高一化学 碳的多样性课件鲁科版必修1

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1、第第3 3章章自然界中的元素自然界中的元素本章框架：本章框架： 碳的多样性碳的多样性 氮的循环氮的循环 硫的转化硫的转化海水中的化学海水中的化学 元素元素 碳碳 氮氮 硫硫镁镁溴溴碘碘碳碳单单质质、一一氧氧化化碳碳、二二氧氧化化碳碳、碳碳酸酸钠钠、碳碳酸酸氢氢钠、碳酸氢钙钠、碳酸氢钙硫单质、二氧化硫单质、二氧化硫、硫酸硫、硫酸金属镁、溴单质、金属镁、溴单质、碘单质碘单质氮气、氨气、一氮气、氨气、一氧化氮、二氧化氧化氮、二氧化氮、铵盐、硝酸氮、铵盐、硝酸自然界中自然界中的元素的元素物质物质元素元素第第1 1节节 碳的多样性1.1.通通过过介介绍绍各各种种碳碳单单质质，使使学学生生了了解解同同素素

2、异异形形体体的的概概念念，知知道道碳碳有有三三种种同同素素异异形形体体，它它们们的的物物理理性性质质有有较较大大的的差差别别，导导致致物物理性质相异的主要原因是碳原子的排列不同。理性质相异的主要原因是碳原子的排列不同。2.2.知知道道含含碳碳元元素素的的化化合合物物种种类类巨巨大大，一一般般分分为为无无机机含含碳碳化化合合物物与与有有机机含含碳碳化化合合物物两两大大类类。通通过过活活动动探探究究认认识识碳碳酸酸钠钠和和碳碳酸酸氢氢钠的重要性质，初步体会它们性质的差异。钠的重要性质，初步体会它们性质的差异。3.3.根根据据生生产产、生生活活中中碳碳元元素素转转化化实实例例，了了解解碳碳单单质质、

3、一一氧氧化化碳碳、二二氧氧化化碳碳、碳碳酸酸盐盐、碳碳酸酸氢氢盐盐之之间间的的相相互互转转化化，进进一一步步了了解解它它们们的的性性质质。使使学学生生能能够够解解释释与与含含碳碳物物质质有有关关的的现现象象和和解解决决简简单单的的问问题题，如如水水垢垢的的形形成成与与消消除除，煤煤燃燃烧烧的的现现象象的的原原理理等等，体体会会化学在人类生产、生活中的应用，激发学生学习化学的情趣。化学在人类生产、生活中的应用，激发学生学习化学的情趣。本节教材的教学目标本节教材的教学目标本节教材的重点难点本节教材的重点难点知识：知识：碳元素之间的相互转化，碳酸钠与碳酸氢钠的性质。碳元素之间的相互转化，碳酸钠与碳酸

4、氢钠的性质。方法：方法：应应用用各各类类物物质质之之间间的的反反应应关关系系和和氧氧化化还还原原反反应应的的知知识识，探探讨讨物物质质的的性性质质，以以及及含含有有相相同同元元素素的的物物质质之之间间的转化。的转化。 教材框架教材框架活动探究活动探究活动探究活动探究交流研讨交流研讨方解石方解石珊瑚珊瑚CaCO3CCaCO3金刚石金刚石C煤煤C1 1、这些物质都含有什么元素，以什么形态存在？、这些物质都含有什么元素，以什么形态存在？2 2、你身边还有什么物质含有这种元素？、你身边还有什么物质含有这种元素？一、多种多样的碳单质一、多种多样的碳单质石石 墨墨 深灰色、硬度深灰色、硬度小、不透明、易小

5、、不透明、易导电的导电的片状固体，片状固体，熔点极高熔点极高。金刚石金刚石 金刚石是硬度金刚石是硬度最大，熔点最高的单质，最大，熔点最高的单质，无色透明的晶体，无色透明的晶体，无自无自由电子，不导电。由电子，不导电。C60灰黑色的固体灰黑色的固体, ,不导电，又名不导电，又名富勒烯富勒烯 由由同一种元素同一种元素组成的组成的性质不同性质不同的的几种几种单质单质，叫做该元素的，叫做该元素的同素异同素异形体形体（allotrope)金刚石、石墨、和金刚石、石墨、和C60 是碳元素的同素异形体。是碳元素的同素异形体。氧气和氧气和 O3 是氧元素的同素异形体是氧元素的同素异形体为什么同是碳元素能组成不

