《碳的多样性》课件

第1节碳的多样性1.了解同素异形体的概念，知道碳的三种同素异形体及其性质差别和差别的原因。2.了解碳的氧化物的性质。3.了解碳酸钠及碳酸氢钠的主要性质差别和差别的原因。4.了解碳及其化合物之间的转化关系。1、碳单质单质金刚石石墨C60颜色是否透明是否导电硬度无色深灰色灰黑色透明不透明不透明不导电导电不导电坚硬质软质软结构由构成的结构有构成结构有和排列而成的分子化学性质一、多种多样的碳单质石墨深灰色、硬度小、不透明、易导电的片状固体，熔点极高。金刚石金刚石是硬度最大，熔点最高的单质，无色透明的晶体，无自由电子，不导电。C60灰黑色的固体,不导电，又名富勒烯由同一种元素组成的性质不同的几种单质，叫做该元素的同素异形体（allotrope)金刚石、石墨、和C60是碳元素的同素异形体。氧气和O3是氧元素的同素异形体为什么同是碳元素能组成不同的碳单质？335pm核间距142pm结论：碳原子的排列方式不同一、多种多样的碳单质1、同素异形体：由同一种元素组成的不同性质的几种单质2、性质：物理性质不同，化学性质基本相同【思考】一定条件下C(石墨)=C(金刚石)，该反应是否属于氧化还原反应？2、氧化物：COCO2CO：还原性Fe2O3＋3CO=====△2Fe＋3CO2、2CO+O2=====点燃2CO2CO2：通性：CO2＋Ca(OH)2=CaCO3↓+H2OCO2＋H2OH2CO3、CO2＋Na2O=Na2CO3氧化性：CO2＋C=====高温2CO3、盐CaCO3CaCO3＋2HCl=CaCl2＋CO2↑＋H2OCaCO3=CaO＋CO2↑CaCO3＋CO2＋H2O=Ca(HCO3)2Ca(HCO3)2CaCO3＋CO2↑＋H2O大理石溶洞二、广泛存在的含碳化合物二、广泛存在的含碳化合物（一）．种类繁多的含碳化合物根据学过的碳酸钙的性质预测碳酸钠和碳酸氢钠的性质1、碳酸钠可能与哪些物质反应？2、碳酸氢钠可能与哪些物质反应？碳酸钠碳酸氢钠（二）．Na2CO3和NaHCO3Na2CO3NaHCO3俗名结晶水合物纯碱或苏打小苏打Na2CO3.10H2O——颜色状态溶解性（比较）白色粉末白色晶体碳酸钠比碳酸氢钠易溶于水物理性质化学性质1、与酸反应探究实验Ⅰ：在两支试管中分别加入3ml稀盐酸，在两个各装有0.3克碳酸钠或碳酸氢钠粉末的小气球分别套在两支试管口。将气球内碳酸钠和碳酸氢钠同时倒入试管中，观察其现象。现象：都有气泡产生，且红色气球比绿色气球膨胀的快、大。结论：Na2CO3和NaHCO3都能与稀盐酸反应，但等质量的NaHCO3与稀盐酸反应要比Na2CO3与稀盐酸剧烈得多，且产生的气体多。CO32-+2H+=H2O+CO2HCO3-+H+=H2O+CO2问题2：碳酸氢钠与稀盐酸反应为什么比碳酸钠与稀盐酸反应剧烈得多？探究实验Ⅱ：先用两支试管分别取相同体积相同浓度的碳酸钠溶液和碳酸氢钠溶液，然后向试管中分别逐滴加入相同浓度的稀盐酸，边滴边振荡。观察其现象。现象：碳酸钠溶液中刚开始滴加稀盐酸时没有气泡产生，随稀盐酸滴入量的增加才产生气泡。碳酸氢钠溶液中滴入稀盐酸立即产生大量气泡。问题2：碳酸氢钠与稀盐酸反应为什么比碳酸钠与稀盐酸反应剧烈得多？演示微观机理：反应原理（化学方程式）：NaHCO3+HCl=NaCl+H2O+CO2Na2CO3+HCl=NaCl+NaHCO3问题4:如果要同时判断碳酸钠和碳酸氢钠的稳定性强弱，请问如何设计一整套实验装置进行验证?2、热稳定性2、热稳定性问题4:如果要同时判断碳酸钠和碳酸氢钠的稳定性强弱，请问如何设计一整套实验装置进行验证?现象：小试管内有水珠，导管口有气泡，烧杯中的溶液由无色变浑浊，最后又变澄清。与大试管相连的导管口有少量的气泡，烧杯中的溶液无变化。2、热稳定性结论：碳酸钠比碳酸氢钠更稳定。问题4:如果要同时判断碳酸钠和碳酸氢钠的稳定性强弱，请问如何设计一整套实验装置进行验证?为什么与小试管连接的烧杯中的溶液由无色变浑浊，最后又变澄清？试用化学方程式解释其原因。CO2+Ca（OH）2=CaCO3+H2OCaCO3+CO2+H2O=Ca（HCO3）2结论：NaHCO3受热易分解，即具有不稳定性。2NaHCO3=Na2CO3+H2O+CO2问题3：碳酸钠与碳酸氢钠在什么条件下可以相互转化。Na2CO3NaHCO3向溶液中通入过量CO2加热或加适量NaOHNa2CO3+CO2+H2O=2NaHCO3或NaHCO3+NaOH=Na2CO3+H2O2NaHCO3=NaCO3+H2O+CO2化学方程式：问题4：碳酸钠和碳酸氢钠除能与酸反应外还具有哪些化学性质？