碳的多样性.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,第,3,章 自然界中的元素,第,1,节 碳的多样性,第,1,课时 多种多样的碳单质 广泛存在的含碳化合物,1,、了解,同素异形体,的概念，知道碳的三种同素异形体和其物理性质的差异及其原因；,2,、知道,含碳化合物种类及其分类,，认识,碳酸钠,和,碳酸氢钠,的性质并体会其差异。,金刚石,煤,1,、这些物质都含有什么元素，以什么形态存在？,2,、你身边还有什么物质含有这种元素？,碳元素 游离态,图中的钻石重约五十克拉价值高达五百万美元在一九三四年芝加哥世界博览会上被评为美国最完美的钻石。,世界上最大的钻石,库利南一号,美丽的,珊瑚,溶洞中的 石花、石笋、钟乳,一、多种多样的碳单质,石 墨,深灰色、硬度小、不透明、易导电的片状固体，熔点极高。,金刚石,金刚石是硬度最大，熔点最高的单质，无色透明的晶体，无自由电子，不导电。,C,60,灰黑色的固体,不导电，又名足球烯,C,60,分子模型,335pm,核间距,142pm,碳原子的排列方式不同,1,、碳的各种单质的物理性质相异的主要原因是什么？,2,、碳的各种单质化学性质是否相同？,化学性质相似,3、金刚石和石墨在一定条件下可以相互转化，此转化是物理变化还是化学变化？是否是氧化还原反应？,化学变化 非氧化还原反应,金刚石、石墨、和,C,60,是碳元素的同素异形体。,氧气和,O,3,是氧元素的同素异形体。,同素,异形,体,同种元素,结构,不同,单质,性质不同,同素异形体的相互转化是化学变化,5.,同素异形体的定义,大理石,溶洞,菱铁矿,尽管碳元素有多种同素异形体，但它在自然界主要是以化合物的形式存在的。,二、广泛存在的含碳化合物,碳元素存在于无机物中,碳元素存在于有机物中,名 称,Na,2,CO,3,NaHCO,3,俗 名,色 态,溶解性,用 途,白色固体,纯碱或苏打,小苏打,都易溶于水 但溶解度,S,碳酸钠,S,碳酸氢钠,玻璃 造纸业,发酵粉,白色固体,Na,2,CO,3,与,NaHCO,3,也是常见的含碳化合物,Na,2,CO,3,与,NaHCO,3,物理性质比较,根据学过的碳酸钙的化学性质预测碳酸钠和碳酸氢钠的化学性质,1,、碳酸钠可能与哪些物质反应？,2,、碳酸氢钠可能与哪些物质反应？,讨论性质并设计实验方案,实验试剂,:,碳酸钠固体、碳酸氢钠固体、,Na,2,CO,3,溶液、,NaHCO,3,溶液,稀盐酸、,Ba(OH),2,溶液、,NaOH,溶液、,CaCl,2,溶液。,1,、,与盐酸反应：,CaCO,3,+2HCl=CaCl,2,+CO,2,+H,2,O,2,、,受热分解：,CaCO,3,=CaO+CO,2,高温,碳酸钙的化学性质：,Na,2,CO,3,、,NaHCO,3,化学性质,Na,2,CO,3,NaHCO,3,结论：,碳酸钠和碳酸氢钠都易与酸反应，但是,碳酸氢钠,与酸反应比,碳酸钠更剧烈,。,Na,2,CO,3,+2HCl=2NaCl+H,2,O+CO,2,CO,3,2-,+2H,+,=H,2,O+CO,2,NaHCO,3,+HCl=NaCl+H,2,O+CO,2,HCO,3,-,+H,+,=H,2,O+CO,2,1,、与酸反应,CO,3,2-,与,H,+,反应：,思考：,分别向,Na,2,CO,3,和,NaHCO,3,的溶液中逐滴滴加盐酸，会观察到什么现象？,Na,2,CO,3,：,开始无气泡，一段时间后产生气泡,NaHCO,3,：立即产生气泡,先：,CO,3,2-,+H,+,=HCO,3,-,后：HCO,3,-,+H,+,=H,2,O+CO,2,与量有关,不一样。,将盐酸逐滴滴入到,Na,2,CO,3,溶液中开始无现象，后产生气泡。将,Na,2,CO,3,溶液逐滴滴入到盐酸中开始就产生气泡。,将盐酸逐滴滴入到Na,2,CO,3,溶液中，与将Na,2,CO,3,溶液逐滴滴入到盐酸中的现象是否一样？,不用其它试剂能否鉴别,Na,2,CO,3,溶液与稀盐酸？,能。