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第三节 无机非金属材料
基础考点梳理
一．水泥：
1．生产设备：
2．主要原料： 、
3．反应原理：复杂的物理、化学变化。
4．生产过程：
原料混合磨细(生料)→高温灼烧至部分熔化→冷却后成硬块→加入适量 （调节水泥硬化速度）（熟料）→磨成细粉（水泥）
5．主要成分：硅酸三钙： 硅酸二钙： 铝酸三钙：
6．用途： 由于水泥具有 性，所以它不仅是一般的建筑材料，而且还是水下工程不可少的建筑材料。
7．水泥沙浆的成分是：
8．按一定比率的混合物硬化后，叫混凝土
9．水泥的热膨胀系数几乎跟 一样，所以用混凝土建造建筑物常用钢筋作结构，使建筑物更加坚固，这叫钢筋混凝土。
二．玻璃：
1．生产设备：
2．主要原料： 、 、
3．反应原理：Na2CO3 + SiO2
CaCO3 + SiO2
4．生产过程：原料 熔体 玻璃
5．主要成分： 、 、
写成氧化物的形式为：
6．特性：无固定熔沸点，在一定温度范围软化可制成各种形状，玻璃称为玻璃态物质。
7．制造有色玻璃，一般是在原料里加入某些金属氧化物，使玻璃呈现出特征颜色。
例如，加 呈蓝色，加 呈红色。
8．把 放入电炉里加热，使它软化，然后急剧冷却，得到钢化玻璃。在处理过程中，其化学成分不变。
三．陶瓷：
1．制造陶瓷的主要原料：粘土。
2．制造陶瓷的一般过程：混合、成型、干燥、烧结、冷却、陶器
3．陶瓷的种类(根据原料、烧制温度划分)：土器、陶器、瓷器、炻器等。
四．常见新型无机非金属材料：
1．无机非金属材料的分类
⑴ 传统无机非金属材料：水泥、玻璃、陶瓷等硅酸盐材料。
⑵ 新型无机非金属材料：半导体材料、超硬耐高温材料、发光材料等。
2．新型无机非金属材料的特性
⑴ 耐高温、强度高
⑵ 具有电学特性
⑶ 具有光学特性
⑷ 具有生物功能
3．光导纤维(光纤)
⑴ 光导纤维的特点：传导光的能力非常强，抗干扰性能好，不发生电辐射等。
⑵ 光导纤维的应用：通讯、医疗、信息处理、传能传像、遥测遥控、照明等。
基础考点梳理答案：
一．水泥：
1．水泥回转窑
2．粘土、石灰石
4． 石膏
5．3CaO·SiO2 2CaO·SiO2 3CaO·Al2O3
6． 水硬
7．水泥、沙子和水
9．钢筋
二、
1．玻璃窑
2．纯碱、石灰石、石英
3．Na2CO3 + SiO2 Na2SiO3+CO2
CaCO3 + SiO2 CaSiO3+CO2
5．CaSiO3、Na2SiO3、SiO2
CaO·Na2O·6SiO2
7． Co2O3、Cu2O
8．普通玻璃
解题方法规律技巧大放送
1．传统无机非金属材料与新型无机非金属材料的比较
材料 新型无机非金属材料 传统无机非金属材料
类别 高温结构陶瓷 半导体陶瓷 光学材料 生物陶瓷 普通水泥、玻璃、黏土陶瓷
示例 氮化硅陶瓷 氧化锡陶瓷 光导纤维 氧化铝陶瓷 抗腐蚀性强，耐高温，但质脆，经不起冲击
特性 耐高温强度大 电学特性 光学特性 生物功能
用途 气轮机叶片、永久性模具，轴承 集成电路中的半导体 光缆、医疗照明 人造骨、接骨螺钉
2．高温结构陶瓷
⑴ 高温结构陶瓷的优点：能经受高温、不易氧化、耐酸碱腐蚀、硬度大、耐磨损、密度小等。
⑵ 高温结构陶瓷的种类：
① 氧化铝陶瓷：又称人造刚玉，具有熔点很高、硬度高的优点。可用于作坩埚、高温炉管、球磨机、高压钠灯的灯管等。
② 氮化硅陶瓷：具有硬度极高、耐磨损、抗腐蚀和抗氧化能力等优点。可用于制造轴承、汽轮机叶片、机械密封环、永久性模具、发动机部件等。
③ 碳化硼陶瓷：具有熔点高硬度大的优点。广泛应用于工农业生产、原子能工业、宇航工业等。
【例1】C3N4和Si3N4晶体结构相似，是新型的非金属高温结构陶瓷。下列说法正确的是
A．C3N4和Si3N4晶体中含有共价键
B．C3N4和Si3N4的晶体都属于分子晶体
C．C3N4和Si3N4易溶于水且熔点低
D．C3N4晶体的硬度比Si3N4晶体的硬度小
答案：A
解析：因C3N4和Si3N4晶体结构相似，故也为原子晶体，B错。原子晶体一般不易溶于水，C错。又碳原子半径小于硅原子，所以C3N4晶体熔沸点硬度均大于Si3N4晶体，D错。
【例2】(09全国卷Ⅰ，29） 已知周期表中，元素Q、R、W、Y与元素X相邻。Y的最高化合价氧化物的水化物是强酸。回答下列问题：
（1）W与Q可以形成一种高温结构陶瓷材料。W的氯化物分子呈正四面体结构，W的氧化物的晶体类型是 ；
（2）Q的具有相同化合价且可以相互转变的氧化物是 ；
（3）R和Y形成的二元化合物中，R呈现最高化合价的化合物的化学式是 ；
（4）这5个元素的氢化物分子中，①立体结构类型相同的氢化物的沸点从高到低排列次序是（填化学式） ，其原因是 ；
②电子总数相同的氢化物的化学式和立体结构分别是
；
（5）W和Q所形成的结构陶瓷材料的一种合成方法如下：W的氯化物与Q的氢化物加热反应，生成化合物W(QH2)4和HCL气体；W(QH2)4在高温下分解生成Q的氢化物和该陶瓷材料。上述相关反应的化学方程式（各物质用化学式表示）是
答案：（1）原子晶体。
（2）NO2和N2O4
（3）As2S5。
（4）①NH3> AsH3 > PH3,因为前者中含有氢键,后两者构型相同，分子间作用力不同；
②电子数相同的有SiH4、PH3和H2S结构分别为正四面体，三角锥和V形。
（5）SiCl4 + 4NH3 = Si(NH2)4 + 4HCl，3Si(NH2)4 = 8NH3 + Si3N4
解析：本题可结合问题作答。W的氯化物为正四体型，则应为SiCl4或CCl4，又W与Q形成高温陶瓷，故可推断W为Si。
（1）SiO2为原子晶体
（2）高温陶瓷可联想到Si3N4,Q为N，则有NO2与N2O4之间的相互转化关系。
（3）Y的最高价氧化的的水化物为强酸，且与Si、N等相邻，则只能是S。R为As，所以R的最高价化合物应为As2S5。
（4）显然x为P元素。①氢化物沸点顺序为NH3> AsH3 > PH3,因为前者中含有氢键后两者构型相同，分子间作用力不同。②SiH4、PH3和H2S的电子数均为18。，结构分别为正四面体，三角锥和V形
（5）由题中所给出的含字母的化学式可以写出具体的物质，然后配平即可。
强热
冷却
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