碳的多样性
高一化学知识点总结必修一3.1碳的多样性.
3.1 碳的多样性一、多种多样的碳单质:1.同素异形体由同一种元素组成的性质不同的几种单质,如氧元素的同素异形体有氧气和臭氧,碳元素的同素异形体有石墨、金刚石、 C 60等。
2.碳的同素异形体注意事项:经常采用燃烧的办法来验证金刚石和石墨均由碳元素组成二、广泛存在的含碳化合物- 1 -- 2 -三、碳的化合物Na 2CO 3和 NaHCO 3性质的比较注意事项:Na 2CO 3溶液与盐酸作用时,滴加顺序不同,实验现象可能会有所不同,产生的 CO 2的量也可能不同(1把 Na 2CO 3溶液逐滴滴到盐酸中,开始时盐酸就已经相对过量,则发生反应:Na 2CO 3+2HCl===2NaCl+CO2↑ +H2O ,即一滴加就有 CO 2气体产生(2把盐酸逐滴滴到 Na 2CO 3中, 开始时 Na 2CO 3相对过量, 则发生反应 Na 2CO 3+ HCl=== NaHCO 3+CO2↑,继续滴加盐酸时,才发生反应 NaHCO 3+HCl=== NaCl+CO2↑,即一开始没有 CO 2气体,后来才有气体放出四、碳及其化合物间的转化1.自然界中的转化形式(1 自然界中 CO 2的产生和消耗⎪⎪⎪⎪⎪化石燃料燃烧—动物遗体分解—火山喷发—动植物呼吸—――→ 产生大气的CO2――→ 消耗⎪⎪⎪⎪—光合作用—溶解(2溶洞及钟乳石、石笋的形成 :A 、溶洞形成的化学方程式为 :CaCO3+CO2+H2O===Ca(HCO 3 2B 、钟乳石、石笋形成的化学方程式为: Ca (HCO 3 2===CaCO3+CO2↑ +H2O2、生产和生活中碳及其化合物间的转化(1高炉炼铁A 、原料:焦炭和铁矿石 (主要包括赤铁矿和磁铁矿。
B 、过程 (实际起还原作用的是 CO① CO的产生 :②铁矿石被还原(2木炭燃烧 (用化学方程式表示(3 水垢A 、主要成分:CaCO 3和 Mg(OH2B 、形成过程:Ca (HCO 3 2 ===CaCO3+CO2↑ +H2O(4 碳在无机物和有机物间的转化1828年, 德国化学家维勒用无机物氰酸铵 (NH4CNO 首次合成了有机物尿素[分子式为 CO(NH2 2], 开创了以含碳无机化合物合成有机化合物的先河。
碳的多样性
【预习检测】 预习检测】
写出下列反应的化学方程 式，是离子反应的 写出离子方程式 1. CO2通入澄清石灰水至过量 2. 将NaHCO3溶液与稀盐酸混合 3. 向Na2CO3溶液中逐滴滴入稀盐酸至过量 4. 向NaHCO3溶液中加入 溶液中加入NaOH溶液 溶液 5. NaHCO3固体受热分解 6. CO与Fe2O3反应 与
7.溶洞及石笋、钟乳石的形成 溶洞及石笋、 溶洞及石笋 CaCO3+H2O+CO2==Ca(HCO3)2 水滴石穿 Ca(HCO3)2 == CaCO3↓+H2O+CO2↑ 滴水成石 8.锅炉水垢的产生 锅炉水垢的产生 Ca(HCO3)2 === CaCO3↓+CO2↑ +H2O 9.预习自测 预习自测4 预习自测 CaCl2 、BaCl2与CO2不发生反应
A
⑵通入足量CO2 通入足量 ⑶加入适量盐酸 ⑷加入适量Ca(OH)2 溶液 加入适量
探究点三： 探究点三：Na2CO3、NaHCO3的鉴别
【例3】 】 能用Ca(OH)2溶液或Ba(OH)2溶液鉴别 ⑴能用 溶液或 Na2CO3、NaHCO3溶液吗？为什么？ 溶液吗？为什么？ 因为Na 不能 因为 2CO3、NaHCO3与Ca(OH)2溶 液或Ba(OH)2溶液都发生反应，产生白色沉 溶液都发生反应， 液或 淀 ⑵有两瓶无色溶液，分别为稀盐酸和Na2CO3溶 有两瓶无色溶液，分别为稀盐酸和 不用任何试剂能鉴别吗？如何鉴别？ 液，不用任何试剂能鉴别吗？如何鉴别？写出 反应的化学方程式。 反应的化学方程式。 ⑴能鉴别 采用互相滴加的方法：滴加顺序不同， ⑵采用互相滴加的方法：滴加顺序不同，现 象不同，化学方程式不同。 象不同，化学方程式不同。
【练习3】 练习 】 【练习4】 练习 】
碳的多样性
①Na2CO3 + CO2 + H2O= 2NaHCO3 ②2NaHCO3= NaCO3+H2O+CO2 NaHCO3+NaOH=Na2CO3+H2O
20
或
问题2：（1）如何除去碳酸钠固体中的碳酸氢钠？
（2）如何除去碳酸氢钠溶液中的碳酸钠？ （1）加热固体混合物至质量不再改变
活动探究：碳酸钠和碳酸氢钠性质探究
［方法导引］：碳酸钠和碳酸钙都属于碳酸盐，你 已经知道碳酸钙的化学性质，碳酸钠和碳酸氢钠是否 具有类似的化学性质呢？
讨论提出假设 讨论实验方案 实验并做好记录 解释和结论
请根据所提供的实验药品和仪器设计实验方案验 证你的预测 实验药品：碳酸钠固体
碳酸氢钠固体 0.1moL/L碳 酸钠溶液 0.1moL/L 碳酸氢钠溶液 稀盐酸 CaCl2溶 液 NaOH溶液 澄清石灰水
