7碳的多样性——完成.ppt

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1、L/O/G/O第三章：自然界中的元素第三章：自然界中的元素第三章：自然界中的元素第三章：自然界中的元素第一节：碳的多样性第一节：碳的多样性美丽的美丽的珊瑚珊瑚 溶洞中的石花、石笋、钟乳世界上最大的钻石世界上最大的钻石库利南一号库利南一号煤煤 块块一：多种多样的碳单质一：多种多样的碳单质 金刚石金刚石无色透明晶体无色透明晶体硬度极高硬度极高不导电不导电导热性良好导热性良好 石墨石墨深灰色片状固体深灰色片状固体质软质软易导电易导电导热性良好导热性良好C60灰黑色固体灰黑色固体质脆质脆不导电不导电导热性极差导热性极差 金刚石金刚石 石石 墨墨 C60 外观外观无色透明晶体无色透明晶体 深灰色片状固体

2、深灰色片状固体 灰黑色固体灰黑色固体 硬度硬度 硬度极高硬度极高 质软质软 质脆质脆导电性导电性 不导电不导电 易导电易导电 不导电不导电导热性导热性 良好良好 良好良好 极差极差金刚石，石墨，金刚石，石墨，C60的物理性质比较：的物理性质比较：同素同素 异形异形 体体：由同一种元素组成的性质由同一种元素组成的性质不同的几种单质，叫做该元素的同素异形体。不同的几种单质，叫做该元素的同素异形体。同一种元素同一种元素结构不同结构不同单质单质判断下列物质是否为同素异形体？判断下列物质是否为同素异形体？O O2 2和和O O3 3（）红磷和白磷红磷和白磷 （）COCO和和COCO2 2（）H H2 2

3、和和O O2 2 （）性质不同性质不同（不是单质）（不是单质）是是是是不是不是不是不是（不是同一种元素）（不是同一种元素）练一练：练一练：为什么它们都是由同一种元素组成的，为什么它们都是由同一种元素组成的，为什么它们都是由同一种元素组成的，为什么它们都是由同一种元素组成的，可是性质却差别那么大呢？可是性质却差别那么大呢？可是性质却差别那么大呢？可是性质却差别那么大呢？结论：结论：结构不同，决定了碳的各种单质有着不同的性质。结构不同，决定了碳的各种单质有着不同的性质。结构决定性质，性质决定用途结构决定性质，性质决定用途 碳的单质除了金刚石、石墨、碳的单质除了金刚石、石墨、C60外外还有很多，像木

4、炭、焦炭、活还有很多，像木炭、焦炭、活性炭它们的主要成分，以及性炭它们的主要成分，以及C60家族家族的，像的，像C70、C240、C540等，它们都等，它们都是碳的单质，这些就体现了碳单质是碳的单质，这些就体现了碳单质的多样性。的多样性。碳单质的化学性质碳单质的化学性质（1）稳定性（常温下）稳定性（常温下）如古代字画，虽然历史久远，却不褪色如古代字画，虽然历史久远，却不褪色清清 明明 上上 河河 图图C+O2=CO22C+O2(不足）不足）=2COC+2CuO=2Cu+CO23C+2Fe2O3=4Fe+3CO2C+CO2=2COC+H2O=H2+CO（工业制水煤气）（工业制水煤气）点燃点燃点燃

5、点燃高温高温高温高温高温高温高温高温（2）还原性）还原性想一想想一想：石墨石墨 =金刚石金刚石一定条件一定条件1.这种转化是物理变化还是化学变化？这种转化是物理变化还是化学变化？2.是否是氧化还原反应？是否是氧化还原反应？同素异形体之间的转化是化学变化同素异形体之间的转化是化学变化二、广泛存在的含碳化合物二、广泛存在的含碳化合物1一氧化碳一氧化碳(CO)(1)物理性物理性质质色、味、色、味、态态：；水溶性：；水溶性：；毒性：毒性：无色无味气体无色无味气体有毒有毒不溶于水不溶于水(2)化学性化学性质质 下面是关于下面是关于“CO的化学性的化学性质质”的的课题课题式式课课堂教学中的堂教学中的解决解

6、决问题阶问题阶段，甲同学段，甲同学设计设计用来用来证证明明CO具有具有还还原性的原性的实验实验装置如下装置如下图图所示：所示：(1)酒精灯酒精灯B的作用的作用为为_(2)A、B两酒精灯点燃的先后两酒精灯点燃的先后顺顺序序为为_，熄熄灭灭的先后的先后顺顺序序为为_(3)乙同学提出可以将酒精灯乙同学提出可以将酒精灯B去掉，将尾气用去掉，将尾气用导导管引至酒精管引至酒精灯灯A处处即可，即可，这这种种设设想想_(填填“合理合理”或或“不合理不合理”)，其理由是，其理由是_.(4)丙同学丙同学认为应该补认为应该补做一个做一个实验实验，在通入，在通入CO之前先将之前先将CO直直接通入澄清石灰水，接通入澄清

