2017-2018学年高中化学第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教学案鲁科版必修1

1、第一节碳的多样性第一课广泛存在的各种含碳化合物课程标准要求1.理解同素异形体的概念。2.了解碳的各种存在形式和碳的各种同素异形体。3.掌握碳酸钠和碳酸氢钠的主要性质及其相互转化、区别和鉴别。1.碳同素异形体包括金刚石、石墨、C60等。2.Na2CO3，俗称纯碱或纯碱，主要用于玻璃、造纸等行业。3.碳酸氢钠，俗称小苏打，主要用于制作发酵粉；它能与酸和碱反应。4.主要化学方程式：2碳酸氢钠2二氧化碳+二氧化碳+H2O碳酸氢钠+氢氧化钠=碳酸氢钠+H2O碳酸氢钠+盐酸=氯化钠+二氧化碳+ H2O碳酸钠+盐酸=碳酸氢钠+氯化钠na2co 3+氯化钙=碳酸钙+ 2氯化钠1.同素异形体由同一元素组成的几种

2、性质不同的简单物质，如氧同素异形体O2和O3、碳同素异形体金刚石、石墨和C60等。特别提醒(1)同素异形体的物理性质不同，化学性质相似。(2)同素异形体之间的转化是化学变化，而不是氧化还原反应。2.碳同素异形体材料内容钻石(丙)石墨(c)足球烯烃(C60)出现无色透明晶体深灰色不透明片状固体灰黑色固体结构正四面体组成的空间网络结构由规则六边形组成的平面分层结构由规则五边形和规则六边形形成的足球状分子困难伟大的柔软，在纸上留下痕迹传导性绝缘的容易传导绝缘的1.下列物质是同素异形体()A.碳酸钙和碳酸镁。O2和O3C.H2O和H2O2分析：选择B同素异形体是指由同一元素组成的几种性质不同的简单物质

3、，A、C、D都是化合物，所以它们不是同素异形体。2.用短电线连接和中相应的物质和用途。分析：碳有许多同素异形体，如金刚石、石墨和C60。由于它们不同的物理性质，如颜色、光泽、透明度、质地和导电性，它们有不同的用途。石墨柔软、光滑、导电，可用于制造铅笔芯、电极、滑块、润滑剂等。金刚石具有晶莹剔透、硬度高的特性，可用作装饰品和磨具；C60具有一些特性，可能成为一种新的催化剂或催化剂载体。回答：A- B- C- 1.各种各样的含碳化合物碳化合物特别提醒 (1)有机化合物必须含碳，含碳化合物不一定是有机化合物。(2)碳是构成大多数物质的元素。2.碳酸钠和碳酸氢钠(1)物理性质姓名碳酸钠碳酸氢钠化学式N

4、a2CO3碳酸氢钠颜色状态白粉白色细粉车间编号苏打灰和苏打碳酸氢钠溶解度两者都易溶于水，Na2CO3的溶解度更大水溶液的酸碱度它们都是碱性的，Na2CO3更碱性(2)化学性质(1)与足量盐酸反应A.Na2CO3与足够的盐酸反应：na2co 3 2 HCl=2 ncl CO2H2O。B.碳酸氢钠与足够的盐酸反应：碳酸氢钠盐酸=氯化钠二氧化碳H2O。(2)与碱溶液反应A.碳酸钠溶液不与氢氧化钠溶液反应。B.碳酸氢钠与氢氧化钠溶液反应：碳酸氢钠氢氧化钠=碳酸钠H2O。稳定性(随访调查)(3)重要应用碳酸钠：一种重要的化工原料，广泛用于玻璃、肥皂、合成洗涤剂、造纸、纺织和石油。碳酸氢钠：发酵粉的主要成

5、分，可用作治疗胃酸过多的药物。1.碳酸钠和碳酸氢钠热稳定性的比较使用下图所示的装置，探索碳酸钠和碳酸氢钠的热稳定性思考问题(1)实验开始时，烧杯a和b中出现气泡，你能解释Na2CO3和Na2CO 3是通过加热分解的吗？提示：不；因为气体受热膨胀，烧杯中会出现气泡。(2)实验过程中，烧杯A中的澄清石灰水不浑浊，而烧杯B中的澄清石灰水变浑浊。基于这个实验现象的实验结论是什么？结果表明，碳酸钠受热不易分解，而碳酸氢钠受热分解产生CO2气体，因此其热稳定性为碳酸钠。(3)如果大小试管中Na2CO3和碳酸氢钠的位置互换，能否给出相同的实验结论？提示：不；由于大试管中的固体在高温下加热，小试管中的固体在低

