高中化学 3.1.1多种多样的碳单质 广泛存在的含碳化合物学案 鲁科版必修1

1、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1.碳元素的同素异形体有：金刚石、石墨、C60等。2Na2CO3俗称纯碱或苏打，主要用于玻璃、造纸等工业。3NaHCO3俗称小苏打，主要用于制造发酵粉；既能与酸反应，又能与碱反应。4主要的化学方程式：2NaHCO3,Na2CO3CO2H2ONaHCO3NaOH=Na2CO3H2ONaHCO3HCl=NaClCO2H2ONa2CO3HCl=NaHCO3NaClNa2CO3CaCl2=CaCO32NaCl1二氧化碳有哪些物理性质？实验室怎样制取CO2?提示：(1)物理性质：无色、无味气体，能溶于水，密度比空气大。(2)实验室制法药品：大

2、理石(石灰石)、稀盐酸反应原理：CaCO32HCl=CaCl2CO2H2O操作步骤：查、装、收、验验满方法：将燃着的木条放在瓶口，若熄灭，则已集满。检验方法：将气体通入澄清石灰水，若变浑浊，则是CO2。2一氧化碳有哪些物理性质？提示：无色无味气体，难溶于水，密度略小于空气。多种多样的碳单质新知探究探究1自然界中碳元素的存在形态(1)游离态：如金刚石、石墨等。(2)化合态：如CO2、CaCO3等。探究2同素异形体(1)定义：由同一种元素组成的性质不同的几种单质。(2)几种元素的同素异形体：氧元素有O2和O3；碳元素有金刚石、石墨、C60等。探究3碳的同素异形体物质内容金刚石(C)石墨(C)足球烯

3、(C60)外观无色透明的晶体深灰色、不透明的片状固体灰黑色固体结构由正四面体构成的空间网状结构由正六边形构成的平面层状结构由正五边形和正六边形排列而成的足球状分子硬度很大质软，在纸上可留痕迹导电性不导电易导电不导电必记结论(1)“同素”指同种元素，“异形”指结构不同，“体”指单质。(2)同素异形体之间的物理性质不同，化学性质相同或相似。(3)同素异形体之间的转化属于化学变化，但不属于氧化还原反应。(4)多种多样的无定形碳。名称物理性质用途木炭黑色多孔固体吸附色素和异味物质活性炭黑色粉末状和颗粒状固体吸附毒气，制糖工业脱色焦炭形状不规则的黑色块状或颗粒冶炼金属炭黑黑色的极细粉末制墨、油墨、油漆，

4、增强轮胎耐磨成功体验1用短线连接和中相应的物质和用途。解析：碳元素存在金刚石、石墨和C60等多种同素异形体，由于它们的颜色、光泽、透明度、质地、导电性等物理性质不同，决定了它们有不同的用途。石墨质软，具有润滑性和导电性，可用于制作铅笔芯、电极、电车滑块、润滑剂等；金刚石具有晶莹剔透、硬度大等性质，可用做装饰品和磨具等；C60具有一些特性，有可能成为新型的催化剂或催化剂的载体。答案：ABC广泛存在的含碳化合物新知探究探究1常见的含碳化合物(1)有机化合物：如蛋白质、淀粉、油脂，以及石油、液化气、天然气等的主要成分。(2)必记结论(1)有机化合物一定含有碳元素，含碳元素的化合物不一定是有机化合物。

5、(2)碳元素是形成物质种类最多的元素。探究2碳酸钠和碳酸氢钠的性质(1)预测性质：Na2CO3和CaCO3都属于碳酸盐，NaHCO3与Na2CO3在组成上相似。CaCO32HCl=CaCl2CO2H2O，CaCO3CaOCO2。预测Na2CO3、NaHCO3有类似的化学性质。(2)实验探究：实验内容实验现象结论两组化学试剂分别混合后都生成无色气体，气球体积膨胀；盛有NaHCO3的气球膨胀的快且大。NaHCO3与盐酸反应比Na2CO3与盐酸反应生成气体的速率快。棉花球变蓝，刚加热时A中导管有气泡冒出，一会儿停止冒气泡，无浑浊出现，B中持续出现气泡，溶液出现浑浊。Na2CO3的热稳定性大于NaHC