7、石灰水，验证验证CO是否能使澄清石灰水是否能使澄清石灰水变浑浊变浑浊，你你认为认为丙同学的丙同学的实验实验_(填填“有有”或或“没有没有”)必要必要解析解析CO是大气是大气污污染物，尾气染物，尾气应应用酒精灯用酒精灯B点燃点燃处处理，所理，所以，以，应该应该先点燃酒精灯先点燃酒精灯B，再点燃酒精灯，再点燃酒精灯A，反，反应结应结束后，束后，为为防止生成的防止生成的铜铜被氧化，被氧化，应该应该先熄先熄灭灭酒精灯酒精灯A，继续继续通通CO，至，至铜铜冷却，再熄冷却，再熄灭灭酒精灯酒精灯B.另外，另外，验证验证CO还还原性是通原性是通过过CuO能否能否变红变红来来说说明的，没有必要再做一个明的，没有

8、必要再做一个验证验证CO是否能是否能使澄清石灰水使澄清石灰水变浑浊变浑浊的的实验实验答案答案(1)燃燃烧烧多余的多余的CO(2)先点燃先点燃B后点燃后点燃A先熄先熄灭灭A再熄再熄灭灭B(3)合理合理这样这样既燃既燃烧烧了了CO，防止，防止污污染空气，又染空气，又能能给给CuO加加热热(4)没有没有一氧化碳的制取1.甲酸和浓硫酸共热2.乙酸和浓硫酸共热（思考：怎样得到 纯净的一氧化碳）2二氧化碳二氧化碳(CO2)(1)物理性物理性质质 色、味、色、味、态态：；水溶性：；水溶性：；固；固 态时态时称称为为：；过过多排放会造成：多排放会造成：无色无味气体无色无味气体微溶于水微溶于水干冰干冰温室效温室

9、效应应(2)化学性化学性质质(3)实验实验室制取二氧化碳的原理室制取二氧化碳的原理 (用化学方程式用化学方程式 表示表示)思考：思考：1.能否用石灰石和稀硫酸？能否用石灰石和稀硫酸？2.用石灰石和稀用石灰石和稀盐盐酸制取酸制取时时，要得到干燥，要得到干燥纯净纯净 的二氧化碳，的二氧化碳，应该应该怎怎样样除除杂杂，请请画出装置画出装置 填出填出试剂试剂。二、广泛存在的含碳化合物二、广泛存在的含碳化合物天天然然气气天天然然碳碳酸酸盐盐含碳无机化合物含碳无机化合物有机化合物有机化合物分类：分类：Na2CO3NaHCO3 类别类别 俗名俗名 色态色态 溶解度溶解度 用途用途 纯碱或苏打纯碱或苏打小苏打

10、小苏打白色固体白色固体白色固体白色固体易溶于水，但是易溶于水，但是Na2CO3NaHCO3玻璃，造纸等工业玻璃，造纸等工业 发酵粉的主要成分发酵粉的主要成分碳酸盐，正盐碳酸盐，正盐碳酸氢盐，酸式盐碳酸氢盐，酸式盐NaNa2 2COCO3 3与与与与NaHCONaHCO3 3的化学性质的化学性质的化学性质的化学性质根据学过的盐的通性和碳酸钙的性质预测碳酸根据学过的盐的通性和碳酸钙的性质预测碳酸钠和碳酸氢钠的性质钠和碳酸氢钠的性质1、碳酸钠可能与哪些物质反应？、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？、碳酸氢钠可能与哪些物质反应？活活 动动*探探 究究1.1.与酸反应与酸反应与酸

11、反应与酸反应（1）与与HCl反应反应Na2CO3+2HCl=2NaCl+H2O+CO2Na2CO3+HCl=NaHCO3+NaClNaHCO3+HCl=NaCl+H2O+CO2(慢，少慢，少)（快，多）（快，多）结论：结论：Na2CO3和和NaHCO3都易与酸反应，但都易与酸反应，但NaHCO3与酸反应比与酸反应比Na2CO3更剧烈更剧烈，生成的气体更多。，生成的气体更多。思考题思考题把碳酸钠溶液把碳酸钠溶液(a)逐滴滴入稀盐酸逐滴滴入稀盐酸(b)中和把稀盐酸中和把稀盐酸(b)逐滴滴入碳酸钠溶液逐滴滴入碳酸钠溶液(a)中现象是否相同？为什中现象是否相同？为什么？么？Na2CO3滴入滴入HCl:

