多种多样的碳单质、广泛存在的含碳化合物PPT课件 鲁科版1

1．有单质参与或生成的化学反应一定是氧化还原反应吗？ 提示：不一定。置换反应属于氧化还原反应，而同素异形体之 间的转化属于非氧化还原反应，如金刚石和石墨之间的转化。 2．能否用Ca(OH)2或者Ba(OH)2鉴别CO32-和HCO3-？
提示：不能。含有CO32-或者HCO3-的溶液中加入Ca(OH)2或者
内容
物质
碳 酸 钠 Na2CO3+2HCl====2NaCl +H2O+CO2↑ Na2CO3+Ca(OH)2==== CaCO3↓+2NaOH
碳 酸 氢 钠
与盐酸反应
NaHCO3+HCl====NaCl+H2O+CO2↑
与Ca(OH)2 反应
2NaHCO3+Ca(OH)2====CaCO3↓+ Na2CO3+2H2O
第二步：HCO3-+H+====CO2↑+H2O。
提示：相同点是均可以与盐酸反应生成二氧化碳气体，不同点 是碳酸氢钠产生二氧化碳的速率快，反应更剧烈。
(2)碳酸钠与碳酸氢钠能否相互转化？ 【思路分析】碳酸钠与适量酸或者二氧化碳和水反应生成碳酸
氢钠，而碳酸氢钠加热分解或者与碱反应生成碳酸钠。
提示：能。向碳酸钠溶液中通入足量CO2,可以生成碳酸氢钠， 将碳酸氢钠固体充分加热使其分解可以得到碳酸钠。
【解析】选C。NaHCO3受热容易分解，因此A项错误；Na2CO3和 NaHCO3均可溶于水，前者的溶解度稍大些， B项错误；等质量 的Na2CO3和NaHCO3与足量盐酸充分反应时，NaHCO3生成的气体 多，C项正确；而等物质的量的Na2CO3和NaHCO3完全反应生成的
CO2的物质的量之比应为1∶1，D项错误。
硬度
导电性
不导电 _________
二、广泛存在的含碳化合物
1．种类繁多的含碳化合物
蛋白质、淀粉、甲烷 等。 有机物：如_____________________
无 机 物 CO、CO2 等。 氧化物：如_________ 碳酸盐：MgCO3、FeCO3
用连线的方式找出下列每种物质所对应的化学式
1．构成同素异形体的三个要素
单质 。 (1)从物质类别方面看：都属于______ 同一种元素 组成。 (2)从元素组成方面看：由_____________ 性质不同 。 (3)从物质性质方面看：_________ 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、足球烯。
(2)单质中原子数目不同(如O2和O3)。
【典题训练】 近年来，科学家在氦的气氛中给石墨通电，使石墨挥发，在石
墨挥发的黑烟中发现了C60，它的金属渗入物具有超导性质。
北京大学首先将C60渗锡，获超导转变温度为37 K的好成绩。 试回答下列各题： (1)下列关于C60叙述正确的是________。 A．是一种新型化合物 B．是碳元素的一种同素异形体 C．摩尔质量是720
【解题指南】解答该题时要注意以下两点： (1)判断该物质的组成元素，判断应该属于单质还是化合物。 (2)注意题干中的条件，如“高温下”、“巨大能量”等关于
该新物质的有关性质的描述。
【解析】(1)C60的组成元素只有碳元素，因此是碳的一种同素 异形体，不属于化合物，其摩尔质量为720 g·mol-1。
【解析】选B。Na2CO3的物质的量为0．000 1 mol,HCl的物质
的量为0．000 06 mol,向Na2CO3的稀溶液中逐滴加入稀盐酸时， 开始的反应是：CO32-＋H+====HCO3-，因为盐酸不足，所以此时
合物与有机化合物两大类。
3．通过活动探究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。
碳酸钠与碳酸氢钠的性质。
一、多种多样的碳单质 1．同素异形体
同一种 元素组成的_____ 性质 不同的几种单质。 由_________
2．碳的同素异形体
物质 内容 外观 金刚石(C) 无色透明晶体 ____________ 石墨(C) C60 灰黑色固体 _____________
成的是小苏打
【解析】选C。NaHCO3分解后生成Na2CO3，也有残留物，A错。
Na2CO3和NaHCO3均能溶于水且均能与Ca(OH)2反应生成沉淀，B、 D均错。