为什么都是都碳原子构成的单质性质 差别如此之大？
金刚石
石 墨
C60
碳原子排列方式的不同
资料在线
碳纳米管具有优秀的力学 性能，其强度比钢大100 倍，但重量不及钢的1/6。
是一种绝好的纤维材料，它的性能优于当前的任何纤维， 它既有碳纤维固有的性质，又具有金属材料的导电导热性， 陶瓷材料的耐热抗腐蚀性，纺织纤维的柔软可编性，以及 高分子材料的轻度易加工性，是一种一材多能和一材多用的 材料。可望应用于材料领域的多个方面。
实验仪器：试管（若干支）、胶头滴管
16
实验过程
实验内容
在两只洁 净的试管 里分别加 入1mL碳 酸钠溶液 和1mL碳 酸氢钠溶 液，然后 同时往两 支试管中 滴加 ①稀盐酸 ②NaOH溶液
碳的多样性与有机化合物分类
碳的多样性与有机化合物分类在自然界中，碳是最为常见的元素之一，与生命息息相关，因其独特的性质和相对丰富的存在形式，更是成为人类活动中的重要工具和资源。
而有机化合物作为碳与其他元素组成的化合物，同样具有极大的多样性。
在此文章中，我们将会探讨碳的多样性以及有机化合物的分类。
一、碳的多样性碳的多样性主要体现在其构成方式上。
碳的四个电子外壳都能与其他元素形成化学键，可以形成单键、双键、三键，以及其他多种碳键类型，从而为千变万化的化学反应和化合物结构提供了可能。
此外，同一种碳原子还能与多个其他原子相连，形成分支或环状结构等不同结构类型，从而产生更加多样的化合物种类。
二、有机化合物的分类由于有机化合物种类繁多，根据其结构特征可以将其分类。
常见的有机化合物分类方法包括以下几种：1.按照碳原子数目分类根据有机化合物中碳原子数目的不同，可以将其分为烷烃、烯烃、炔烃、芳香族化合物、杂环族化合物等多种类型。
2.按照官能团分类有机化合物中的官能团决定了其化学性质，因此，按照官能团分类是十分常用的分类方法。
例如，可以按照羟基、氨基、羰基、酮基等区分有机化合物。
3.按照功能团分类有机化合物的功能团是指具有某种特定化学性质的官能团。
按照功能团分类可以将有机化合物分为酯类、醇类、酮类、醛类等多种类型。
4.按照同分异构体分类同分异构体是指分子式相同，结构不同的化合物。
按照同分异构体分类可以将有机化合物分为立体异构体、位置异构体、环构异构体等多种类型。
以上分类方法并不是互相独立的，有机化合物的分类通常采取综合分类的方法。
例如，一种化合物可以同时根据其碳原子数目、官能团、功能团，以及同分异构体等特征进行分类。
综上所述，碳作为一种重要元素，拥有极大的多样性，为千变万化的有机化合物提供了基础。
而有机化合物因其多样的结构和性质，是化学、生物、医药等领域中不可或缺的重要化合物类型。
高中化学必修碳的多样性(课时)课件
实验操作
按照规定的步骤进行实验 ，注意观察和记录实验现 象。
实验结束
清洗实验器具，整理实验 台，确保实验室整洁。
安全注意事项
佩戴防护眼镜
实验过程中，务必佩戴防护眼镜以防止化学 试剂溅入眼睛。
避免直接接触化学试剂
不要让皮肤直接接触化学试剂，若不慎接触 ，应立即用大量清水冲洗。
保持实验室通风
确保实验室有良好的通风设施，以防有毒气 体聚集。
烷烃的化学性质
烷烃的化学性质相对稳定，在通常情 况下不与强酸、强碱、强氧化剂反应 。但在特定条件下，如光照或高温， 烷烃可以发生取代反应。
烯烃的性质
烯烃的物理性质
烯烃通常为气体或低沸点的液体，具有特殊的气味。其熔点和沸点随分子量的 增加而升高。
烯烃的化学性质
烯烃容易发生加成反应和聚合反应。在催化剂存在下，烯烃可以与氢气、卤素 单质等发生加成反应。
高中化学必修碳的多样性(课时)课件
目录 Contents
• 碳的多样性简介 • 碳的化合物的性质 • 碳的化合物的合成与反应 • 碳的化合物的应用 • 实验操作与安全注意事项
01
碳的多样性简介
碳元素的基本性质
原子序数为6，位于周期表第IVA族， 是元素周期表中非常重要的一员。
碳原子最外层有4个电子，既不容易 完全失去电子，也不容易得到电子， 因此常以共价键与其他原子结合。
碳是非金属元素，具有非金属的一般 性质，如电负性较强、能形成共价键 等。
碳的化合物种类
有机化合物
由碳和氢两种元素组成的化合物 ，如烷烃、烯烃、炔烃等。
无机化合物
不含碳和氢两种元素的化合物， 如二氧化碳、一氧化碳等。
碳的化合物在自然界中的存在
碳的多样性
第三章自然界中的元素第一节碳的多样性一、多种多样的碳单质1、同素异形体由相同的组成的的几种单质，叫做该元素的同素异形体。
碳的同素异形体有、、，氧的同素异形体有、，磷的同素异形体有、。
解读：同素异形体的性质不同是指具有不同的物理性质不同的单质具有不同的结构(1)与O2反应O2充足：_______________。
O2不足：_________________。