6、温下加热，碳酸氢钠的分解也可能是由高温引起的。2.碳酸钠和碳酸氢钠的鉴别思考问题(1)如图1和图2所示，将相同浓度的氯化钙溶液滴入相同浓度的碳酸钠和碳酸氢钠溶液中，产生的实验现象是否相同？原因是什么？提示：不同；在图1中，由于反应形成白色沉淀：碳酸钠氯化钙=2氯化钠碳酸钙。在图2中没有明显的现象，因为碳酸氢钠不与氯化钙反应。(2)用这种实验方法能区分碳酸钠和碳酸氢钠溶液吗？这表明，这两种解决方案可以区分，因为他们不同的实验现象。1.区分碳酸钠和碳酸氢钠的方法(1)固体鉴定法加热法当固体受热时，使石灰水变浑浊的气体是碳酸氢钠，没有明显现象的气体是碳酸氢钠。(2)溶液识别方法(1)沉淀法：向溶液中

7、滴加氯化钡溶液，Na2CO3为白色沉淀，Na2CO3不明显；气相法：向溶液中滴加稀盐酸，碳酸氢钠会立即产生气泡，过一会儿碳酸钠会产生气泡。2.杂质去除2。碳酸钠和碳酸氢钠混合物(括号中的杂质)所用的杂质去除方法或试剂Na2CO3固体(碳酸氢钠)加热碳酸氢钠溶液(碳酸钠)引入足够的CO2碳酸钠溶液(碳酸氢钠)加入适量的氢氧化钠溶液3.3之间的转换。碳酸钠和碳酸氢钠反应包括：na2co 3 H2O CO2=2碳酸氢钠2碳酸氢钠+H2O+二氧化碳碳酸氢钠+氢氧化钠=碳酸氢钠+H2O1.有两个试管分别装有碳酸钠和碳酸氢钠溶液。以下操作或判断是正确的()选择操作判断A澄清石灰水单独加入沉淀物是碳酸钠B分

8、别加入等浓度的稀盐酸反应越剧烈的是Na2CO3C分别加入氯化钙溶液沉淀物是碳酸钠D滴加等浓度的盐酸立即产生气泡的人是Na2CO3分析：选择碳一项，碳酸钠钙(氢)2=碳酸钙氢氧化钠，碳酸氢钠钙(氢)2=碳酸钙;碳酸钠2H2O在第二项中，当碳酸钠和碳酸氢钠与等浓度的盐酸反应时，碳酸氢钠反应剧烈。c项，Na2CO3氯化钙=CaCO32氯化钠，Na2CO 3不与氯化钙反应；在第d项中，向Na2CO3溶液中滴加盐酸，反应依次进行：Na2CO3 HCl=nahco3氯化钠，Na2CO 3 HCl=Na2CO 3 CO2H2O，在反应开始时没有现象，一段时间后产生气泡。2.从碳酸钠粉末中除去碳酸氢钠的方法是

9、()A.加入过量的氢氧化钠溶液，再次蒸发结晶B.直接加热C.加入钡(OH)2固体D.加入盐酸分析：选择乙从碳酸钠粉末中除去碳酸氢钠，加热分解碳酸氢钠。三级培训通过1.下列不属于同素异形体的物质是()A.白磷和红磷C.氧气和臭氧分析：碳同素异形体的研究对象是简单物质。2.当下列组中的两种物质反应时，反应物剂量或反应条件的改变对产物()没有影响A.碳酸钠和盐酸C.碳酸氢钠和氢氧化钠分析：选择脱氧核糖核酸、碳氧化合物(充足的)碳+氧化合物、2c氧化合物(不足的)2CO；b项，Na2CO 3+氯化氢(少量)=氯化钠+碳酸氢钠，Na2CO 3+氯化氢(足量)=2NCL CO2H2O；项目c，4na O2

10、=2na2o，2na o2na2o2d项，碳酸氢钠氢氧化钠=碳酸钠H2O。3.有两瓶白色固体化学品，一瓶是碳酸钠，另一瓶是碳酸氢钠。无法区分的方法是()A.加热B.它们分别与相同浓度的稀盐酸反应c、溶于水，加入氯化钙溶液d、分别加入氢氧化钠溶液或氢氧化钡溶液分析：选择d加热时，试管内壁有较多水滴，碳酸氢钠是使澄清石灰水浑浊的气体，a项正确；与相同浓度的稀盐酸的反应可以根据气泡生成的不同速度来识别，b项正确；Na2CO3和氯化钙之间的反应产生沉淀，而Na2CO 3和氯化钙不反应，术语c是正确的。两者与氢氧化钠溶液混合时均无明显现象，并能与Ba(OH)2反应生成白色沉淀，这与D项不能识别的现象完全