3．在10 mL 0．01 mol·L-1的纯碱溶液中，不断搅拌并逐滴
加入1．2 mL 0．05 mol·L-1的盐酸，完全反应后，在标准状 况下生成CO2的体积为( A．1．344 mL C．2．24 mL ) B．0 mL D．0．67 mL
气体和水蒸气，可以通过加热的方法除去。
提示：利用碳酸氢钠受热分解生成碳酸钠、二氧化碳、水的性 质，将含有杂质的碳酸钠充分加热至质量不再减少，即可除去 混有的碳酸氢钠杂质。
1．Na2CO3与NaHCO3相互转化
2 2 NaHCO3 Na 2CO3 ①NaOH 溶液 ②加热固体
(2)自然界中广泛存在的N2与N60均是由氮元素形成的，二者属
于同素异形体，但是N60在高温下会释放大量能量，因此不适 合做灯泡内保护气，而与C60一样适合做新型能源材料。 答案：(1)B (2)B
二、碳酸钠与碳酸氢钠
结合下表所提供的内容，完成以下探究问题
Na2CO3
加盐酸 现象 解释 现象 加热 解释 现象 解释 有气体生成 CO32-+2H+====CO2↑+H2O 无现象 —— 生成白色沉淀 CO32-+Ca2+====CaCO3↓
液将其沉淀完全，过滤后再加入盐酸。
提示：应先加入足量的CaCl2溶液或BaCl2溶液，静置后取上层 清液，然后再向清液中滴加稀盐酸，看是否产生无色无味且能
使澄清石灰水变浑浊的气体,若产生,则原溶液中含HCO3-,若不
产生,则原溶液中不含HCO3-。
(3)如何除去固体Na2CO3中的NaHCO3杂质？ 【思路分析】NaHCO3受热分解的产物是碳酸钠固体、二氧化碳
====
2．NaHCO3和Ca(OH)2的反应方程式 (1)少量的Ca(OH)2。 2NaHCO3+Ca(OH)2====Na2CO3+CaCO3↓+2H2O __________________________________________________ (2)足量的Ca(OH)2。 NaHCO3+Ca(OH)2====NaOH+CaCO3↓+H2O __________________________________________________
2．碳酸钠与碳酸氢钠的检验、提纯 (1)在有HCO3-存在时，如何检验溶液中是否含CO32-？ 【思路分析】可以利用CO32-与Ca2+或者Ba2+生成难溶性沉淀， 加入CaCl2或BaCl2溶液后通过有无沉淀生成加以检验。但是不
能使用Ca(OH)2或Ba(OH)2溶液进行检验。
提示：加入CaCl2或BaCl2溶液，若产生沉淀，过滤，洗涤沉淀 后，向沉淀中加稀盐酸，若产生无色无味且能使澄清石灰水变
一、选择题
1．两种互为同素异形体的物质是( A．氧气和二氧化锰 B．双氧水和水 C．红磷和五氧化二磷 D．C60和石墨 )
【解析】选D。氧气是由氧元素组成的物质，属于单质，而二
氧化锰是由锰和氧两种元素组成的物质，属于化合物，故 A错 误；双氧水和水都是由H和O两种元素组成的物质，都属于化合 物，故B错误；红磷是由磷元素组成的物质，属于单质，而五 氧化二磷是由P和O两种元素组成的物质，属于化合物，故 C错 误；C60和石墨都是由碳元素组成的物质，都属于单质，为同 素异形体，故D正确。
浑浊的气体，则原溶液中含CO32-；若加入CaCl2溶液或BaCl2溶
液不产生沉淀，则原溶液中不含CO32-。
(2)在有CO32-存在时，如何检验溶液中是否含HCO3-？ 【精讲点拨】检验HCO3-通常用盐酸，但是CO32-也可以与酸反 应生成气体，加入酸之前需先加入足量的 CaCl2溶液或BaCl2溶
深灰色、不透明 _______________ 的片状固体 _____________
结构
正四面 体 正五边 形和 由________ 由________ 正六边 由_______形构成 空间网 正六边 形排列而 构成的______ _______ 平面层 状结构 的_______ 足球 状分子 状结构 成的_____ 很大 _______ 不导电 ________ 质软 ，在纸上 ______ 可留痕迹 良好 ________
①CO H O ②HCl 少量
写出上述转化的化学方程式：
(1)Na2CO3
NaHCO3。