12、CO32-+2H+=H2O+CO2HCl滴入滴入Na2CO3:CO32-+H+=HCO3-HCO3-+H+=H2O+CO2开始没有气泡，随着开始没有气泡，随着HCl的滴入有气泡生成的滴入有气泡生成开始就有气泡生成开始就有气泡生成(2)(2)与与与与COCO22+H+H2 2OO反应反应反应反应Na2CO3+CO2+H2O=2NaHCO3Na2CO3NaHCO3不反应不反应向饱和的向饱和的Na2CO3溶液中通入溶液中通入CO2气体会气体会有什么现象？有什么现象？会有会有NaHCO3晶体析出晶体析出2.与碱反应与碱反应（1）与）与NaOH反应反应Na2CO3NaHCO3不反应不反应NaHCO3+N

13、aOH=Na2CO3+H2O（2）与）与Ca(OH)2Na2CO3NaHCO32NaHCO3+Ca(OH)2=CaCO3+Na2CO3+2H2ONa2CO3+Ca(OH)2=CaCO3+2NaOHNaHCO3+Ca(OH)2=CaCO3+NaOH+H2O思考：思考：NaHCO3与与Ca(OH)2是否反是否反应应？若反？若反应应，反，反应应用量用量不同，离子方程式是否相同？不同，离子方程式是否相同？NaHCO3=Na2CO3+CO2+H2O3.与盐反应与盐反应(鉴别鉴别Na2CO3与与NaHCO3稀溶液稀溶液)Na2CO3NaHCO3Na2CO3+CaCl2=CaCO3+2NaClNaHCO3+

14、CaCl2-4.热稳定性热稳定性（鉴别（鉴别Na2CO3与与NaHCO3固体）固体）Na2CO3NaHCO3Na2CO3-物质物质 Na2CO3NaHCO3CO32-+2H+=CO2+H2OHCO3-+H+=CO2+H2OHCO3-+OH-=CO32-+H2OCO32-+Ca2+=CaCO3CaCa2+2+HCO+HCO3 3-+OH+OH-=CaCO=CaCO3 3+H+H2 2O OCO32-+Ca2+=CaCO32NaHCO3=Na2CO3+CO2+H2OHClCO2+H2OCO32-+H+=HCO3-CO32-+CO2+H2O=2HCO3-NaOHCa(OH)2CaCl2热稳定性热稳定

15、性不反应不反应不反应不反应不反应不反应受热不分解受热不分解Na2CO3与与NaHCO3化学性质的比较化学性质的比较（三）：（三）：（三）：（三）：NaNa2 2COCO3 3与与与与NaHCONaHCO3 3的相互转化的相互转化的相互转化的相互转化Na2CO3NaHCO3H+/CO2，H2ONaOH(液液)/加热（固）加热（固）Na2CO3+2HCl=NaHCO3+NaClNa2CO3+CO2+H2O=2NaHCO3NaHCO3+NaOH=Na2CO3+H2ONaHCO3=Na2CO3+CO2+H2O1.Na2CO3转化为转化为NaHCO32.NaHCO3转化为转化为Na2CO3【活活动探究探

16、究】通通过阅读材料，材料，讨论溶洞形成的原因，溶洞形成的原因，设计和和实施施简单的的实验-模模拟溶洞的形成。溶洞的形成。【实施步施步骤】1、讨论溶洞形成的原因溶洞形成的原因2、设计模模拟实验的方案的方案3、实施模施模拟实验4、完成、完成P64表格表格习习 题题 一一 有一包白色碳酸钠粉末，如何证明里面是否混有碳酸氢钠？如果有碳酸氢有一包白色碳酸钠粉末，如何证明里面是否混有碳酸氢钠？如果有碳酸氢钠，如何除去？钠，如何除去？加热，产生气体，而且气体能使澄清石灰水变混浊则证明碳酸钠粉末加热，产生气体，而且气体能使澄清石灰水变混浊则证明碳酸钠粉末中含有碳酸氢钠。中含有碳酸氢钠。加热直到没有气体放出，碳

