鲁科版必修1 第3章第1节 碳的多样性（第1课时） 学案1.doc

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学习目标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。学习重点了解同素异形体的概念，会判断同素异形体。学习难点掌握碳酸钠和碳酸氢钠的性质。学习探究一、多种多样的碳单质1自然界中的碳元素既有游离态又有化合态，举例说明哪些物质中碳元素以游离态存在？哪些物质中碳元素以化合态存在？2下面分别是石墨、金刚石和c60的图片将三者的对比填入下表中。物质性质金刚石(c)石墨(c)c60外观无色透明晶体_色、不透明的片状固体灰黑色固体结构由_构成的_结构由_构成的_结构由_和_排列而成的“_”分子硬度很大_，在纸上可留痕迹导电性不导电良好不导电3. 同素异形体是指由同一种元素组成的性质不同的几种单质。根据所学知识，你认为形成同素异形体的原因是什么？你能证明金刚石和石墨是同素异形体吗？如何证明？4同素异形体之间的转化是否属于氧化还原反应？以o2与o3之间的转化为例加以说明。二、广泛存在的含碳化合物1. 如图，按装置进行实验准备，然后将球泡内的等质量的碳酸钠和碳酸氢钠的粉末同时倒入等体积、等浓度的稀盐酸中。仔细观察实验，完成下列填空。(1)实验现象：_；(2)反应的化学方程式：_，_；(3)离子方程式：_，_。(4)问题思考为什么na2co3与稀盐酸的反应不如nahco3与稀盐酸的反应剧烈？滴加盐酸后产生无色无味且能使澄清石灰水变浑浊的气体的溶液中是否一定含有co？2. 实验装置：如图，用大试管盛装固体进行加热，用澄清石灰水对产物进行检验。实验步骤：按装置图进行仪器连接。在烧杯内加入水，用酒精灯微热大试管进行气密性检验。在大试管中装入nahco3固体(或na2co3固体)，在烧杯内加入澄清石灰水。用酒精灯加热药品，观察实验现象。(1)实验现象：_；(2)结论：_；(3)化学方程式：_。3实验：将ba(oh)2溶液分别滴入na2co3溶液和nahco3溶液中。(1)实验现象：_；(2)反应的化学方程式： _，_。(3)离子方程式：ba2co=baco3；2hcoba22oh=baco32h2oco。4实验：将bacl2溶液分别逐滴滴入na2co3和nahco3溶液中。(1)实验现象：_；(2)反应的化学方程式：_；(3)离子方程式：_。5综合以上分析将na2co3和nahco3的比较填入下表。物质内容碳酸钠碳酸氢钠化学式俗名_或_颜色、状态_色_体_色_体溶解性_溶于水_溶于水，但溶解度比同温下na2co3的_稳定性不稳定、受热分解，化学方程式为_与盐酸反应nahco3hcl=naclco2h2o与naoh反应不反应主要用途玻璃、造纸发酵粉、治胃病相互转化na2co3nahco36. 如何鉴别一种固体物质是na2co3还是nahco3？学习小结1同素异形体是同种元素组成的结构不同的单质，属于不同物质，故同素异形体之间的转化为化学变化，据此可得到规律：有单质参加或生成的化学反应不一定是氧化还原反应。2碳元素的同素异形体有金刚石、石墨、c60等，金刚石是自然界中硬度最大的物质；石墨可导电，可做电极材料等。当堂检测1. 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可贵的超导性质。北京大学首先将c60渗锡，获超导转变温度为37 k的好成绩。下列关于c60的叙述正确的是（）a是一种新型的化合物 b是碳元素的一种同素异形体cc60不能燃烧 d摩尔质量是7202. 已知天然气的主要成分ch4也是一种会产生温室效应的气体，等物质的量的ch4和co2产生的温室效应，前者大。下面是有关天然气的几种叙述，其中正确的是（）天然气与煤、柴油相比是较清洁的能源 等质量的ch4和co2产生的温室效应也是前者大 天然气不完全燃烧时会生成co ab只有 c和d只有3. 下列说法中不正确的是（）ana2co3比nahco3易溶于水 bna2co3比nahco3稳定c石灰水能与na2co3反应，而不能与nahco3反应d与足量盐酸反应要得到相同质量的co2，用nahco3比na2co3的质量要少4. 现有25 ml 2 mol/l的na2co3 溶液和75 ml 1 mol/l的稀盐酸，将na2co3溶液缓缓滴加到盐酸中，将稀盐酸缓缓滴加到na2co3溶液中。