07高一碳族元素.doc

第三章 第1节 碳的多样性【阅读思考】1、C60、石墨、金刚石三者的结构特点2、同素异形体的概念；3、碳的各种单质的物理性质相异的主要原因是什么？4、碳单质有哪些化学性质？5、如何证明石墨、金刚石都是由碳元素组成？一、多种多样的碳单质1、碳单质的结构与物理性质碳既是构成 的基本元素，又是构成地壳中 和化石燃料（ 、 、 、的主要元素。是形成化合物的 的元素，碳以多种形态存在于自然界中。碳元素有金刚石、石墨、足球烯（如C60等）多种 。种类金刚石石墨C60物理性质无色透明晶体硬度极高不导电深灰色金属光泽质软，不透明润滑性 能导电灰黑色的固体不导电 具有特殊性质应用于超导体 材料科学结构正四面体空间网状结构层状结构层内平行六边形20个正六边形、12个正五边形构成的足球结构稳定性石墨金刚石C60化学性质还原性 均能与氧气反应生成CO2，相互转化同素异形体之间的转化是化学变化，是非氧化还原反应例1：下列物质组别，属于同素异形体的是： A红磷和白磷 BO2和O3 C石墨和C70 D氯化氢和盐酸【归纳小结】2、碳的化学性质可燃性：C+O2(O2充足) 2C+O22CO(O2不充足)还原性：C+H2O(气)CO+H2（水煤气） C+2CuOCu+CO2 C+CO22CO二、碳的氧化物1、CO：通常为无色气体，难溶于水，有剧毒，属不成盐氧化物。高温下有强还原性：CO+O22CO2， CO+CuOCu+CO2， 3CO+Fe2O32Fe+3CO22、CO2：通常为无色无味气体，能溶于水，固体叫干冰，易升华，属酸性氧化物，碳酸酸酐。氧化性：CO2+C2CO CO2+2Mg2MgO+C酸性氧化物通性：CO2+2NaOH=Na2CO3+H2O CO2+Ca(OH)2=CaCO3+H2OCO2+Na2CO3+H2O=2NaHCO3 CO2+CaCO3+H2O=Ca(HCO3)2例2：在标准状态下，把一定体积的CO2气体通入200ml 1 mol/ l Ca（OH）2的澄清石灰水中，充分反应，生成沉淀10g，则通入CO2气体体积的是 A 2.24升 B 3.36升 C4.48升 D 6.72升三、碳酸盐1、碳酸钠和碳酸氢钠的比较Na2CO3NaHCO3俗称纯碱、苏打，白色固体，广泛用于玻璃、造纸工业。俗称小苏打，白色固体，是发酵粉的主要成分。250C溶解度为33克250C溶解度为9克Na2CO3+2HCl=2NaCl+H2O +CO2Na2CO3+Ca(OH)2=CaCO3+2NaOHNa2CO3加热难分解CO2+Na2CO3+H2O=2NaHCO3NaHCO3+HCl=NaCl+H2O+CO22NaHCO3+Ca(OH)2=CaCO3+Na2CO3+H2ONaHCO3+NaOH=Na2CO3+H2O2NaHCO3Na2CO3+H2O+CO22、正盐与酸式盐相互转化： 【问题讨论】（1）如何鉴别一种固体物质是Na2CO3还是NaHCO3？一种溶液呢？（2）向饱和Na2CO3 溶液中通入过量的CO2气体，有什么现象？（3）如何除去括号内的杂质 固体Na2CO3（NaHCO3） 溶液 NaHCO3 （Na2CO3）（4）碳酸盐如何检验？例3有四种钠的化合物W、X、Y、Z，根据以下反应判断W、X、Y、Z的化学式。 W X+CO2+H2O（加热）； Z+CO2 X+O2； Z+H2O Y+O2； X+Ca(OH)2 Y十CaCO3。 W是 ，X是 ，Y是 ，Z是 。例4.在溶有0.2molNa2CO3 的溶液中逐滴加入含HCl 0.35mol的盐酸中，产生CO2多少mol？ 在含HCl 0.35mol的盐酸逐滴加入溶有0.2molNa2CO3 的溶液中，产生CO2多少mol？