(2)与金属氧化物反应(如CuO)化学方程式为________________________。
(3)与非金属氧化物(如H2O、CO2等)反应化学方程式分别为_________________ ___，________________ ________。
二、广泛存在的含碳化合物碳元素是组成化合物最多的元素。
1．CO__色、__味的气体，__毒，__溶于水，密度比空气略小。
(2)化学性质①可燃性化学方程式为________________ ___，现象是_______________。
②还原性___________________ ____(3)用途作为_______的主要成分，冶炼金属的还原剂。
2．CO2(酸性氧化物)(1)物理性质色、无味的气体，__溶于水，密度比空气__，固体时俗称____。
(2)化学性质①不能燃烧，一般情况下不助燃。
②氧化性CO2与C、Mg等反应的化学方程式分别为_________________和________________________。
③具有酸性氧化物的通性。
④与Na2O2反应化学方程式为_______________________________。
⑤与某些盐溶液反应_____________________________________。
______________________________________。
_______________________________。
(3)实验室制法①反应原理：__________________________________。
碳的多样性
作业：写出下列反应的化学方程式
C CO2 Na2CO3 NaHCO3
CO
注：不能重复
CaCO3
Ca(HCO3)2
在水溶液中的反应写出离子方程式
与酸反 应 与碱NaOH 反应 与碱 Ca(OH)2 反应
与 盐 CaCl2 BaCl2反应
NaHCO3 H++HCO3ˉ =H2O+CO2↑ OH-+HCO3ˉ=H2O+CO32白色沉淀 不反应 不反应
△
2H++CO32-=H2O+CO2 ↑ 与OH-不反应 Ca2++CO32-=CaCO3↓ Ca2++CO32-=CaCO3↓ Ba2++CO32-=BaCO3↓ CO32-+H2O+CO2=2HCO3稳定
第3章
自然界中的元素
碳的多样性
第1节
美丽的
珊瑚
世界上最大的钻石 ——库利南一号
CaCO3
溶洞中的 石花、石笋、钟乳
一、多种多样的碳单质
金刚石
硬度最大，熔点最高的单质， 无色透明、不导电晶体
石墨
深灰色、质软、不透明、导电的 片状固体，熔点极高
C60
灰黑色固体不导电，又名足球烯， 富勒烯
金刚石
金刚石：网状结构的原子晶体，在晶体中，每个碳原子都被相 邻的4个碳原子包围，以共价键与4个碳原子结合，正四面体型。
CO2+H2O
碳酸盐
加热；加碱
碳酸氢盐
〖讨
论〗
1、如何鉴别Na2CO3与NaHCO3 ？
加热；加CaCl2或BaCl2溶液；加稀盐酸
2、如何除去Na2CO3溶液中少量的NaHCO3？
碳的多样性
练习
1、 下列不属于同素异形体 的是（D
A、金刚石 、石墨
B、氧气 、臭氧
）
C、红磷 、白磷
D、一氧化碳 、二氧化碳
游离态
碳元素
化合态
碳单质
含碳化合物
金刚石
石 墨
C60
无机化合物
有机化合物
CO、CO2 碳 酸 碳酸盐、碳酸氢盐 （盐） （氧化物） （酸）
糖类
脂类
蛋白质
碳元素是构成有机物质的最基本元素。
思考：为什么金刚石，石墨、C60化学性质相似？
碳的单质都是只由同种元素碳组成，所以化 学性质基本相同。
常见的同 素异形体
金刚石、石墨、富勒烯（C60、C70等） 氧气、臭氧 红磷、白磷 单斜硫、斜方硫、弹性硫
下列物质组别，属于同素异形体的是： A.CO和CO2 B.O2和O3 C.石墨和C70 D.氯化氢和盐酸
天然石墨
金 刚 石 的 结 构
结构特点：
每个C原子都以一种强的相互 作用与周围的四个C原子直接相连 形成正四面体结构； 所有C原子按一定的方式连成 一个向空间无限伸展的网络。
性质与用途：
具有极高的硬度，高熔点，色 彩斑斓用于制作装饰品和磨具。
结构特点：
C60分子呈球状排列，每60个
C原子构成一个分子，形似足球， 碳原子位于球的表面呈正五边形
广泛存在的碳酸盐
白云石 CaMg(CO3)2 菱镁矿MgCO3 菱铁矿FeCO3
方解石（CaCO3）
菱锌矿ZnCO3
游离态
碳元素
化合态
碳单质
含碳化合物
金刚石
石 墨
C60
无机化合物
有机化合物
CO、CO2 碳 酸 碳酸盐、碳酸氢盐 （盐） （氧化物） （酸）
《碳的多样性》 讲义
《碳的多样性》讲义一、碳的存在形式在我们生活的这个世界里，碳的存在形式可谓是多种多样。
从宏观的角度来看，碳以单质和化合物的形式广泛存在于自然界中。