6、O3(3)归纳整理：化学式Na2CO3NaHCO3俗名及类别纯碱或苏打，正盐小苏打，酸式盐物理性质白色固体，易溶于水细小白色固体，能溶于水，溶解度比Na2CO3的小热稳定性不易分解受热易分解：2NaHCO3Na2CO3CO2H2O与HCl反应Na2CO32HCl=2NaClCO2H2O(较快)NaHCO3HCl=NaClCO2H2O(剧烈)与NaOH反应不反应NaHCO3NaOH=Na2CO3H2O与Ca(OH)2反应Ca(OH)2Na2CO3=CaCO32NaOHCa(OH)22NaHCO3=CaCO3Na2CO32H2O与CO2反应Na2CO3CO2H2O=2NaHCO3不反应用途用于玻璃

7、、肥皂、造纸、纺织等工业，洗涤剂发酵剂、灭火剂，医疗上用于治疗胃酸过多成功体验2关于Na2CO3和NaHCO3的下列说法中不正确的是()A纯碱是Na2CO3的俗名BNaHCO3与盐酸、NaOH均能反应CNa2CO3与盐酸、NaOH均能反应DNa2CO3比NaHCO3稳定解析：选CNa2CO3与NaOH不反应。对应学生用书P49考查Na2CO3、NaHCO3与酸的反应1.Na2CO3溶液与盐酸的反应Na2CO3溶液与盐酸反应时，滴加顺序不同，实验现象不同，产生的CO2的量也可能不同。滴加顺序反应现象化学方程式开始滴入Na2CO3溶液，立即有气体放出Na2CO32HCl=2NaClH2OCO2开始

8、阶段无明显现象，后来有气体放出开始：Na2CO3HCl=NaClNaHCO3后来：NaHCO3HCl=NaClH2OCO22NaHCO3溶液与盐酸的反应不论将NaHCO3溶液滴入盐酸中，还是将盐酸滴入NaHCO3溶液中，都只发生反应：NaHCO3HCl=NaClCO2H2O，即开始滴加就会有CO2气体生成。例1如图所示，往某Na2CO3溶液中滴入稀盐酸产生CO2的过程。(1)写出a点以前发生反应的离子方程_。(2)写出a点到b点发生反应的离子方程式_。(3)若某Na2CO3溶液中含m mol Na2CO3，滴入一定量的稀盐酸，恰好使溶液中Cl和HCO的物质的量之比为21，则滴入稀盐酸的物质的量

9、等于_ mol(用m表示)。解析(1)a点以前无CO2产生，发生的反应为：Na2CO3HCl=NaClNaHCO3。(2)a点到b点产生CO2的量随加入盐酸的量的增大而逐渐增加，发生的反应为：NaHCO3HCl=NaClCO2H2O(3)当溶液中n(Cl)n(HCO)21时，设n(Cl)x mol, 则n(HCO) mol，此时溶液中的溶质离子为Na，Cl、HCO，据电荷守恒规律可得：x mol moln(Na)2m mol，解得xm mol。由物料守恒n(HCl)n(Cl)m mol。答案(1)COH=HCO(2)HCOH=CO2H2O(3)下列各组物质不用任何外加试剂，只用胶头滴管和试管就

10、能鉴别的是()AAgNO3溶液和NaCl溶液BBaCl2溶液和KHSO4溶液CCaCl2溶液和Na2CO3溶液DNa2CO3溶液和盐酸解析：选D不用外加试剂，只用胶头滴管和试管就能鉴别，必须是两种溶液改变互相滴加顺序出现不同的现象才能鉴别。D项，Na2CO3溶液滴入盐酸中：Na2CO32HCl=2NaClCO2H2O，立即有气体产生，盐酸滴入Na2CO3溶液中时：HClNa2CO3=NaClNaHCO3、NaHCO3HCl=NaClCO2H2O，开始无气体，后来产生气体。Na2CO3和NaHCO3的鉴别与提纯1.鉴别状态鉴别方法Na2CO3NaHCO3固态加热无明显变化分解产生无色气体(CO2