盐酸中HCl 为多少时，产生CO2 的量不受滴加顺序影响？例5.苏打和小苏打有着广泛应用。 试从反应物的消耗量角度来说明在下列用途中选用苏打还是小苏打，为什么？(1) 做面条时防止面粉较长时间储存变酸味，常加入适量的面碱，选用 ，因为 ；(2) 作为发酵粉的成分，选用 ，因为 ； 4、日常生活中的碳及含碳化合物金刚石-用于制作钻头、刀具、装饰品等。石墨-用于制电极、坩埚、铅笔、高温润滑剂、反应塔槽内衬等。足球烯-作为催化剂载体，也可制成纳米材料。木炭-作燃料、还原剂。焦炭-冶金工业还原剂。活性炭-用作吸附剂。CO（人工煤气、水煤气的主要成分之一）-作还原剂、燃料。CO2（干冰）-做食品的冷冻剂、灭火剂，也可用于制造舞台效果， CO2是植物光合作用的原料，在大棚蔬菜生产中被作为气肥，CO2也是地球的保温层（若CO2过量，地球又会产生温室效应，冰川融化，海平面上升。）。纯碱-做去污剂、面碱。小苏打-作干粉灭火剂、面食的膨松剂、胃药。大理石、石灰石-常用的建筑材料，石灰石是制水泥、玻璃的主要原料之一。化学作业1以NaOH为原料，设计一种制备Na2CO3的实验方案2在含有35.8g Na2CO3和NaHCO3溶液内加入700ml 1mol/L的盐酸，反应完全后可以生成8.96L CO2（标准状态）。问：其中 物质过量；溶液中Na2CO3有 g；若在上述溶液内加入450ml 1mol/L的盐酸，反应完全后，可生成CO2 mol。3. 将18.4g NaHCO3与NaOH的混合物在密闭容器中加热到2500C，充分反应后后排出气体.冷却后称得容器内剩余固体物质质量为16.6克。试计算原混合物中NaOH的质量分数4课本71-72页1、2、3、4、5、6题，第二教材57页1、2、3、4、5、6、7题四.1. 自然界中碳及其化合物间的转化【阅读讨论】 阅读P65-67（1）CO2是通过哪些途径进入大气中的？（2）自然界能够消耗CO2的过程有哪些？（3）大气中CO2过量又会怎么样？【自学探究】 讨论溶洞形成的原因，设计和实施简单的实验-模拟溶洞的形成。四.2.生产和生活中碳及其化合物间的转化【交流研讨】 （1）写出高炉炼铁过程中化学反应方程式。（2）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？写出相关反应的化学方程式 （3）有机物和无机物能相互转化吗？例5：水垢主要成分是什么？它是怎样形成的？如何除去水壶中的水垢？写出相关反应化学方程式解析：水垢主要成分是CaCO3和Mg(OH)2。它是溶解在水中的Ca(HCO3)2、Mg(HCO3)2受热与水反应形成的，可用食醋浸泡溶解去除。Ca(HCO3)2CaCO3+CO2+H2OMg(HCO3)2MgCO3+CO2+H2O MgCO3 +H2OMg(OH)2+CO2Mg(OH)2+2CH3COOH=(CH3COO)2Mg+2H2O选择题训练（以下各题只有一个正确答案）1最近，科学家研制得一种新的分子，它具有空心的类似足球状结构，化学式为C60，下列说法正确的是 AC60是一种新型的化合物BC60和石墨都是碳的同素异形体CC60中含离子键 DC60的式量是1202导致全球气温逐渐变暖的主要气体污染物是（ ）A二氧化硫 B二氧化碳C一氧化碳 D二氧化氮3下列变化属于物理变化的是:（ ）A干冰变成二氧化碳气体 B石墨变成金刚石CCuSO45H2O变成CuSO4粉末 D氧化钠溶于水4.去味剂可以消除冰箱里的一股特殊气味，下列物质可以做去味剂的是( )A.干冰 B.活性炭 C.氯气 D.二氧化碳5在反应SiO2+3CSi