首先，让我们来谈谈碳的单质。
大家最为熟悉的可能就是金刚石和石墨了。
金刚石，那璀璨夺目的宝石，以其极高的硬度和出色的光学性质而闻名。
它的每个碳原子都与相邻的四个碳原子形成了坚固的共价键，这种紧密的结构赋予了它无与伦比的硬度。
而石墨呢，则是一种柔软、滑腻的物质，常被用于制作铅笔芯。
与金刚石不同，石墨中的碳原子是呈层状排列的，层与层之间的结合力较弱，所以容易发生相对滑动，这就使得石墨具有良好的导电性和润滑性。
除了金刚石和石墨，还有一种同素异形体叫做富勒烯。
其中最著名的就是 C60 了，它的形状就像一个足球，由 60 个碳原子组成，具有独特的物理和化学性质。
再来说说碳的化合物。
碳与氢、氧、氮等元素结合，可以形成各种各样的有机化合物和无机化合物。
在有机化合物中，最简单的要数甲烷（CH4）了，它是天然气的主要成分。
还有乙醇（C2H5OH），也就是我们常说的酒精。
有机化合物的种类繁多，包括了糖类、油脂、蛋白质等，它们构成了生命的基础物质。
在无机化合物中，二氧化碳（CO2）是大家再熟悉不过的了。
它是大气中的重要成分，同时也是植物进行光合作用的原料。
二、碳的化学性质碳的化学性质在很多化学反应中都发挥着重要的作用。
碳具有可燃性。
在氧气充足的情况下，碳完全燃烧生成二氧化碳，释放出大量的热量。
而在氧气不充足的条件下，碳不完全燃烧会生成一氧化碳。
碳还具有还原性。
在高温条件下，碳能够还原氧化铜、氧化铁等金属氧化物，将金属从它们的氧化物中还原出来。
另外，碳在常温下的化学性质比较稳定。
这也是为什么古代的书画能够保存至今，因为墨中的碳在常温下不易发生化学反应。
三、碳的循环碳在自然界中不断地进行着循环，这对于维持地球的生态平衡至关重要。
植物通过光合作用吸收二氧化碳，将碳固定在有机物中。
而动物通过食用植物获取有机物中的碳。
化学必修一第三章第1节 碳的多样性(共20张PPT)
碳“三角”
C
2、木炭燃烧
CO
CO2
【概括·整合】
碳的同素异形体和碳的化合物
碳元素
碳单质
含碳化合物
金刚石
C60
石墨
无机化合物 有机化合物
一氧化碳 二氧化碳
碳酸
碳酸盐
C
CO2
Na2CO3
NaHCO3
CO CaCO3
Ca(HCO3)2
1、只要有坚强的意志力，就自然而然地会有能耐、机灵和知识。2、你们应该培养对自己，对自己的力量的信心，百这种信心是靠克服障碍，培养意志和锻炼意志而获得的。 3、坚强的信念能赢得强者的心，并使他们变得更坚强。4、天行健，君子以自强不息。5、有百折不挠的信念的所支持的人的意志，比那些似乎是无敌的物质力量有更强大 的威力。6、永远没有人力可以击退一个坚决强毅的希望。7、意大利有一句谚语：对一个歌手的要求，首先是嗓子、嗓子和嗓子……我现在按照这一公式拙劣地摹仿为：对 一个要成为不负于高尔基所声称的那种“人”的要求，首先是意志、意志和意志。8、执着追求并从中得到最大快乐的人，才是成功者。9、三军可夺帅也，匹夫不可夺志也。 10、发现者，尤其是一个初出茅庐的年轻发现者，需要勇气才能无视他人的冷漠和怀疑，才能坚持自己发现的意志，并把研究继续下去。11、我的本质不是我的意志的结果， 相反，我的意志是我的本质的结果，因为我先有存在，后有意志，存在可以没有意志，但是没有存在就没有意志。12、公共的利益，人类的福利，可以使可憎的工作变为可 贵，只有开明人士才能知道克服困难所需要的热忱。13、立志用功如种树然，方其根芽，犹未有干；及其有干，尚未有枝；枝而后叶，叶而后花。14、意志的出现不是对愿 望的否定，而是把愿望合并和提升到一个更高的意识水平上。15、无论是美女的歌声，还是鬓狗的狂吠，无论是鳄鱼的眼泪，还是恶狼的嚎叫，都不会使我动摇。16、即使 遇到了不幸的灾难，已经开始了的事情决不放弃。17、最可怕的敌人，就是没有坚强的信念。18、既然我已经踏上这条道路，那么，任何东西都不应妨碍我沿着这条路走下 去。19、意志若是屈从，不论程度如何，它都帮助了暴力。20、有了坚定的意志，就等于给双脚添了一对翅膀。21、意志坚强，就会战胜恶运。22、只有刚强的人，才有神 圣的意志，凡是战斗的人，才能取得胜利。23、卓越的人的一大优点是：在不利和艰难的遭遇里百折不挠。24、疼痛的强度，同自然赋于人类的意志和刚度成正比。25、能 够岿然不动，坚持正见，度过难关的人是不多的。26、钢是在烈火和急剧冷却里锻炼出来的，所以才能坚硬和什么也不怕。我们的一代也是这样的在斗争中和可怕的考验中 锻炼出来的，学习了不在生活面前屈服。27、只要持续地努力，不懈地奋斗，就没有征服不了的东西。28、立志不坚，终不济事。29、功崇惟志，业广惟勤。30、一个崇高 的目标，只要不渝地追求，就会居为壮举；在它纯洁的目光里，一切美德必将胜利。31、书不记，熟读可记；义不精，细思可精；惟有志不立，直是无着力处。32、您得相 信，有志者事竟成。