17、酸氢钠就已除尽。加热直到没有气体放出，碳酸氢钠就已除尽。习习习习 题题题题 二二二二 有两瓶无色溶液，分别是稀盐酸有两瓶无色溶液，分别是稀盐酸(a)(a)和碳酸钠和碳酸钠(b)(b)溶液，不用任何试剂，溶液，不用任何试剂，如何鉴别这两种溶液？如何鉴别这两种溶液？CO32-+H+=HCO3-HCO3-+H+=H2O+CO2CO32-+2H+=H2O+CO2a滴入滴入b：b滴入滴入a：刚开始没有气泡，随a滴入量的增加才产生气泡。一滴入就有气泡产生习习 题题 三三 有一瓶无色的碳酸有一瓶无色的碳酸氢钠氢钠溶液，如何溶液，如何证证明碳酸明碳酸氢氢钠钠溶液中是否混有碳酸溶液中是否混有碳酸钠钠？加入可溶性

18、的加入可溶性的钙盐钙盐和和钡盐钡盐，生成白色，生成白色的沉淀。的沉淀。模拟模拟“溶洞的形成溶洞的形成”实验方案及方案及实验记录：实验实验内容内容实验现实验现象象离子方程式离子方程式澄清石灰水澄清石灰水持持续通入通入CO2开始出开始出现白色沉淀白色沉淀,CO2过量量时沉淀溶解沉淀溶解澄清溶液澄清溶液加加热出出现白色沉淀白色沉淀CaCaCaCa2+2+2+2+2OH+2OH+2OH+2OH-+CO+CO+CO+CO2 2 2 2 =CaCO CaCO CaCO CaCO3 3 3 3+H+H+H+H2 2 2 2O O O OCaCOCaCOCaCOCaCO3 3 3 3+CO+CO+CO+CO2

19、 2 2 2+H+H+H+H2 2 2 2O O O O=CaCaCaCa2+2+2+2+2HCO+2HCO+2HCO+2HCO3 3 3 3-CaCaCaCa2+2+2+2+2HCO+2HCO+2HCO+2HCO3 3 3 3-=CaCOCaCOCaCOCaCO3 3 3 3+CO+CO+CO+CO2 2 2 2+H+H+H+H2 2 2 2O O O O 生产和生活中碳及其化合物间的转化生产和生活中碳及其化合物间的转化写出高炉炼铁过程中碳元素所发生化学反应方程式写出高炉炼铁过程中碳元素所发生化学反应方程式 高炉高炉高炉高炉炼铁炼铁主要的反主要的反主要的反主要的反应应原理原理原理原理 C+O

20、2=CO2 C+CO2=2CO Fe2O3+3CO=2Fe+3CO2碳碳“三角三角”C+O2=CO2 2C+O2=2CO C+CO2=2CO 2CO+O2=2CO2水垢的主要成分是什么？它是怎样形成的？如何除去水壶中的水垢的主要成分是什么？它是怎样形成的？如何除去水壶中的水垢？水垢？Ca(HCO3)2=CaCO3+CO2+H2O CaCO3+2HCl=CaCl2+CO2+H2O1.如何除去如何除去Na2CO3溶液中少量的溶液中少量的NaHCO3？2.有一包白色有一包白色Na2CO3粉末，如何证明里面是否混有粉末，如何证明里面是否混有NaHCO3？如果有？如果有NaHCO3，如何除去？，如何除去

21、？3.如何除去如何除去NaHCO3溶液中少量的溶液中少量的Na2CO3？加加适量适量NaOH溶液溶液加热，加热，产生气体，而且气体能使澄清石灰水变混浊则证明碳产生气体，而且气体能使澄清石灰水变混浊则证明碳酸钠粉末中含有碳酸氢钠。酸钠粉末中含有碳酸氢钠。加热直到没有气体放出加热直到没有气体放出，碳酸氢钠就已除尽，碳酸氢钠就已除尽。通入通入COCO2 2气体气体请写出下列反写出下列反应的化学方程式：的化学方程式：CCO2Na2CO3NaHCO3COCaCO3Ca(HCO3)2【概括概括整合整合】碳的同素异形体和碳的化合物碳的同素异形体和碳的化合物碳元素碳元素碳元素碳元素碳碳碳碳单质单质 含碳化合物含碳化合物含碳化合物含碳化合物游离游离游离游离态态化合化合化合化合态态同素异形体同素异形体同素异形体同素异形体金金金金刚刚石石石石 石墨石墨石墨石墨 C C6060无机化合物无机化合物无机化合物无机化合物 有机化合物有机化合物有机化合物有机化合物CO HCO H2 2COCO3 3 Na Na2 2COCO3 3COCO2 2 NaHCO NaHCO3 3L/O/G/O谢谢观看！谢谢观看！谢谢观看！谢谢观看！