《多种多样的碳单质 广泛存在的含碳化合物课件》由会员分享，可在线阅读，更多相关《多种多样的碳单质 广泛存在的含碳化合物课件（50页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第3章 自然界中的元素 第1节 碳的多样性,探究诱思,1.结合所学的物质分析并完成下列问题： （1）同一种元素构成的物质一定是纯净物吗？ 提示：同一种元素可能形成多种同素异形体，多种单质形成混合物。 （2）组成元素相同的物质一定是同素异形体吗？ 提示：不一定，同素异形体研究的对象是单质，如CO、CO2虽然其组成元素相同，但它们不是单质，故不是同素异形体。金刚石和石墨组成的混合物只由碳元素组成，与C60也不能互称同素异形体。,2.已知石墨在一定条件下可以转化为金刚石，试分析二者转化是物理变化还是化学变化？ 提示:判断是物理变化还是化学变化的主要依据是看是否有新物质生成，金刚石和石墨的转化有新物质
2、生成，所以是化学变化。,【例1】 下列叙述中，正确的是 A.由碳元素的单质组成的物质一定是纯净物 B.金刚石和石墨具有相似的化学性质 C.金刚石转化为石墨，有单质生成，该反应属于氧化还原反应 D.C60是新发现的一种碳的化合物,【解答】选B。 由碳元素的单质组成的物质不一定为纯净物，也可能为混合物，如石墨、金刚石、C60混合，A排除。金刚石和石墨中的碳原子排列方式不同，因此其物理性质不同，化学性质相似，B选项正确。同素异形体之间的转化，虽然有单质生成,但碳元素的化合价未发生变化，故不属于氧化还原反应，排除C选项。C60属于单质而不是化合物，D排除。,【互动探究】若将B项中“化学性质”改为“物理
3、性质”，该选项对吗？ 提示：错误。同素异形体有相似的化学性质，但物理性质差别很大，如金刚石硬度大，不导电，石墨质软，能导电。,1.构成同素异形体的三个要素 （1）必须由同一种元素构成； （2）必须是单质； （3）必须具有不同的结构。 2.构成同素异形体的两种形式 （1）单质中原子的排列方式不同，如金刚石、石墨； （2）单质中原子数目不同（如O2和O3）。,1.在有HCO3-存在时，如何检验溶液中是否含CO32-？ 提示：加入CaCl2或BaCl2溶液，若产生沉淀，过滤，洗涤沉淀后，向沉淀中加稀盐酸，若产生无色无味且能使澄清石灰水变浑浊的气体，则原溶液中含CO32-；若加入CaCl2溶液或BaC
4、l2溶液不产生沉淀，则原溶液中不含CO32-。,2.在有CO32-存在时，如何检验溶液中是否含HCO3-？ 提示：应先加入足量的CaCl2溶液或BaCl2溶液，静置后取上层清液，然后再向清液中滴加稀盐酸，看是否产生无色无味且能使澄清石灰水变浑浊的气体,若产生,则原溶液中含HCO3-,若不产生,则原溶液中不含HCO3-。,【例2】下列说法中正确的是（ ） A.相同温度下，Na2CO3比NaHCO3难溶于水 B.Na2CO3比NaHCO3的稳定性强 C.CaCl2既能与Na2CO3反应，又能与NaHCO3反应 D.与足量盐酸反应要得到相同质量的CO2，用NaHCO3比Na2CO3的质量多,【解答】
5、选B。 一般情况下，碳酸盐的溶解性比碳酸氢盐的小，但Na2CO3和NaHCO3是特例，Na2CO3的溶解性比NaHCO3的大，故A错；Na2CO3受热不易分解，NaHCO3受热分解为Na2CO3、H2O和CO2，故B正确；CaCl2只与Na2CO3反应，不能和NaHCO3反应，故C错误；制取相同质量的CO2，假设制取44 g CO2，在盐酸足量的情况下，需NaHCO3 84 g，需Na2CO3 106 g，故D错误。,【互动探究】C选项中如果CaCl2换成澄清石灰水，该选项正确吗？ 提示：正确。Ca(OH)2既能与Na2CO3反应，又能和NaHCO3反应。在和NaHCO3反应时，OH-和HCO