古人告诫说：“天国是努力进入的”。只有当勉为其难地一步步向它走去的时候，才必须勉为其难地一步步走下去，才必须勉为其难地去达到它。33、 告诉你使我达到目标的奥秘吧，我唯一的力量就是我的坚持精神。34、成大事不在于力量的大小，而在于能坚持多久。35、一个人所能做的就是做出好榜样，要有勇气在风 言风语的社会中坚定地高举伦理的信念。36、即使在把眼睛盯着大地的时候，那超群的目光仍然保持着凝视太阳的能力。37、你既然期望辉煌伟大的一生，那么就应该从今 天起，以毫不动摇的决心和坚定不移的信念，凭自己的智慧和毅力，去创造你和人类的快乐。38、一个有决心的人，将会找到他的道路。39、在希望与失望的决斗中，如果 你用勇气与坚决的双手紧握着，胜利必属于希望。40、富贵不能淫，贫贱不能移，威武不能屈。41、生活的道路一旦选定，就要勇敢地走到底，决不回头。42、生命里最重 要的事情是要有个远大的目标，并借助才能与坚持来完成它。43、事业常成于坚忍，毁于急躁。我在沙漠中曾亲眼看见，匆忙的旅人落在从容的后边；疾驰的骏马落在后头， 缓步的骆驼继续向前。44、有志者事竟成。45、穷且益坚，不坠青云之志。46、意志目标不在自然中存在，而在生命中蕴藏。47、坚持意志伟大的事业需要始终不渝的精神。 48、思想的形成，首先是意志的形成。49、谁有历经千辛万苦的意志，谁就能达到任何目的。50、不作什么决定的意志
自然界中的元素第节碳的多样性
- - -- ---------------------- ---------------- - -
-
-
12个正五边形20个正六边形
共 价 键
C60分子a 结构示意图 5
二、含碳化合物的多样性
含 碳
无机物： CH2OC、OC3、O碳2、酸盐等
• 2NaHCO3 △ Na2CO3+ CO2↑+ H2O
• 2KHCO3
K2CO3+ CO2↑+ H2O
• NH4 HCO3 △
NH3↑+ CO2↑+ H2O
• （NH4 ）2CO3△
2NH3↑+ CO2↑+ H2O
• Ca（ HCO3）2 △ CaCO3+ CO2↑+ H2O
△
a
15
六、硅酸根离子、碳酸根离子离子检
碱石灰
饱和小苏打液、浓硫酸
排水法
向上排空气法
燃烧的木条(澄清石灰水)
点燃(或通过灼 热CuO)
a
排空或者碱吸收
12实验室制 CO装置 Nhomakorabea实验室制CO2装置
a
13
碳酸钠和碳酸氢钠的化学性质
碳酸钠
俗名
纯碱、苏打
碳酸氢钠
小苏打
色、态 水溶性
白色晶体，易溶于水
白色晶体，溶于水（小）
热稳定性
Na2CO3受热难分解
a
18
作业：写出下列反应的化学方程式
C
CO2
Na2CO3
NaHCO3
CO CaCO3 注：不能重复
高一化学课件碳的多样性
- - -- -- -- -- -- -- ---- -- -- -- -- -- -- - - - -- ---------------------------------------- -- - -
- - - -- ------------------------------------- -- -- - -------- --------
CO32-
验
• 原理：CO32-+Ca2+ === CaCO3↓
• 硝酸C，a且CO生3成为无白色色、固无体味，的不气溶味于。水但溶于盐酸或
•
CaCO3+2H+ ===Ca 2++CO2↑+ H2O
• 方生法成：白向 色待 沉检 淀溶，液再中加加入入稀过盐量酸的或稀Ca硝Cl酸2溶，液若，白若色
沉淀又溶解，且生成无色、无味气体，则待检溶
D
11
2、碳氧化物的比较
CO
CO2
物 无色、无味气体，同 无色、无味气体，同况比空气密度
理 比空气密度略小，标 大，密度1.977g/L，1体积水可溶
性 准密度1.25g／L，难 解1体积CO2，加压、降温变为雪状 质 溶于水，CO有毒。 固体“干冰”。
1. CO属不成盐氧 化物，一般不与酸、
1.CO2可与碱性氧化物 CaO+CO2====CaCO3
CO2+H2O 加热或加NaOH
NaHCO3
五、碳酸盐的热稳定性规律
• ①也N难a分2C解O。3、K2CO3的热稳定性极强，在高温熔化下 • ②强，Ca但CO在3高、温Ba下C能O3分、解M，g生CO成3、金C属u氧CO化3物等和热二稳氧定化性碳很。 • ③C解aN：（aHHCCOO33、）K2的HC热O稳3 、定N性H4较H差C，O3在、固（态N时H4加）热2C易O分3、
《碳的多样性》课件
《碳的多样性》
注意：HCO3-与H+和OH-的反应
HCO3- + H+ ====
H2O + CO2 ↑
HCO3- + OH- ====
H2O + CO32-
Na2CO3
+H2O+CO2 或少量盐酸 NaHCO3
NaOH 或
除杂：