互滴法：逐滴滴加,Na,2,CO,3,NaHCO,3,Na,2,CO,3,+Ca(OH),2,=CaCO,3,+2NaOH,CO,3,2-,+Ca,2+,=CaCO,3,能与所有可溶性碱反应生成碳酸正盐和水,NaHCO,3,+NaOH=Na,2,CO,3,+H,2,O,HCO,3,-,+OH,-,=CO,3,2-,+H,2,O,易与,Ba,2+,、,Ca,2+,的碱反应生成碳酸盐沉淀和,NaOH,2,、与碱反应,NaHCO,3,与可溶性碱反应：,NaHCO,3,+NaOH=Na,2,CO,3,+H,2,O,HCO,3,-,+OH,-,=CO,3,2-,+H,2,O,（,1,）与,NaOH,溶液反应,Ca,2+,+2OH,-,看做,1mol,=2H,2,O+CaCO,3,+CO,3,2-,（,2,）,NaHCO,3,与,Ca(OH),2,反应,+2HCO,3,-,少量,Ca(OH),2,：,少量,NaHCO,3,：,+OH,-,+Ca,2+,=H,2,O+CaCO,3,HCO,3,-,看做,1mol,（离子方程式书写：以少定多，先中和，后沉淀）,NaHCO,3,与可溶性碱反应：,与量有关,Na,2,CO,3,NaHCO,3,Na,2,CO,3,+CaCl,2,=CaCO,3,+2NaCl,与可溶性的钙盐、钡盐反应生成沉淀,CO,3,2-,+Ca,2+,=CaCO,3,3,、与盐反应,Na,2,CO,3,NaHCO,3,碳酸钠受热不分解,2NaHCO,3,=Na,2,CO,3,+H,2,O+CO,2,4,、热稳定性,除杂：,除,NaHCO,3,(aq),中的,Na,2,CO,3,_,除,Na,2,CO,3,固体中的,NaHCO,3,_,注意：,HCO,3,-,与,H,+,和,OH,-,的反应,HCO,3,-,+H,+,=,HCO,3,-,+OH,-,=,H,2,O+CO,2,H,2,O+CO,3,2-,Na,2,CO,3,NaHCO,3,+H,2,O+CO,2,或,少量盐酸,NaOH,或,通入,CO,2,加热,（,1,）分别取少量固体加热，能产生使澄清石灰水变浑浊的气体的为碳酸氢钠,（,2,）加入可溶性的钙盐或钡盐，生成白色沉淀的是碳酸钠溶液。,1,、,NaHCO,3,与,NaOH,反应吗？如何检验发生了反应？,2,、如何鉴别一种固体物质是,Na,2,CO,3,还是,NaHCO,3,？如何鉴别一种无色溶液是,Na,2,CO,3,溶液还是,NaHCO,3,溶液？,检验反应后溶液中的,CO,3,2-,学以致用,3.,如何除去,Na,2,CO,3,（,aq,）中少量的,NaHCO,3,？,4.,如何除去,NaHCO,3,（,aq,）中少量的,Na,2,CO,3,？,加适量,NaOH,溶液；加热,通入足量,CO,2,5.,碳酸盐和碳酸氢盐之间如何转化？,碳酸氢盐,碳酸盐,H,2,O+,CO,2,加热，加碱,写出下列反应的化学方程式,C,CO,2,Na,2,CO,3,NaHCO,3,CO,CaCO,3,Ca(HCO,3,),2,注：不能重复,例,1,、,下列说法中不正确的是,(,),A,、,Na,2,CO,3,比,NaHCO,3,易溶于水,B,、,Na,2,CO,3,比,NaHCO,3,稳定,C,、石灰水能与,Na,2,CO,3,反应，而不能与,NaHCO,3,反应,D,、,Na,2,CO,3,、,NaHCO,3,与,NaOH,溶液均不反应,CD,例,2,、,现有,25 mL 2 mol,L,1,的,Na,2,CO,3,溶液和,75 mL,1 mol,L,1,的稀盐酸，,将,Na,2,CO,3,溶液缓缓滴加到盐酸中；,将稀盐酸缓缓滴加到,Na,2,CO,3,溶液中,;,在标准状况下产生气体的情况是,(,),A,、均为,0.84 L,B,、均为,0.56 L,C,、,D,、,C,例,3,可以肯定溶液中存在大量,CO,3,2,的理由是,(,),A,、,加入,AgNO,3,溶液，有白色沉淀产生,B,、,加入盐酸有无色无味的气体放出,C,、,加入,Ba(OH),2,溶液，有白色沉淀产生,D,、,加入,BaCl,2,溶液，产生白色沉淀，再加入硝酸，沉淀全部溶解，产生一种无色无味的气体，该气体能使澄清石灰水变浑浊,D,例,4,、,可以用来断定碳酸钠粉末中混有碳酸氢钠的实验方法是,(,),A,、加热时有无色气体放出,B,、滴加盐酸时有气泡产生,C,、溶于水后，滴加稀氯化钙溶液有沉淀生成,D,、溶于水后，滴加澄清石灰水有白色沉淀生成,A,第,2,课时 碳及其化合物间的转化,1,、了解碳元素在自然界及生活生产中的转化，能写出相关反应的化学方程式；,2,、能从原理上解释钟乳石、溶洞的形成，能用化学方程式表示高炉炼铁、木炭燃烧过程的有关反应；,3,、了解碳单质、碳的氧化物、碳酸盐、碳酸氢盐的性质及转化关系。