1、第1课时 多种多样的碳单质 广泛存在的含碳化合物,第3章 第1节 碳的多样性,学习目标定位 1.了解碳单质的多样性及同素异形体的概念，会判断同素异形体，知道结构与性质的关系。 2.了解自然界中含碳化合物的多样性。 3.认识碳酸钠和碳酸氢钠的主要性质，初步体会它们性质的差异。,内容索引,新知导学 新知探究 点点落实,达标检测 当堂检测 巩固反馈,新知导学,1.碳元素有多种单质，其中比较有代表性的是金刚石、石墨、C60。它们的微观结构如下图：,一、多种多样的碳单质,观察它们的结构，结合教材内容填写下表：,正四面体,空间网状,深灰,平面六边形,层状,正五边形,正六边形,无,质软,2.同素异形体的概念
2、：由同一种 组成的 不同的几种单质，叫做该元素的同素异形体。 (1)常见的同素异形体： 碳元素： 、 、 ； 氧元素： 、 等。,金刚石,石墨,C60,O2,O3,元素,性质,(2)问题讨论 由同一种元素构成的物质一定是纯净物吗？,答案 不一定。,解析 同一种元素可能形成多种同素异形体，多种单质形成混合物。,组成元素相同的物质一定是同素异形体吗？,答案 不一定。,解析 同素异形体研究的对象是单质，如CO、CO2虽然其组成元素相同，但它们不是单质，故不是同素异形体。,答案,解析,(3)一定条件下，石墨可以转化成金刚石，该反应属于物理变化，还是化学变化？,答案 化学变化。,答案,1.构成同素异形体
3、的三个要素 (1)必须由同一种元素构成； (2)必须是单质； (3)必须具有不同的结构。 2.构成同素异形体的两种形式 (1)单质中原子的排列方式不同，如金刚石、石墨； (2)单质中原子数目不同(如O2和O3)。 3.同素异形体之间的转化是化学变化。,1.下列说法中正确的是 A.仅由碳元素组成的物质一定是纯净物 B.金刚石、石墨、足球烯(C60)互为同素异形体 C.金刚石转化为石墨，有单质生成，该反应属于氧化还原反应 D.金刚石和石墨的物理性质不同，化学性质也不相同,答案,解析,易错警示,易错警示,解析 碳元素的单质有金刚石、石墨、C60等，金刚石是纯净物，但金刚石与石墨组成的物质就是混合物；
4、同素异形体间的转化，由于反应物与生成物不同，应属化学变化，碳在反应前后元素化合价不变，该反应不是氧化还原反应；金刚石、石墨、C60是碳元素的三种同素异形体，它们的物理性质有差异，但化学性质是相同的。,易错警示 (1)金刚石和石墨都是由碳原子构成的，足球烯是由C60分子构成的，C60是由60个碳原子构成的分子。 (2)由于结构上的差异，同素异形体的物理性质不同；由于同素异形体的组成元素相同，化学性质相似，而且同素异形体之间的转化是化学变化。 (3)有单质参加或生成的反应不一定是氧化还原反应。如同素异形体之间的转化不是氧化还原反应。,碳元素在自然界中主要以 形式存在，是构成化合物种类 的元素。既能
5、形成蛋白质、淀粉等 ，又能形成大理石、菱铁矿等_。碳酸钠和碳酸氢钠是常见的含碳化合物。,二、广泛存在的含碳化合物,化合物,最多,有机化合物,无机,化合物,1.碳酸钠、碳酸氢钠与盐酸反应快慢的比较,(1)按上图要求完成实验：在两支试管中分别加入3 mL稀盐酸，将两个各装有少量等质量的Na2CO3、NaHCO3粉末的小气球分别套在两支试管的管口。将气球内的Na2CO3和NaHCO3同时倒入试管中。观察到的实验现象是_；_ _。,个气球均膨胀,两,碳酸氢钠与盐酸混合比碳酸钠与盐酸混合气球膨胀得快且大,(2)实验结论：_ _。 (3)碳酸钠与盐酸反应的化学方程式是_ _，离子方程式是 ，碳酸氢钠与盐酸