除NaHCO3(aq)中的Na2CO3________________通__ 入CO2 除Na2CO3固体中的NaHCO3________________
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
《碳的多样性》
5.同素异形体的定义
同素 异形 体
同素异形体的相互转化是化学变化
同种元 素
结构 不同
单质
性质不同
金刚石、石墨、和C60 是碳元素的同素异形体。 氧气和 O3 是氧元素的同素异形体。
加热
《碳的多样性》
学以致用
1、NaHCO3与NaOH反应吗？如何检验发生了反应？ 2、检如验何反鉴应别后一溶种液固中体的物C质O是32-Na2CO3还是NaHCO3？如何鉴别一种无色溶液 是Na2CO3溶液还是NaHCO3溶液？ （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。
NaHCO3
HCO3-+OH-====CO32-+H2O 能与所有可溶性碱反应生成碳酸正盐和水
《碳的多样性》
NaHCO3与可溶性碱反应： （1）与NaOH溶液反应
NaHCO3+NaOH====Na2CO3+H2O HCO3- +OH-====CO32-+H2O
《碳的多样性》 说课稿
《碳的多样性》说课稿尊敬的各位评委老师：大家好！今天我说课的题目是《碳的多样性》。
下面我将从教材分析、学情分析、教学目标、教学重难点、教法与学法、教学过程、板书设计等几个方面来展开我的说课。
一、教材分析本节课是高中化学必修一第三章第一节的内容。
碳及其化合物在自然界和人类生产生活中广泛存在，碳的多样性是自然界中物质多样性的重要体现。
通过本节课的学习，学生能够从物质的组成、性质和转化等方面认识碳的多样性，为后续学习元素周期律、化学反应原理等知识奠定基础。
教材首先介绍了碳在自然界中的存在形式，如单质碳（金刚石、石墨、C₆₀等）、含碳化合物（碳酸盐、有机物等），让学生对碳的存在有一个宏观的认识。
接着，教材重点阐述了碳的几种常见氧化物（一氧化碳、二氧化碳）的性质和用途，通过实验探究和化学方程式的书写，培养学生的实验操作能力和逻辑思维能力。
最后，教材简单介绍了碳酸盐和碳酸氢盐的性质及相互转化，让学生了解含碳化合物之间的转化关系。
二、学情分析学生在初中阶段已经学习了碳单质（金刚石、石墨）和二氧化碳的部分性质，对碳有了一定的感性认识。
但对于碳的多样性以及含碳化合物之间的相互转化等知识还比较陌生。
此外，高一学生已经具备了一定的实验操作能力和观察分析能力，但抽象思维能力和逻辑推理能力还有待提高。
因此，在教学过程中，要注重引导学生通过实验探究和分析讨论来获取知识，培养学生的科学探究精神和创新思维能力。
三、教学目标1、知识与技能目标（1）了解碳单质的多样性，掌握金刚石、石墨、C₆₀等的结构和性质。
（2）掌握一氧化碳、二氧化碳的性质和用途，能书写相关的化学方程式。
（3）理解碳酸盐和碳酸氢盐的性质及相互转化，能写出相应的化学方程式。
2、过程与方法目标（1）通过实验探究，培养学生的观察能力、实验操作能力和分析问题的能力。
（2）通过对碳及其化合物性质的讨论，培养学生的逻辑思维能力和归纳总结能力。
3、情感态度与价值观目标（1）让学生感受化学与生活的密切联系，激发学生学习化学的兴趣。
碳的多样性
BaCl2、稀HCl
高炉结构图
3CO+Fe2O3 =2Fe+3CO2
CO2+C=2CO C+O2=CO2
碳酸盐
H2O+CO2
碳酸氢盐
加热；加碱
〖讨
论〗
1、如何鉴别Na2CO3与NaHCO3 ？
加CaCl2溶液；加热 2、如何除去Na2CO3中少量的NaHCO3？ 加适量NaOH溶液；加热 3、如何除去NaHCO3中少量的Na2CO3？ 通入过量CO2
碳酸根离子的检验 CO32-+2H+= CO2↑ + H2O HCO3-+H+= CO2↑ +H2O
C60的结构
性质与用途：
掺入钠、钾等金属后具有超 导性，可以作超导材料。
金刚石、石墨和碳60都是碳元素组成的 单质。像这种由同一种元素组成的性质不同 的几种单质的现象叫做同素异形现象。这几 种单质互称为同素异形体。
类似于这种还有：红磷和白磷、氧气和臭氧等
思考与讨论：
1、碳的各种单质的物理性质相异的主要原因是 什么？
天然石墨
金 刚 石 的 结 构
结构特点：
每个C原子都以一种强的相互 作用与周围的四个C原子直接相连 形成正四面体结构； 所有C原子按一定的方式连成 一个向空间无限伸展的网络。
性质与用途：
具有极高的硬度，高熔点，色 彩斑斓用于制作装饰品和磨具。
结构特点：
C60分子呈球状排列，每60个
C原子构成一个分子，形似足球， 碳原子位于球的表面呈正五边形 和正六边形交替排列。
4、1mL AgNO3溶液 +Na2CO3溶液+稀HNO3
先生成白色沉淀，后溶解
