碳的多样性课件(鲁科版必修1).ppt

第3章自然界中的元素 第1节碳的多样性 本节目标 1 了解同素异形体的概念 知道碳有三种同素异形体 以及导致物理性质相异的主要原因 2 知道含碳元素的化合物种类繁多 一般可分有机物和无机物 3 通过活动探究认识碳酸钠和碳酸氢钠的主要性质及它们之间的相互转化 溶洞中的 石花 石笋 钟乳石 图中的钻石重约五十克拉价值高达五百万美元在一九三四年芝加哥世界博览会上被评为美国最完美的钻石 世界上最大的钻石 库利南一号 美丽的珊瑚 一 多种多样的碳单质 游离态 金刚石 石墨等化合态 CO2 大理石 可燃冰 蛋白质等 C元素的存在形式 金刚石 石墨 质疑 同是C元素组成的单质性质有什么不同呢 1 C单质的性质 金刚石 最硬的 无色透明的晶体 石墨 深灰色 不透明 质软 易导电的片状固体 C60 灰墨色的固体 这里指的是物理性质 活动探究 为什么同种元素组成的不同种单质的性质相差这么大呢 2 C的三种不同单质的结构特点 1 金刚石的结构特点 每个C原子与他周围的4个C原子形成正四面体结构 金刚石的结构 多种多样的碳单质 2 石墨的结构特点 a C原子呈层状排列 每片上的所有C原子都在同一平面上 b 每层上的每个C原子都与其他的3个C原子相连 层上C原子形成了正六边形 3 C60的结构特点 a 球状结构 形似足球 又称足球烯 b 由12个正五边形和20个正六边形组成 C20 C40 多种多样的碳单质 C70 多种多样的碳单质 3 同素异形体 由同一种元素组成的性质不同的单质 叫做该元素的同素异形体 例如 C元素的同素异形体有 金刚石 石墨 C60 O元素的同素异形体有 O2 O3 P元素的同素异形体有 红磷 白磷 注意 同素异形体的物理性质不同 化学性质相似 很久以前 人们被金刚石的成分迷惑 1797年 英国化学家钱南为了测出金刚石的成分 做了一个非常昂贵的实验 他将金刚石放在密闭的 充满氧气的箱子里让其燃烧 这只箱子是纯金制的 结果令人非常意外 箱子里的气体成分竟然变成了二氧化碳 这意味着如此奢侈的实验 发生的仅仅是下面台此简单的反应 C O2 CO2 故事 点燃 总结 1 结构决定性质 2 不同碳单质物理性质存在差异的原因 碳原子的排列方式不同 二 广泛存在的含碳化合物 大理石 方解石 主要成分 CaCO3 白云石 CaMg CO3 2 菱锌矿 ZnCO3 菱镁矿 MgCO3 菱铁矿 FeCO3 天然气 胡萝卜 天然碳酸盐 1 种类 无机化合物 大理石 CO2等有机化合物 蛋白质 天然气 CH4 等 2 重要的含碳化合物 Na2CO3和NaHCO3 1 Na2CO3与NaHCO3物理性质比较 白色固体 苏打或纯碱 小苏打 都易溶于水 但溶解度S碳酸钠 S碳酸氢钠 活动 探究 2 化学性质比较 a 与HCl反应 Na2CO3 2HCl 2NaCl H2O CO2 NaHCO3 HCl NaCl H2O CO2 现象 都有气泡产生 HCl与NaHCO3要比与Na2CO3反应快 设问 为什么有这样的现象发生呢 因为HCl与Na2CO3反应是二步反应 第一步 Na2CO3 HCl NaHCO3 NaCl第二步 NaHCO3 HCl NaCl H2O CO2 思考题 把稀HCl逐滴滴加到Na2CO3 aq 和NaHCO3 aq 现象一样吗 如不一样 有什么差别 不一样 把稀HCl逐滴滴加到Na2CO3 aq 中开始没有气泡 过一段时间出现气泡 而把稀HCl逐滴滴加到NaHCO3 aq 立即出现气泡 因而可以利用这样现象检验Na2CO3 aq 和NaHCO3 aq 与NaOH 无明显现象 Na2CO3与NaOH不反应NaHCO3与NaOH能反应 NaHCO3 NaOH Na2CO3 H2O 总结 从上面的几个反应中可以看出HCO3 既不能与H 又不能与OH 共存 b 与碱反应 与Ca OH 2 都有白色沉淀生成 c 与CaCl2或者BaCl2反应 与Na2CO3Na2CO3 CaCl2 CaCO3 2NaCl与NaHCO3不反应 Na2CO3很稳定 受热很难分解NaHCO3很不稳定 受热易分解2NaHCO3 Na2CO3 H2O CO2 d 稳定性 3 Na2CO3与NaHCO3的相互转变 1 Na2CO3转变成NaHCO3 2 NaHCO3转变成Na2CO3 Na2CO3 CO2 H2O 2NaHCO3 2NaHCO3 NaOH