6、反应的化学方程式是 ，离子方程式是 。,碳酸氢钠与盐酸反应产生气体比碳酸钠与盐酸反应产生气体剧烈得多,Na2CO32HCl=2NaClCO2,H2O,NaHCO3HCl=NaClCO2H2O,2.碳酸钠、碳酸氢钠热稳定性的比较 (1)如图所示实验为“套管实验”，小试管内塞有沾有白色无水硫酸铜粉末的棉花球。,点燃酒精灯加热，能观察到的实验现象是 。,小试管中棉花球变蓝色，B烧杯中澄清石灰水变浑浊，A中有气泡冒出,(2)实验结论：Na2CO3受热 ；NaHCO3受热 ，生成物中含有 。由此可知，Na2CO3的热稳定性比NaHCO3 。 (3)鉴别Na2CO3和NaHCO3两种固体的方法是_ _ _
7、，有关的化学方程式是 ；。,不分解,易分解,CO2和H2O,强,将两种固体分别加热，能生成气体且生成的气体能使澄清石灰水变浑浊的是NaHCO3，另一固体 是Na2CO3,2NaHCO3 Na2CO3CO2H2O,CO2Ca(OH)2=CaCO3H2O,Na2CO3和NaHCO3的性质比较,答案,解析,2.下列关于Na2CO3和NaHCO3的说法正确的是 A.Na2CO3比NaHCO3更易溶于水 B.NaHCO3比Na2CO3稳定 C.石灰水能和Na2CO3反应，不能与NaHCO3反应 D.等物质的量的Na2CO3和NaHCO3与足量盐酸反应，消耗盐酸的物质的量之比为12,方法规律,解析 20
8、时，Na2CO3的溶解度为21.5 g，NaHCO3的溶解度为9.6 g，A项正确； Na2CO3加热不分解，而NaHCO3加热完全分解，B项错误； 石灰水与Na2CO3、NaHCO3均能反应，C项错误； Na2CO32HCl=2NaClCO2H2O，NaHCO3HCl=NaClH2OCO2，D项错误。,方法规律,(2)Na2CO3、NaHCO3与足量盐酸反应的比较,(3)Na2CO3、NaHCO3与盐酸反应的原理及现象,答案,解析,3.除去NaHCO3溶液中混有的少量Na2CO3可采取的方法是 A.通入足量二氧化碳 B.加入适量氢氧化钠溶液 C.加入适量澄清石灰水 D.加入适量稀盐酸,方法规
9、律,解析 向该溶液中通入CO2发生反应Na2CO3CO2H2O=2NaHCO3，CO2与NaHCO3不反应，A项可采取； NaOH、Ca(OH)2和稀盐酸都能与NaHCO3反应，B、C、D项不能采取。,方法规律 (1)Na2CO3、NaHCO3的相互转化,CO2、H2O；H+少量,固体加热；溶液NaOH,(2)Na2CO3、NaHCO3的提纯方法(括号内为杂质),答案,解析,4.可以用来断定碳酸氢钠粉末中混有碳酸钠的实验方法是 A.加热时有无色气体放出 B.溶于水，滴加CaCl2溶液，有白色沉淀生成 C.滴加盐酸有气泡产生 D.溶于水，滴加澄清石灰水，有白色沉淀生成,方法规律,解析 NaHCO
10、3受热易分解，Na2CO3不分解，加热时有气体放出，无法判定有Na2CO3，A项错误； CaCl2Na2CO3=CaCO32NaCl，NaHCO3与CaCl2不反应，滴加CaCl2溶液有白色沉淀生成，说明该粉末中有Na2CO3，B项正确； NaHCO3、Na2CO3均能与盐酸反应产生气泡，故无法判定Na2CO3的存在，C项错误； Na2CO3与Ca(OH)2反应：Na2CO3Ca(OH)2=CaCO32NaOH，产生白色沉淀，NaHCO3与Ca(OH)2反应：Ca(OH)22NaHCO3=2H2ONa2CO3CaCO3，也产生白色沉淀，故无法判定Na2CO3的存在，D项错误。,方法规律,方法规