,1,、,下列物质中不能与,CO,2,反应的是,（）,A,、,KHCO,3,B,、,Na,2,O,2,C,、,Na,2,CO,3,D,、,NaOH,2,、下列物质中，属于金刚石的同素异形体的是（）,A,、,硅,B,、,碳,60,C,、,石墨,D,、,一氧化碳,A,BC,3,、石墨炸弹爆炸时能在方圆几百里范围内撒下大量纤维，造成输电线路及电场设备损坏，这是由于石墨（）,A,、有放射性,B,、易爆、易燃,C,、能导电,D,、有剧毒,C,一、自然界中碳及其化合物间的转化,动植物遗体演变,自然界中碳及其化合物间的转化,大气中的二氧化碳,绿色植物,海洋,光合作用,呼吸,动物,呼吸排泄,岩石,风化溶解,光合作用,森林草原,化石燃料,喷发,火山,燃烧,燃烧,思考,如果大气中二氧化碳含量过多，会对人类的生存环境造成什么样的影响？,温室效应 全球气候变暖,溶洞奇观,提供试剂和仪器：,Ca(OH),2,溶液、稀盐酸、大理石、试管、试管夹、酒精灯、单孔塞、导管等。,探究任务：,请根据提供的试剂和仪器设计一个简单的模拟溶洞形成的实验。,小组内讨论实验方案：,要求：,1,、描述出具体的操作步骤，并说明预期的现象。,2,、各小组,B,层同学准备叙述方案。,3,、讨论时间,3,分钟。,模拟,“,溶洞的形成,”,实验方案及实验记录：,实验内容,实验现象,离子方程式,澄清石灰水,持续通入,CO,2,开始出现白色沉淀,CO,2,过量时沉淀溶解,澄清溶液,加热,出现白色沉淀,Ca,2+,+2OH,-,+CO,2,=,CaCO,3,+H,2,O,CaCO,3,+CO,2,+H,2,O=,Ca,2+,+2HCO,3,-,Ca,2+,+2HCO,3,-,=,CaCO,3,+CO,2,+H,2,O,Ca(HCO,3,),2,=CaCO,3,+H,2,O+CO,2,CaCO,3,+H,2,O+CO,2Ca(HCO,3,),2,碳酸盐与碳酸氢盐的相互转化：,溶洞的形成,水垢的形成,除去水垢：用醋酸（食醋）,“,水滴石穿,”,如何理解？,CaCO,3,+H,2,O+CO,2,=Ca(HCO,3,),2,生产和生活中碳及其化合物间的转化,1,、工业炼铁,2,、木炭燃烧,Fe,2,O,3,+3CO=2Fe+3CO,2,高温,C+O,2,=CO,2,点燃,一、碳的化学性质,C,CO,2,CO,碳,“,三角,”,1,、,碳在氧气中充分燃烧,:,C+O,2,=CO,2,2,、,碳在氧气中不充分燃烧,:,2C+O,2,=2CO,3,、,碳还原氧化铜：,2CuO+C=2Cu+CO,2,4,、,碳与,CO2,反应,:,C+CO,2,=2CO,点燃,高温,点燃,高温,1,、物理性质,无色无味，难溶，有毒。,2,、化学性质,还原性,炼铁原理,高温,CO,还原氧化铁,:,3CO+Fe,2,O,3,=2Fe+3CO,2,2CO+O,2,=2CO,2,点燃,二、,CO,的性质,与H,2,O:,与碱性氧化物:,与碱反应：,（与量有关）,酸性氧化物,CO,2,+H,2,O H,2,CO,3,三、,CO,2,的化学性质,CO,2,+2NaOH=Na,2,CO,3,+H,2,O,(CO,2,少量,),CO,2,+NaOH=NaHCO,3,(CO,2,足量,),CO,2,+CaO=CaCO,3,高温,特,殊,性质,弱氧化性,CO,2,+C=2CO,高温,与,Na,2,O,2,反应,2Na,2,O,2,+2CO,2,=2Na,2,CO,3,+O,2,与碳酸盐反应,碳酸氢盐,Na,2,CO,3,+CO,2,+H,2,O=2NaHCO,3,强调：,CO,2,与,CaCl,2,、,BaCl,2,不反应,例,1,、,下列叙述正确的是（）,A,、由碳元素单质组成的物质一定是纯净物,B,、金刚石和石墨具有相同的化学组成,C,、石墨转变为金刚石不属于化学变化,D,、,C,60,是新发现的一种碳单质，其摩尔质量为,720g,mol,-1,D,例,2,、,下列物质互为同素异形体的是（）,A,、,CaCO,3,和,MgCO,3,B,、,CO,和,CO,2,C,、,C,60,和,C,70,D,、,H,和,H,2,例,3,、,欲除去,NaHCO,3,溶液中少量的,Na,2,CO,3,，可用（）,A,、,饱和石灰水,B,、,NaOH,溶液,C,、,盐酸,D,、,CO,2,C,D,例,4,、,向碳酸钠的浓溶液中逐滴加入稀盐酸，直到不再产,生,CO,2,为止，则此过程中，溶液的碳酸氢根离子浓度变,化趋势可能是（）,A,、逐渐减小,B,、逐渐增大,C,、先逐渐增大，再逐渐减小,D,、先逐渐减小，再逐渐增大,C,