11、相同。4.以下说法是正确的()A.等量的碳酸氢钠和碳酸氢钠分别与足量的盐酸反应，在相同的温度和压力下产生的CO2体积不同b .向Na2CO3溶液中滴加等量的稀盐酸，生成的CO2与原Na2CO3的量比为12C.等质量的碳酸氢钠和碳酸钠分别与足量的盐酸反应，在相同的温度和压力下，生成的CO2体积相同d .向饱和Na2CO3溶液中引入CO2，沉淀碳酸氢钠晶体分析：选择D A项，根据碳原子守恒，等量的碳酸氢钠和碳酸氢钠分别与足量的盐酸反应，在相同的温度和压力下产生的CO2体积相同。b项，反应发生：一氧化碳=氢=HCO，不产生二氧化碳。第三项，当等质量的碳酸氢钠和碳酸钠分别与足量的盐酸反应时，碳酸氢钠会

12、产生更多的二氧化碳。第四项，当CO2通入饱和Na2CO3溶液时，发生反应：Na2CO3 CO2 H2O=2 Na2CO 3，H2O在反应中被消耗，生成的Na2CO 3溶解度小，质量大，所以Na2CO 3会结晶析出。5.在下列空白处填入最合适的试剂或方法来去除杂质。(1)小苏打溶液含有少量的苏打。(2)苏打固体含有少量的小苏打。(3)CO2气体与少量氯化氢气体混合_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _；(4)氯化钠含有少量碳酸钠。分析：除杂过程中的反应有：(1)na2co 3 CO2 H2O=2碳酸氢钠；(2)碳酸氢钠+二氧化碳

13、+H2O；(3)碳酸氢钠+盐酸=氯化钠+二氧化碳+ H2O；(4)na2co 3+2HCl=2NaCl+CO2+H2O。回答：(1)引入过量的CO2气体；(2)充分加热；(3)将混合气体通过含有饱和碳酸氢钠溶液的洗气瓶；(4)加入适量稀盐酸1.石墨烯只有一个碳原子厚的碳薄片，被公认为世界上最薄、最硬、最快的电子传导新材料，具有广阔的应用前景。以下关于石墨烯的陈述是正确的()A.石墨烯、金刚石、C60和C70是同素异形体B.石墨烯是一种有机物C.石墨烯中碳原子的化合价是3D.石墨烯是导电的，表明它是电解质分析：选甲选乙，石墨烯不是有机物；石墨烯中的碳原子为零；用d术语来说，石墨烯是一种简单的物质

14、，而不是电解质。2.下列物质的化学名称、化学式和通用名称是一致的()A.碳酸钙、碳酸钙和生石灰B.氢氧化钠、氢氧化钠和纯碱C.碳酸钠、碳酸钠和苏打D.碳酸氢钠、碳酸氢钠和苏打分析：在中国，生石灰是氧化钙；在b项中，纯碱是碳酸钠；在d项中，苏打是Na2CO3。3.以下说法是错误的()A.铅笔芯的主要原料是石墨，儿童使用时不会引起中毒B.一氧化碳是有毒的，在有煤炉的房间里可以放几壶清水，可以有效地吸收一氧化碳，防止煤气中毒C.纯碱的水溶液是碱性的，但它不属于碱D.大气中CO2含量的增加将导致温室效应的加剧分析：选择二氧化碳不溶于水，将清水放入故居不能降低二氧化碳的含量4.去除混合在碳酸氢钠溶液中的

15、少量碳酸钠的方法是()A.通入过量二氧化碳气体b .加入氢氧化钡溶液C.加入清水石灰水。加入稀盐酸分析：选择二氧化碳与碳酸钠反应，而不是碳酸氢钠，答是正确的；碳酸钠溶液和碳酸氢钠溶液能与氢氧化钡溶液、石灰水和盐酸反应，B、C和D是错的。5.下列物质可与氢氧化钠溶液和盐酸反应()A.碳酸钠溶液C.碳酸氢钠溶液分析：选择只能与盐酸反应而不能与氢氧化钠反应，错了；b项只能与盐酸反应，不能与氢氧化钠反应，这是错误的；c项与氢氧化钠反应生成碳酸钠和盐酸生成二氧化碳，这是正确的；d项不能与氢氧化钠和盐酸反应，这是错误的。6.下列离子基团可以在溶液()中大量共存A.钠离子、钙离子、HCO、一氧化碳B.钾离子、氢离子、一氧化碳、HCOC.钠离子、钡离子、HCO、羟基-D.Ca2+、Ba2+、Cl-、HCO分