11、律 (1)鉴别Na2CO3、NaHCO3的方法 固体鉴别法加热法 固体加热时产生使澄清石灰水变浑浊气体的为碳酸氢钠，无明显现象的是碳酸钠。 溶液鉴别法 a.沉淀法：取适量溶液滴加氯化钡溶液，有白色沉淀生成的是碳酸钠，无沉淀生成的是碳酸氢钠。 b.加酸法：取适量溶液，逐滴滴加稀盐酸，立即产生气泡的是碳酸氢钠，不立即产生气泡，一段时间后产生气泡的是碳酸钠。 (2)鉴别Na2CO3和NaHCO3两种溶液时，不能用Ba(OH)2或Ca(OH)2溶液。,学习小结,达标检测,1,2,3,4,5,答案,解析,6,1.下列说法中正确的是 A.金刚石、石墨和C60性质不同的根本原因是所含碳原子的数目不同 B.金
12、刚石、石墨和C60在氧气中完全燃烧都生成二氧化碳 C.C60和P4、H2O和H2O2均互为同素异形体 D.C60是新发现的一种碳的化合物,1,2,3,4,5,6,解析 金刚石、石墨和C60性质不同是由于它们的结构不同，A项错误； 三者均由碳元素组成，完全燃烧都生成CO2，B项正确； 同素异形体是同种元素组成的不同单质，C60和P4组成元素不同， H2O和H2O2均为化合物，C项错误； 由同种元素组成的纯净物属于单质，C60是单质，而不是化合物，D项错误。,1,2,3,4,5,答案,解析,6,2.下列关于碳酸钠和碳酸氢钠的比较中正确的是 A.碳酸氢钠的溶解度大于碳酸钠 B.与盐酸反应放出等量的二
13、氧化碳消耗碳酸钠的质量小于碳酸氢钠 C.与等浓度的盐酸反应，碳酸氢钠反应的速率快 D.等质量的碳酸钠和碳酸氢钠与盐酸反应，碳酸钠消耗盐酸少,1,2,3,4,5,6,解析 NaHCO3的溶解性较小，A项错误； 放出1 mol CO2消耗Na2CO3 106 g，消耗NaHCO3 84 g，B项错误；,106 g Na2CO3消耗2 mol盐酸，而106 g NaHCO3消耗盐酸少于2 mol，D项错误。,1,2,3,4,5,6,解析 将固体加热到质量不变，NaHCO3受热易分解生成Na2CO3，A项合理； 加入过量NaOH溶液，会引入新杂质NaOH，B项不合理； 加入适量盐酸，与两者均反应，C项
14、不合理； 加入适量氢氧化钙溶液，与两者均反应，D项不合理。,答案,解析,3.除去混在Na2CO3粉末中的少量NaHCO3，最合理的方法是 A.加热 B.加过量氢氧化钠溶液，再蒸发结晶 C.加盐酸 D.加氢氧化钙溶液,1,2,3,4,5,答案,解析,6,4.现有两瓶白色固体化学药品，一瓶为Na2CO3，另一瓶为NaHCO3。无法将其鉴别开来的方法是 A.加热 B.两者分别与同浓度的稀盐酸反应 C.溶于水，加入CaCl2溶液 D.两者分别加入氢氧化钠溶液或Ba(OH)2溶液,1,2,3,4,5,6,解析 加热时，试管内壁有较多水珠生成，且生成使澄清石灰水变浑浊的气体的是NaHCO3，A项正确； 与
15、同浓度的稀盐酸反应产生气体的速度不同可以鉴别，B项正确； Na2CO3与CaCl2反应生成沉淀，NaHCO3与CaCl2不反应，C项正确； 两者与氢氧化钠溶液混合后均没有明显现象，与Ba(OH)2都能反应生成白色沉淀，现象完全相同，D项不能鉴别。,1,2,3,4,5,答案,6,解析,5.可以说明溶液中大量存在 的理由是 A.加入AgNO3溶液有白色沉淀产生 B.加入盐酸有无色无味气体产生 C.加入MgCl2时有白色沉淀产生，再加稀盐酸，沉淀溶解，放出使澄清石灰水变浑浊的无色无味气体 D.加入Ba(OH)2溶液有白色沉淀产生，再加入稀盐酸，沉淀溶解，且产生可使澄清石灰水变浑浊的无色气体,1,2,3,4,5,6,1,2,3,4,5,6,答案,解析,6.已知将盐酸逐滴加入Na2CO3中，发生的反应依次为HClNa2CO3=NaHCO3NaCl，NaHCO3HCl=NaClH2OCO2；将0.4 g NaOH和1.06 g Na2CO3混合并配成溶液，向溶液中滴加0.1 molL1稀盐酸。下列图像能正确表示加入盐酸的体积和生成CO2的物质的量的关系的是,1,2,3,4,5,6,本课结束,