6、3-先反应转化为CO32-和H2O，CO32-和Ca2+再反应产生沉淀。,【变式训练】纯碱和小苏打是厨房中两种常见的用品，它们都是白色固体。下列区分这两种物质的方法正确的是( ) A.分别用炒锅加热两种样品，全部分解挥发，没有残留物的是小苏打 B.放入水中，能溶于水的为小苏打 C.等质量的碳酸钠和碳酸氢钠分别与足量的盐酸反应，前者产生二氧化碳少 D.先将两样品配成溶液，再分别加入石灰水，无白色沉淀生成的是小苏打,【解析】选C。 NaHCO3分解后生成Na2CO3，也有残留物，A错。Na2CO3和NaHCO3均能溶于水且均能与Ca（OH）2反应生成沉淀，B、D均错。,1.溶解性：若碳酸盐溶解度较
7、大，则其对应的碳酸氢盐的溶解度小，如：Na2CO3NaHCO3，若碳酸盐溶解度较小，则其对应的碳酸氢盐的溶解度较大，如：CaCO3Ca(HCO3)2。 2.稳定性：难溶性的碳酸盐，及其对应的碳酸氢盐受热易分解；可溶性的碳酸盐较稳定，受热难分解，其对应的碳酸氢盐受热易分解。,3.NaHCO3和Ca(OH)2反应的产物与反应物的用量有关： （1）2NaHCO3+ Ca(OH)2 = Na2CO3 + CaCO3+ 2H2O 少量的Ca（OH）2 （2）NaHCO3+ Ca(OH)2 = NaOH + CaCO3+ H2O 过量的Ca（OH）2,Na2CO3、NaHCO3的鉴别除杂。 【示例】某学校
8、的实验室有一瓶碳酸氢钠，由于放置时间过久，不知是否变质。请你利用所学过的知识，设计一个简单的实验，确定这瓶碳酸氢钠是否变质。你设计的实验方案：_。 【解析】NaHCO3易分解，如果NaHCO3中含有Na2CO3，说明NaHCO3已变质。鉴别NaHCO3中是否含有Na2CO3可用CaCl2溶液。若NaHCO3完全变质，就会全部生成Na2CO3。 答案：取固体少量，加入试管中，加水配成溶液后滴加CaCl2溶液，有白色沉淀生成，说明NaHCO3已变质，若无白色沉淀生成，说明NaHCO3没有变质,整合突破,探究: 1.如果该药品已变质，如何鉴别是否完全变质？ 提示：称取一定量的药品，加热至质量不变化为
9、止，若加热前后称得的质量相同，则完全变质；若不同，则部分变质。 2.如果该药品只有少部分变质，如何除去杂质？ 提示：将药品溶于水，通入足量的CO2，蒸发结晶。,1.金刚石、石墨、C60性质有所不同，是由于( ) A.构成原子不同 B.原子的排列方式不同 C.具有不同的几何外形 D.硬度不同 【解析】选B。金刚石、石墨、C60三者是碳元素的同素异形体，构成原子的种类完全相同，只是其内部碳原子排列方式不同，才导致它们结构不同，进而性质不同。,达标训练,2.(2011年潍坊高一检测)能用H+OH- = H2O来表示的化学反应是( ) A.Cu(OH)2和稀硫酸反应 B.NaOH溶液和HNO3溶液反应
10、 C.KOH溶液和NaHCO3溶液反应 D.Ba(OH)2溶液和稀硫酸反应 【解析】选B。A选项的离子方程式为Cu(OH)2+2H+ = Cu2+2H2O,B选项的离子方程式为H+OH- = H2O,C选项的离子方程式为OH-+HCO3- = CO32-+H2O,D选项的离子方程式为Ba2+2OH-+2H+SO42- = BaSO4+2H2O。因此选B。,3.20世纪80年代后，人们发现和证实碳的另一类单质，它们是由一系列偶数个碳原子组成的分子，其中C60（足球烯，分子中含有30个双键）最具代表性。下图所示为n个C60连接而成的物质X。下列有关说法不正确的是( ) A.X难溶于水 B.X的熔点
11、比金刚石高 C.X是碳的一种同素异形体 D.X的摩尔质量为720n g/mol 【解析】选B。X的熔点比金刚石低。,4.有关Na2CO3和NaHCO3的叙述中正确的是( ) A.相同质量的Na2CO3 和NaHCO3与足量盐酸作用时，产生的气体质量相同 B.NaHCO3比Na2CO3热稳定性强 C.Na2CO3和NaHCO3均可与澄清石灰水反应 D.Na2CO3和NaHCO3均可与NaOH溶液反应,【解析】选C。 相同质量的Na2CO3和NaHCO3含有的碳原子的物质的量不同，二者与足量的盐酸反应，碳原子全部转化到二氧化碳中，根据碳原子守恒，产生的二氧化碳的质量不同，因此A选项错误；NaHCO