《碳的多样性》 说课稿
《碳的多样性》说课稿尊敬的各位评委、老师：大家好！今天我说课的题目是《碳的多样性》。
下面我将从教材分析、学情分析、教学目标、教学重难点、教法与学法、教学过程以及教学反思这几个方面来展开我的说课。
一、教材分析《碳的多样性》是高中化学必修 1 第三章《自然界中的元素》中的第一节内容。
本节内容在教材中起着承上启下的作用，既是对前面所学元素化合物知识的延续和深化，又为后面学习氮、硫等元素及其化合物的知识奠定基础。
从教材的编排来看，本节内容首先介绍了碳在自然界中的存在形式，包括单质、化合物等，然后重点探讨了碳的几种常见化合物的性质和用途，如一氧化碳、二氧化碳、碳酸钠、碳酸氢钠等。
通过对这些物质的学习，让学生了解碳元素的多样性，认识到物质的性质决定用途，用途反映性质的化学学科思想。
二、学情分析在知识储备方面，学生在初中已经学习了碳的部分知识，如碳的单质、二氧化碳的制取和性质等，对碳有了一定的了解。
但对于碳的化合物的性质和相互转化关系还缺乏系统的认识。
在能力方面，高一学生已经具备了一定的观察能力、实验能力和思维能力，但在分析问题和解决问题的能力上还有待提高。
在心理特点方面，学生对化学实验充满兴趣，具有较强的好奇心和求知欲，但在学习过程中可能会出现畏难情绪，需要教师给予适当的引导和鼓励。
三、教学目标基于对教材和学情的分析，我制定了以下教学目标：1、知识与技能目标（1）了解碳在自然界中的存在形式，认识同素异形体的概念。
（2）掌握一氧化碳、二氧化碳的性质和用途。
（3）理解碳酸钠和碳酸氢钠的性质差异，学会鉴别它们的方法。
2、过程与方法目标（1）通过实验探究，培养学生的观察能力、实验操作能力和分析问题的能力。
（2）通过对碳及其化合物之间转化关系的讨论，培养学生的思维能力和逻辑推理能力。
3、情感态度与价值观目标（1）让学生感受化学与生活的密切联系，激发学生学习化学的兴趣。
（2）培养学生的环保意识和可持续发展观念。
四、教学重难点1、教学重点（1）一氧化碳、二氧化碳的性质。
高中化学备课参考 碳的多样性
典型分析
1．下列说法正确的是( ) A．碳元素在自然界存在的单质只有石墨和金刚石 B．金刚石与 C60两种碳的同素异形体物理性质相差无几，化学性质相似 C．CO2和 CO 都是碳的氧化物，也都是酸性氧化物 D．等物质的量的 Na2CO3和 NaHCO3与足量的盐酸反应放出的 CO2相等 【答案】D 【解析】A 项，自然界中存在着碳元素的多种同素异形体；B 项，金刚石与 C60两种晶体物 理性质差异较大；C 项，CO 属于不成盐氧化物。 2．近几年 6 月 5 日世界环境日中国主题都是围绕“低碳生活”而确立，下列有关说法正确的 是( ) A．大力发展绿色经济，告别含碳物质 B．尽量节约能源，推广使用新能源，减少二氧化碳的排放 C．尽量使用含 12C 的产品，减少使用含 13C 或 14C 的产品 D．逐步推广天然气，代替石油和煤的使用 【答案】B 【解析】绿色植物中也含有碳元素；12C、13C、14C 互为同位素，它们都是碳元素，燃烧后 都生成 CO2；天然气主要成分为 CH4，燃烧后也释放出 CO2。
选项 X
Y
A Na NaOHBBiblioteka Cu CuSO4C
C
CO
Z NaHCO3 Cu(OH)2
CO2
D
Si
SiO2
H2SiO3
【答案】C
点燃
点燃
H2SiO3，H2SiO3也不能一步到 Si，D 错误。
不完全燃烧
碳酸钠和碳酸氢钠的化学性质：碳酸钠和碳酸氢钠这两种盐的性质既有相同点，又有差 异性，它们既有盐的通性，又有自己的特殊性。
①它们都能与盐酸这样的强酸反应。 碳酸钠能与二氧化碳反应，碳酸氢钠不能。 ②碳酸钠不能与氢氧化钠反应，碳酸氢钠可以，反应的实质是 HCO3-+OH- =CO32- +H2O 它们都能与氢氧化钙、氢氧化钡这样的碱反应，生成不溶性的碳酸盐。 ③碳酸钠热稳定性比碳酸氢钠强。
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都易溶于水 但溶解度S碳酸钠＞S碳酸氢钠
碳酸氢钠 小苏打
Na2CO3与NaHCO3的化学性质比较 与酸反应
Na2CO3+2HCl=2NaCl+ H2O+CO2 Na2CO3 CO32 -+2H+= H2O + CO2 NaHCO3+HCl=NaCl+ H2O + CO2
NaHCO3
HCO3-+ H+=H2O+CO2
美丽的
珊瑚
世界上最大的钻石 ——库利南一号
国芝 高 图 最加 达 中 完哥 五 的 美世 百 钻 的界 万 石 钻博 美 重 石览 元 约 。会 在 五 上一十 被九克 评三拉 为四价 美年值
第一节 碳的多样性
溶洞中的 石花、石笋、钟乳
一体，熔点极高。
实验方案及实验记录：
实验内容
澄清石灰水
持续通入CO2
实验现象