在标准状况下产生的气体情况是（）a. 均为0.84 l b. 均为0.56 l c. d. 5. 在下列的空白处填写最适宜的除杂试剂或方法。(1)小苏打溶液中含少量苏打_；(2)苏打固体中含少量小苏打_；(3)co2气体中混有少量的hcl气体_；(4)nacl中含有少量碳酸钠_。参考答案学习探究一、1金刚石、石墨、c60中的碳元素是以游离态存在。na2co3、nahco3、co2、co、h2co3中的碳元素是以化合态形式存在。2（从左到右，从上到下）深灰 正四面体 空间网状 平面六边形 层状 正五边形正六边形足球质软3形成同素异形体的原因是原子之间的排列方式不同。可以证明金刚石和石墨是同素异形体，将石墨和金刚石充分燃烧，都生成co2。4打雷放电时，空气中有极少量氧气会转化成臭氧。3o22o3。因为氧气与臭氧的化合价都是零，没有化合价的升降，所以是非氧化还原反应。同素异形体之间的转化均属于非氧化还原反应。二、1(1)剧烈反应，产生大量气泡，球泡鼓起，盛nahco3的球泡鼓起的速度比盛na2co3的快得多(2)na2co32hcl=2naclh2oco2 nahco3hcl=naclh2oco2(3)co2h=h2oco2 hcoh=h2oco2(4)1 mol co要结合2 mol h才生成二氧化碳，而1 mol hco只需结合1 mol h即可生成二氧化碳，故na2co3与稀盐酸不如nahco3与稀盐酸反应剧烈。不一定，也可能含有hco。2 (1)加热nahco3时试管口有水珠产生，澄清石灰水中先有气泡产生，然后产生白色沉淀；加热na2co3时，无明显现象产生(2)nahco3固体对热不稳定，受热易分解；而na2co3对热很稳定(3)2nahco3na2co3h2oco23(1)都有白色沉淀产生(2)na2co3ba(oh)2=baco32naoh 2nahco3ba(oh)2(少量)=baco3na2co32h2o4(1)在na2co3溶液中有白色沉淀生成，而在nahco3溶液中无现象(2)na2co3bacl2=baco32nacl (3)ba2co=baco35（从左到右，从上到下）na2co3nahco3纯碱苏打小苏打白晶白晶易易小 稳定2nahco3na2co3co2h2o na2co32hcl=2naclco2h2o nahco3naoh=na2co3h2o6. 热稳定性不同。分别加热少量固体，若发生分解反应，将产生的气体通入澄清的石灰水中，石灰水变浑浊的原试剂是nahco3，另一个为na2co3。阴离子不同。将固体稀释后分别取少量稀溶液，滴加氯化钡稀溶液或cacl2溶液，产生沉淀的原试剂为碳酸钠，另一个为碳酸氢钠。当堂检测1. 【解析】这是一道与分子c60相关的题目，主要考查学生对基本概念的掌握及有关信息获取的能力。涉及的中学化学知识有化合物、同素异形体、摩尔质量等基本概念。c60属于单质，由一种元素组成，与金刚石、石墨互为同素异形体。由于c60由碳元素构成，因此，在一定条件下可以燃烧生成co2，d选项中摩尔质量的单位为gmol-1。【答案】b 2. 【解析】煤燃烧时产生烟尘和有毒气体so2。放出相同的热量，所消耗的天然气质量比柴油少的多，因此，说法正确；等质量的ch4和co2相比，ch4的物质的量比co2大，根据题给信息，前者的温室效应大，说法正确；天然气的不完全燃烧产物为co和h2o，因此说法正确。答案为a。【答案】a3. 【解析】石灰水也能与nahco3反应，使酸式盐变成正盐，ca(oh)22nahco3=caco3na2co32h2o。制取相同质量的co2，如都制取44 g co2，在盐酸足量的情况下，需nahco3 84 g，需na2co3则106 g。nahco3hcl=naclco2h2o84 g 44 gna2co32hcl=2naclco2h2o106 g 44 g【答案】c4. 【解析】虽然都是na2co3与盐酸反应，但滴加顺序不同，结果产生的co2的量不一定相同。将na2co3溶液滴入盐酸中，刚开始盐酸过量：na2co32hcl=2naclco2h2o应按盐酸的量计算气体体积：v122.4 l/mol0.075 mol1/20.84 l将盐酸滴入na2co3溶液中，反应分两步：na2co3hcl=naclnahco3 ；nahco3hcl=naclco2h2o生成的co2用第二步余下的盐酸计算（经计算，第二步盐酸不足）：v2(0.075 mol0.05 mol)22.4 l