11、)溶液逐滴滴加盐酸开始无明显现象，一段时间后有气体产生开始滴加就有气体产生滴加CaCl2溶液产生白色沉淀(CaCO3)无明显变化用pH试纸测相同物质的量浓度溶液的pHNa2CO3溶液pH大于NaHCO3溶液pH2提纯(括号内为杂质)Na2CO3(NaHCO3)固体加热2NaHCO3Na2CO3H2OCO2溶液加水制成饱和溶液，通入足量CO2，结晶过滤加适量NaOH溶液NaHCO3NaOH=Na2CO3H2O通入CO2 Na2CO3H2OCO2=2NaHCO3特别提醒区别Na2CO3和NaHCO3不能用Ba(OH)2或Ca(OH)2溶液，原因是二者均能产生沉淀，Na2CO3Ba(OH)2=BaC

12、O32NaOH,2NaHCO3Ba(OH)2=BaCO3Na2CO32H2O。例2现有两瓶白色固体化学药品，一瓶为Na2CO3，另一瓶为NaHCO3。无法将其鉴别开来的方法是()A加热B两者分别与同浓度的稀盐酸反应C溶于水，加入CaCl2溶液D两者分别加入氢氧化钠溶液或Ba(OH)2溶液解析加热时，试管内壁有较多水珠生成，且生成使澄清石灰水变浑浊的气体的是NaHCO3，A项正确。与同浓度的稀盐酸反应，可根据产生气泡的速度不同鉴别，B项正确。Na2CO3与CaCl2反应生成沉淀，NaHCO3与CaCl2不反应，C项正确。两者与氢氧化钠溶液混合后均没有明显现象，与Ba(OH)2都能反应生成白色沉淀

13、，现象完全相同，D项不能鉴别。答案D除去Na2CO3粉末中NaHCO3的方法是()A加入过量的NaOH溶液，再蒸发结晶B直接加热C加入Ba(OH)2固体D加入盐酸解析：选B除去Na2CO3粉末中的NaHCO3，利用加热分解NaHCO3的方法。对应学生用书P50课堂双基落实1下列各组物质，不属于同素异形体的是()A金刚石和石墨B白磷和红磷CNa2O和Na2O2 D氧气和臭氧解析：选C同素异形体的研究对象是单质。2下列物质的化学名称、化学式和俗名一致的是()A碳酸钙、CaCO3、生石灰B氢氧化钠、NaOH、纯碱C碳酸钠、Na2CO3、苏打D碳酸氢钠、NaHCO3、苏打解析：选CA项中，生石灰是Ca

14、O；B项中，纯碱是Na2CO3；D项中，苏打是Na2CO3。3下面有关Na2CO3与NaHCO3的性质比较中错误的是()A相同浓度溶液的碱性：Na2CO3NaHCO3B在水中的溶解度：Na2CO3NaHCO3C与同浓度的硫酸反应放出气泡的速率：NaHCO3Na2CO3D热稳定性：NaHCO3Na2CO3。4下列化合物与小苏打溶液反应，没有气体或沉淀生成的是()A烧碱 B硫酸氢钠C氢氧化钡 D稀盐酸解析：选AA项，NaHCO3NaOH=Na2CO3H2O；B项，NaHCO3NaHSO4=Na2SO4CO2H2O，有气体生成；C项，NaHCO3Ba(OH)2=NaOHBaCO3H2O或2NaHCO3Ba(OH)2=Na2CO3BaCO32H2O，有沉淀生成；D项，NaHCO3HCl=NaClCO2H2O，有气体生成。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_