人们之所以用硅来代表高科技，是因为它在电子工业革命中起了极其重要的作用──半导体材料。今天，我们就一起来探讨第四章的课题1无机非金属材料的主角──硅[板书]：无机非金属材料的主角──硅[多媒体展示]硅在自然界中的分布和存在。[提问]请大家写出C和Si的原子结构图[多媒体展示]C和Si的原子结构及在元素周期表中的位置。[讲述]物质的结构决定性质，性质决定用途。从原子结构示意图，我们可以知道硅与碳一样，既不易失去又不易得到电子，主要形成四价化合物。但是由于硅是亲氧元素，所以与碳不同的是，在自然界中见不到它的单质。自然界中最简单的硅的化合物是它的氧化物，下面我们就先来看看硅的氧化物──SiO2（沙子主要成分）[板书]一、二氧化硅和硅酸1、SiO2（1）存在形态：结晶形和无定形约占地壳质量的12%[多媒体展示]水晶玛瑙的图片[多媒体展示]科学视野：SiO2的结构及图片[板书]（2）结构：立体网状结构（晶型是四面体）[多媒体展示]SiO2的用途的图片展示[板书]（3）用途：光导纤维、电子工业重要部件、光学仪器、耐高温化学仪器。利用石英晶体制造石英电子表、石英钟等。[多媒体展示]思考与交流P76[板书]（4）性质：①物理性质：硬度大、熔点高、难溶于水，纯净的SiO2晶体是无色透明的[多媒体展示]二氧化硅与二氧化碳的比较[板书]②化学性质1硅石(天然)结晶形无定形纯净的SiO2晶体叫做水晶。石英具有彩色环带状或层状的叫玛瑙高温A.化学性质不活泼，不与水反应不与酸（除HF外）反应；SiO2+4HF==SiF4↑+2H2O（雕刻玻璃）B.酸性氧化物，具有酸的通性可以与碱和碱性氧化物反应SiO2＋CaO==CaSiO3[讨论]：为什么实验室中盛放碱液的试剂瓶要用橡皮塞而不用玻璃塞？[板书]2、硅酸（难溶于水）[提问]我们知道CO2溶于水，对应水化物是H2CO3，SiO2难溶于水，那么硅酸如何得到？实验室用可溶性硅酸盐与其他酸反应制得。[板书]（1）制备原理：Na2SiO3+2HCl=2NaCl+H2SiO3[演示实验]实验4-1现象：无色透明→软而透明胶冻状结论：可溶性硅酸盐与酸反映生成难溶性硅酸化学方程式：Na2SiO3+2HCl==2NaCl+H2SiO3[板书]（2）化学性质A.易失水H2SiO3==SiO2+H2OB.弱酸性：（比较强的酸可以把比较弱的酸从它们的盐溶液中置换出来）Na2SiO3+CO2==2Na2CO3+H2SiO3(3)用途：硅胶──干燥剂备课资料硅在高新技术中的应用单晶硅作为半导体器件的核心材料，大大地促进了信息技术的革命。自20世纪中叶以来，单晶硅随着半导体工业的需要而迅速了展。到1996年全球半导体产业销售额达到1410亿美元，而其中单晶硅材料的销售达到74亿美元。中国消耗的大部分集成电路及其硅片主要依赖进口。但我国科技人员正迎头赶上，于1998年成功地制造出了12英寸单晶硅，标志着我国单晶硅生产进入了新的发展时期。信息材料技术是新材料技术的重要组成部分，也是信息技术尤其是电子信息技术发展的基础。从目前情况来看，硅半导体仍然是集成电路的主要材料。据估计在21世纪内，硅仍然会占半导致体材料的95%以上。微电子与生物技术紧密结合的以DNA芯片等为代表的生物工程是21世纪微电子领域的另一个热点和新的经济增长点。采用微电子加工技术，可以在指甲盖大小的硅片上制作出含有多达10～20万种DNA基因片段的芯片.利用这种芯片可以在短时间内检测或发现遗传基因的变化等情况。这无疑对遗传学研究、疾病诊断与治疗、转基因工程等具有极其重要的作用。2SiO2＋2OH－＝SiO32－＋H2O