能与碱反应能与盐反应3、与碱反应Na2CO3NaHCO3Na2CO3+Ca(OH)2=CaCO3+2NaOHCO32-+Ca2+=CaCO3能与所有可溶碱反应生成碳酸正盐和水NaHCO3+NaOH=Na2CO3+H2OHCO3-+OH-=CO32-+H2O易与Ba2+、Ca2+的碱反应生成碳酸盐沉淀和NaOH4、与盐反应Na2CO3NaHCO3Na2CO3+CaCl2=CaCO3+2NaCl与可溶性的钙盐、钡盐反应生成沉淀CO32-+Ca2+=CaCO3可与NaHSO4反应用途制玻璃、制皂、造纸、纺织等Na2CO3中国古代造纸流程发酵剂、制药、灭火剂等NaHCO3五、小结碳酸钠与碳酸氢钠一、物理性质二、化学性质与酸反应与碱反应与盐反应热稳定性三、相互转化四、用途Na2CO3+2HCl=2NaCl+H2O+CO2NaHCO3+HCl=NaCl+H2O+CO22NaHCO3=NaCO3+H2O+CO2Na2CO3NaHCO3课堂训练习题一有一包白色碳酸钠粉末，如何证明里面是否混有碳酸氢钠？如果有碳酸氢钠，如何除去？加热，产生气体，而且气体能使澄清石灰水变混浊则证明碳酸钠粉末中含有碳酸氢钠。加热直到没有气体放出，碳酸氢钠就已除尽。习题二有两瓶无色溶液，分别是稀盐酸(a)和碳酸钠(b)溶液，不用任何试剂，如何鉴别这两种溶液？CO32-+H+=HCO3-HCO3-+H+=H2O+CO2CO32-+2H+=H2O+CO2a滴入b：b滴入a：刚开始没有气泡，随a滴入量的增加才产生气泡。一滴入就有气泡产生习题三有一瓶无色的碳酸氢钠溶液，如何证明碳酸氢钠溶液中是否混有碳酸钠？加入可溶性的钙盐和钡盐，生成白色的沉淀。【课后巩固】1、下列物质互为同素异形体的是（）A.SO2、SO3B.S2、S6C.H2O、H2O2D.红磷、白磷2、石墨炸弹爆炸时能在方圆几百米范围内撒下大量石墨纤维，造成输电线、电厂设备损坏。这是由于石墨（）A.有放射性B.易燃、易爆C.能导电D.有剧毒BDC3、除去碳酸钠固体中含有的少量碳酸氢钠的方法（）A、加热B、加入生石灰并加热C、将固体配成溶液并通入CO2D、加入盐酸4、欲除去碳酸氢钠溶液中少量的碳酸钠，适宜加入的物质是（）A、Ca(OH)2B、Ca(HCO3)2C、盐酸D、CO2ADA5．下列关于Na2CO3和NaHCO3的说法正确的是()A．Na2CO3比NaHCO3更易溶于水B．NaHCO3比Na2CO3稳定C．石灰水能和Na2CO3反应，不能与NaHCO3反应D．等物质的量的Na2CO3和NaHCO3与足量盐酸反应，消耗盐酸的物质的量之比为1∶26、可以肯定溶液中存在大量CO2－3的理由是()A．加入AgNO3溶液，有白色沉淀产生B．加入盐酸有无色无味的气体放出C．加入Ba(OH)2溶液，有白色沉淀产生D．加入BaCl2溶液，产生白色沉淀，再加入硝酸，沉淀全部溶解，产生一种无色无味的气体，该气体能使澄清石灰水变浑浊D答案：D与Ag＋反应产生白色沉淀的阴离子除CO2－3外还有其他离子，故A项不符合题意；HCO－3干扰CO2－3的检验，B、C项不符合题意；加入BaCl2溶液产生白色沉淀排除HCO－3，加HNO3溶解时产生CO2气体，说明溶液中一定含有CO2－3。7．下列反应的离子方程式中，正确的是()A．Na2CO3溶液与Ba(OH)2溶液反应：CO2－3＋Ba2＋===BaCO3↓B．NaOH溶液与Ca(HCO3)2溶液反应：HCO－3＋OH－===CO2－3＋H2OC．NaHCO3溶液与盐酸反应：CO2－3＋2H＋===CO2↑＋H2OD．NaHCO3溶液与CaCl2溶液反应：CO2－3＋Ca2＋===CaCO3↓A答案：A解析：A项正确；B项2NaOH＋Ca(HCO3)2===CaCO3↓＋Na2CO3＋2H2O，离子方程式为：2OH－＋Ca2＋＋2HCO－3===CaCO3↓＋CO2－3＋2H2O；C项应为HCO－3＋H＋===CO2↑＋H2O；D项NaHCO3与CaCl2不反应。8、为证明有关物质的性质，某学生设计了下图所示的装置。当打开活塞C，使液体A与搁板H上的固体B相遇时，即有气体产生，并发现D中的蜡烛慢慢熄灭；关闭C打开E时，则看到G中的蜡烛燃烧更亮。请写出该生在装置中有关仪器内盛放的物质:ABF;用化学方程式表示上述实验中发生的有关反应。2Na2O2+2CO2==2Na2CO3+O2讨论：如何鉴别碳酸钠、碳酸氢钠和氯化钠固体。１、用三支小试管分别取少量的碳酸钠、碳酸氢钠和氯化钠固体，加热。如果有使澄清石灰水变浑浊的气体产生，则为碳酸氢钠。再向另外两支试管中加入稀盐酸。有气体产生则为碳酸钠。无现象的为氯化钠。２、用三支小试管分别取少量的碳酸钠、碳酸氢钠和氯化钠固体，加少量的水配成溶液。然后逐滴加入稀盐酸，反应剧烈者为碳酸氢钠，刚滴入稀盐酸时无气体产生，随滴入量的增加才有气体产生则为碳酸钠，无现象者为氯化钠。