12、3受热易分解而Na2CO3受热不分解，因此后者热稳定性强，B选项错误；二者都能够与澄清石灰水反应生成白色沉淀碳酸钙，因此C选项正确；碳酸氢钠与氢氧化钠溶液反应，而碳酸钠不与氢氧化钠溶液反应，因此D选项错误。,5.（2011年佛山高一检测）碳酸钠和碳酸氢钠是生活中常见的物质。请回答下列问题。 （1）碳酸钠俗称_，其水溶液呈_（填“酸”、“碱”或“中”）性。等物质的量的碳酸钠和碳酸氢钠与足量等浓度盐酸反应时，反应的剧烈程度，前者_后者（填“”、“”、“”或“”）。 （2）碳酸氢钠俗称_，可治疗胃酸过多，反应的离子方程式为_。 （3）除去碳酸钠固体中碳酸氢钠的反应的化学方程式为 _。,【解析】碳酸钠
13、俗称苏打或纯碱，碳酸氢钠俗称小苏打，二者的水溶液均呈碱性；碳酸钠与盐酸反应的实质是先发生CO32-+H+ = HCO3-,再发生HCO3-+H+ = CO2+ H2O，因此碳酸氢钠与盐酸反应更剧烈；等物质的量的碳酸钠与碳酸氢钠二者的碳原子的物质的量相等，根据碳原子守恒，二者与足量的盐酸反应产生的二氧化碳的物质的量相同；碳酸钠受热不分解，碳酸氢钠受热分解，因此可用加热的方法除去碳酸钠固体中的碳酸氢钠。,答案：（1）苏打或纯碱 碱 = （2）小苏打 HCO3-+H+ = H2O+CO2 （3）2NaHCO3 Na2CO3+CO2+H2O,一、选择题（本题包括6小题） 1.石墨炸弹爆炸时能在方圆几百
14、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.具有放射性 B.易燃、易爆 C.能导电 D.质软 【解析】选C。 石墨纤维有导电性，引起电线短路。,课后巩固,2.下列关于金刚石和石墨的说法中，不正确的是( ) A.它们都是由碳元素组成的单质 B.它们都是电的良导体 C.金刚石质硬，石墨质软 D.它们里面的碳原子排列不同 【解析】选B。 金刚石和石墨均是由碳元素组成的单质，金刚石中碳原子以强的相互作用形成正四面体结构，质硬不导电，石墨中碳原子呈层状结构，碳原子以强的相互作用形成平面六边形结构，能导电、质软。,3.（2011年东营高一检测）澳大利亚研究人员最近开发出被称
15、为第五形态的单质碳，这种新的碳结构称做“纳米泡沫”，它外形类似海绵，比重极小，并具有磁性。纳米泡沫与金刚石的关系是( ) A.同一种物质 B.原子排列相同 C.同素异形体 D.在O2中充分燃烧都得不到CO2 【解析】选C。 纳米泡沫也是一种单质碳，且原子排列与金刚石不同，不是同一种物质，二者是同素异形体，在O2中充分燃烧都得到CO2。,4.为除去括号内的杂质，所选用的试剂或方法不正确的是 ( ) A.CO2（CO），将混合气体通过灼热的氧化铜 B.NaHCO3溶液（Na2CO3），向溶液中通入过量的CO2气体 C.CO2（HCl），将气体依次通过Na2CO3溶液和浓硫酸中 D.H2（HCl），
16、将气体通入碱石灰中 【解析】选C。 CO2也能和Na2CO3反应，所以应改为饱和NaHCO3溶液。,5.可以肯定溶液中大量存在CO32-的理由是( ) A.加入AgNO3溶液有白色沉淀产生 B.加入稀盐酸有无色无味气体产生 C.加入BaCl2溶液时有白色沉淀产生，再加稀盐酸沉淀溶 解，产生可使澄清石灰水变浑浊的无色无味气体 D.加入Ba(OH)2溶液有白色沉淀产生，再加稀盐酸沉淀溶解，产生可使澄清石灰水变浑浊的无色无味气体,【解析】选C。 A项溶液中若有Cl-，同样会产生AgCl白色沉淀；B、D项中会有HCO3-的干扰，B中反应为：HCO3-+H+ = CO2+H2O；D中的反应为Ba2+OH-+HCO3- = BaCO3+ H2O，BaCO3+2H+ = Ba2+CO2+H2O，同