Na2CO3 H2O Na2CO3NaHCO3 H2O CO2或 H 4 用途 Na2CO3主要用于制造玻璃 造纸业和食用碱 NaHCO3主要用于做糕点时的发酵粉 食用碱 小结 Na2CO3与NaHCO3的化学性质比较 产生气泡 CO32 2H CO2 H2OHCO3 H CO2 H2O 无明显现象 Na2CO3不反应HCO3 OH CO32 H2O 产生白色沉淀 CO32 Ca2 CaCO3 Ca2 HCO3 OH CaCO3 H2O Na2CO3产生白色沉淀NaHCO3无现象 CO32 Ca2 CaCO3 NaHCO3不反应 Na2CO3无现象NaHCO3分解产生CO2 讨论 1 逐滴滴加稀盐酸 现象不同 Na2CO3中先没有气泡 后有气泡 而NaHCO3立即产生气泡 2 加热 固体 NaHCO3加热分解产生了CO2 通入到澄清的石灰水中可变浑浊 而Na2CO3加热不分解 3 加CaCl2或BaCl2 Na2CO3与它们可以产生白色沉淀 而NaHCO3与它们不反应 1 如何鉴别Na2CO3与NaHCO3 2 如何除去Na2CO3中少量的NaHCO3 3 如何除去NaHCO3中少量的Na2CO3 加适量NaOH溶液或加热 通入足量CO2 4 关于Na2CO3与NaHCO3混合物中各成份质量分数的计算 例题 将某碳酸钠和碳酸氢钠的混合物2 74g加热到质量不再变化时 剩余物质量为2 12g 求 混合物中碳酸氢钠与碳酸钠的物质的量 将这种混合物与足量的稀盐酸反应可以生成标准状况下的气体体积 解 用差量法计算 2NaHCO3 Na2CO3 CO2 H2O固体质量减少2mol62 0gn NaHCO3 0 620gn NaHCO3 0 02moln Na2CO3 2 74g 0 02mol 84g mol 106g mol 1 0 01molCO32 2H CO2 H2OHCO3 H CO2 H2O n CO2 n NaHCO3 n Na2CO3 0 03molV CO2 0 03mol 22 4L mol 1 0 672L 碳及其化合物间的转化 张家界黄龙洞 本节目标 1 了解碳单质 一氧化碳 二氧化碳之间的转化 了解它们的性质 2 能够解释与含碳物质有关的现象和解决简单的问题 如水垢的形成与消除 木炭燃烧的现象 工业上炼铁的原理等 三 碳及其化合物间的转化 1 自然界中碳及其化合物间的转化 1 二氧化碳是通过哪些途经进入大气中的 2 海水中的含碳物质是从哪里来的 3 若大气中没有二氧化碳会怎么样 二氧化碳过量又会怎样 讨论 大气中的二氧化碳 自然界中碳及其化合物间的转化 大自然的精美绝伦的奇观 张家界黄龙洞 取少量CaCO3粉末于试管中 加入适量蒸馏水 CaCO3不溶解 溶液浑浊 通入足量CO2 随着CO2得通入白色沉淀减少最终消失 所得溶液加热 又得到白色沉淀且有气泡产生 CaCO3与Ca HCO3 2可以相互转化 碳酸氢盐不稳定 受热分解 活动 探究 CaCO3 H2O CO2 Ca HCO3 2 有关反应方程式 2 生产和生活中碳及其化合物间的转化 高炉炼铁是将铁矿石用焦炭还原成金属铁的过程 在此过程中 CO是如何产生的 碳元素发生了哪些变化 用方程式如何表示 交流研讨 交流研讨 在生产和生活中还有哪些碳及其化合物间转化的实例 木炭在燃烧时产生淡蓝色的火焰 这是CO燃烧产生的 在木炭燃烧的过程中发生着单质C CO CO2之间的转化 用化学方程式描述上述过程 并指出氧化剂与还原剂 C CO2 CO 水壶 输送热水的管道内壁常积有水垢 你知道水垢的成分是什么吗 它是怎样形成的 又如何除掉 水垢的主要成分是CaCO3 是Ca HCO3 2分解形成的 常用CH3COOH除掉 CaCO3 2CH3COOH Ca CH3COO 2 CO2 H2O 小结 1 下列物质 分别加入CH3COOH时 会产生相同气体的是 大理石 钟乳石 锅垢 贝壳 蛋壳A B C D D 2 除去CO2气体中的CO 常用的方法是 A 通过澄清的石灰水B 通过灼热碳C 通过水D 通过灼热的氧化铜粉末 D 反馈练习 活动 探究 模拟 溶洞的形成 实验方案及实验记录 开始出现白色沉淀CO2过量时沉淀溶解 出现白色沉淀 Ca2 2OH CO2 CaCO3 H2OCaCO3 CO2 H2O Ca2 2HCO3 生产和生活中碳及其化合物间的转化 1 工业炼铁2 木炭燃烧 概括 整合 碳酸氢钠