Na2CO3+CO2+H2O====2NaHCO3 ①___________________________ Na2CO3+HCl(少量)====NaCl+NaHCO3 ②________________________________ (2)NaHCO3 Na2CO3。 NaHCO3+NaOH====Na2CO3+H2O ①___________________________ △ Na CO +H O+CO ↑ 2NaHCO 3 2 3 2 2 ②___________________________
Ba(OH)2均有白色沉淀生成，应该使用CaCl2或者BaCl2溶液。
一、同素异形体的性质及转化
璀璨夺目的钻石与不起眼的石墨一样都是由碳元素形成的，在
超导领域有着重要应用的足球烯其组成元素也是碳元素。
1．同一种元素构成的物质一定是纯净物吗？
【思路分析】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。 提示：不一定。可能是纯净物也可能是混合物，如金刚石和石 墨的混合物。
NaHCO3
有气体生成 HCO3-+H+====CO2↑+H2O 有气体生成 2NaHCO3 ==== Na2CO3+ CO2↑+H2O 生成白色沉淀 2HCO3-+Ca2++2OH-==== CO32-+CaCO3↓+2H2O
△
加石 灰水
1．碳酸钠与碳酸氢钠的性质 (1)碳酸钠、碳酸氢钠固体与等浓度等体积足量盐酸反应时现 象有何异同？ 【精讲点拨】碳酸钠与盐酸的反应可以分两步： 第一步：CO32-+H+====HCO3-，
【典题训练】 下面关于Na2CO3和NaHCO3性质的叙述，正确的是( A．受热时NaHCO3比Na2CO3稳定 B．在水中NaHCO3比Na2CO3溶解度大 )
C．质量相等的Na2CO3和NaHCO3分别与足量盐酸反应，NaHCO3放
出的CO2比Na2CO3多 D．物质的量相等的Na2CO3和NaHCO3分别与足量盐酸反应，放出 CO2的物质的量之比为2∶1
碳的同素异形体物质内容金刚石c石墨c60外观构成的状结构由形构成的状结构形排列而成的状分子硬度在纸上可留痕迹导电性无色透明晶体深灰色不透明的片状固体灰黑色固体正四面空间网正六边平面层正五边正六边足球很大不导电良好不导电二广泛存在的含碳化合物1
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。 2．知道含碳元素的化合物种类繁多，一般分为含碳的无机化
(2) 最近日本科学家认为世界上还存在着另一种“分子足
球”N60，它与C60结构相似，并且在高温下或下列 说法正确的是________。
A．N60没有同素异形体
B．C60和N60均可做新型能源材料 C．N60的化学性质稳定，可充入灯泡内做保护气
2．纯碱和小苏打是厨房中两种常见的日用品，它们都是白色
固体。下列区分这两种物质的方法正确的是( )
A．分别用炒锅加热两种样品，全部分解挥发，没有残留物的 是小苏打 B．放入水中，能溶于水的为小苏打
C．等质量的碳酸钠和碳酸氢钠分别与足量的盐酸反应，前者
产生二氧化碳少 D．先将两样品配成溶液，再分别加入石灰水，无白色沉淀生
2．组成元素相同的物质一定是同素异形体吗？
【思路分析】同素异形体是由同一元素形成的不同单质，而组
成元素相同的物质也可能是不同的化合物。 提示：不一定。同素异形体研究的对象是单质，而不是化合物，
也不是混合物。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。金刚石和石墨组成的混合物只由碳 元素组成，与C60也不能互称同素异形体。
2．Na2CO3和NaHCO3
内容 物质 碳 酸 钠 Na2CO3 苏打/纯碱 白色固体 易溶于水 稳定，受热难分解 碳 酸 氢 钠 NaHCO3 小苏打 白色固体 易溶(比Na2CO3溶解度小) 受热分解，化学方程式为
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化 学 式 俗名 颜色状态 溶 解 性
稳 定 性
2NaHCO3 ==== Na2CO3+H2O+CO2↑