开始出现白色沉淀 CO2过量时沉淀溶解
澄清溶液
加热
出现白色沉淀
Ca2+ + 2 H CO3- == Ca CO3 ↓ +CO2+ H2O
△
生产和生活中碳及其化合物间的转化
1、工业炼铁
碳“三角”
C
2、木炭燃烧
CO
CO2
概括· 整合
碳的同素异形体和碳的化合物
思考：为什么同是碳元素能组成不同的碳单质？
结论：
碳原子的 排列方式 不同
335pm
核间距142pm
二 广泛存在的碳的化合物
天 然 碳 酸 盐 天 然 气 含碳无机化合物 （矿物）
有机化合物 （几千万种）
大理石
溶洞
Na2CO3与NaHCO3物理性质比较
名 俗 称 名 色态 水溶性 碳酸钠 纯碱、苏打
Na2CO3
CO32-+Ca2+=CaCO3
与可溶性的钙盐、钡盐反应生成沉淀
NaHCO3
与CaCl2 、BaCl2不反应
习 题 二
有一瓶无色的碳酸氢钠溶液，如何证明碳酸氢钠 溶液中是否混有碳酸钠？
加入可溶性的钙盐和钡盐，生成白色 的沉淀。
碳酸氢钠受热分解实验装置：
2NaHCO3===Na2CO3+CO2↑+H2O
易与Ba2+、Ca2+的碱反应生成碳酸 盐沉淀和NaOH
NaHCO3+NaOH=Na2CO3+H2O
NaHCO3
HCO3-+OH -=CO32-+H2O
能与所有可溶碱反应生成碳酸正盐和水
思考： NaHCO3与Ca(OH)2是否反应？若反应，反应
用量不同，离子方程式是否相同？
与盐反应
Na2CO3+CaCl2=CaCO3 +2NaCl
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。
为什么？
反应原理（离子方程式）：
Na2CO3： CO32 - + H+ = HCO3 -
HCO3 - + H += H2O + CO2 NaHCO3： HCO3 - + H += H2O + CO2
习 题 一
有两瓶无色溶液，分别是稀盐酸(a)和碳酸钠(b)溶液， 不用任何试剂，如何鉴别这两种溶液？
碳元素
碳单质 金刚石 石墨
一氧化碳 二氧化碳
含碳化合物
C60
无机化合物
有机化合物
碳酸
碳酸盐
作业：写出下列反应的化学方程式
C CO2 Na2CO3 NaHCO3
CO
注：不能重复
CaCO3
Ca(HCO3)2
△
热稳定性
Na2CO3
NaHCO3
碳酸钠受热不分解
2NaHCO3= Na2CO3+H2O+CO2
结论： 加热时，Na2CO3不分解，而NaHCO3则分解。 即：碳酸钠比碳酸氢钠更稳定。 所以可以利用它们对热的稳定性来鉴别它们。
习 题 三
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？
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。
世界上最大的钻石 ——库利南一号
C60 灰黑 色的固体, 不导电， 又名足球 烯
C60分子模型
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。
金刚石、石墨、和C60 是碳元素 的同素异形体。
氧气和 O3 是氧元素的同素异形体。
a滴入b：
CO32 - + H+ = HCO3 HCO3 - + H += H2O + CO2
刚开始没有气泡，随a滴入量的增加才产生气泡。 b滴入a： CO32 - + 2H += H2O + CO2 一滴入就有气泡产生
与碱的反应
Na2CO3+Ca(OH)2=CaCO3 +2NaOH
Na2CO3
CO32 -+Ca2+=CaCO3
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。 加热直到没有气体放出，碳酸氢钠就已除尽。
三、Na2CO3与NaHCO3的相互转变 ⒈ Na2CO3转变成 NaHCO3 Na2CO3+CO2+H2O = 2NaHCO3 _____________________________ ⒉ NaHCO3转变成Na2CO3 △ 2NaHCO3===Na2CO3+CO2↑+H2O ①______________________________ 2NaHCO3+NaOH = Na2CO3+H2O ②_______________________________
碳酸
碳酸盐
加热；加碱
碳酸氢盐
自然界中碳及其化合物间的转化
大 气 中 的 二 氧 化 碳
光合作用
绿色植物
呼吸 光合作用 呼吸排泄 风化溶解
火山
森林草原
喷发
燃烧
海洋 动物 岩石
化石燃料
燃烧
动植物遗体演变
【活动· 探究】
模拟“溶洞的形成”
离子方程式
Ca2+ + 2OH- + CO2 = Ca CO3↓+ H2O Ca CO3 +CO2+ H2O = Ca2+ + 2 H CO3-