6、同的碳单质为什么同是碳元素能组成不同的碳单质？335pm核间距142pm结论：结论：碳原子的碳原子的排列方式排列方式不同不同K3C60由球碳可以合成出由球碳可以合成出品种繁多的各种化品种繁多的各种化合物合物大理石大理石溶洞溶洞二、广泛存在的含碳化合物二、广泛存在的含碳化合物含碳化合物含碳化合物无机化合物无机化合物有机化合物有机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根据学过的碳酸钙的性质预测碳酸钠和碳酸氢钠的性质性质1、碳酸钠可能与哪些物质反应？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？碳酸氢钠可能与哪些物质反应？活动探究活动探究Na2CO3NaHCO3俗俗 名名结晶

7、水合物结晶水合物纯碱或苏打纯碱或苏打小苏打小苏打Na2CO3.10H2O颜色状态颜色状态溶解性（比较）溶解性（比较）白色粉末白色粉末白色晶体白色晶体碳酸钠比碳酸氢钠易溶于水碳酸钠比碳酸氢钠易溶于水物物 理理 性性 质质化化 学学 性性 质质与酸反应与碱反应与盐反应对热稳定性与与 酸酸 反反 应应Na2CO3Na2CO3+2HCl=2NaCl+ H2O+CO2CO32 -+2H+= H2O + CO2NaHCO3NaHCO3+HCl=NaCl+ H2O + CO2HCO3-+ H+=H2O+CO2 结论：结论： 碳酸钠和碳酸氢钠都易与酸反应，但是碳酸钠和碳酸氢钠都易与酸反应，但是碳酸氢钠碳酸氢钠

8、与酸反应与酸反应比碳酸钠比碳酸钠更剧烈更剧烈。为什么？反应原理（离子方程式）：反应原理（离子方程式）：Na2CO3： CO32 - + H+ = HCO3 -NaHCO3：HCO3 - + H += H2O + CO2HCO3 - + H += H2O + CO2Na2CO3NaHCO3 Na2CO3+Ca(OH)2=CaCO3 +2NaOHCO32 -+Ca2+=CaCO3能与所有可溶碱反应生成碳酸正盐和水能与所有可溶碱反应生成碳酸正盐和水NaHCO3+NaOH=Na2CO3+H2OHCO3-+OH -=CO32-+H2O 易与易与Ba2+、Ca2+的碱的碱反应生成反应生成碳酸碳酸盐盐沉淀和

9、沉淀和NaOH 思考：思考： NaHCO3与与Ca(OH)2是否反应？若反应，反应是否反应？若反应，反应用量不同，离子方程式是否相同？用量不同，离子方程式是否相同？与与 盐盐 反反 应应Na2CO3NaHCO3 Na2CO3+CaCl2=CaCO3 +2NaCl与可溶性的钙盐、钡盐反应生成沉淀与可溶性的钙盐、钡盐反应生成沉淀CO32-+Ca2+=CaCO3可与可与NaHSO4反应反应热热 稳稳 定定 性性Na2CO3NaHCO32NaHCO3= NaCO3+H2O+CO2结论：结论： 加热时，碳酸钠不分解，而碳酸氢钠则分解。加热时，碳酸钠不分解，而碳酸氢钠则分解。即：即：碳酸钠比碳酸氢钠更稳定

10、。碳酸钠比碳酸氢钠更稳定。碳酸钠受热不分解碳酸钠受热不分解 所以可以利用它们对热的稳定性来鉴别它们。所以可以利用它们对热的稳定性来鉴别它们。1 1、如何鉴别碳酸钠和碳酸氢钠、如何鉴别碳酸钠和碳酸氢钠2 2、如何除去碳酸氢钠中的碳酸钠、如何除去碳酸氢钠中的碳酸钠3 3、如何除去碳酸钠中的碳酸氢钠、如何除去碳酸钠中的碳酸氢钠 分别取少量固体加热，能产生使澄清石分别取少量固体加热，能产生使澄清石灰水变浑浊的气体的为碳酸氢钠灰水变浑浊的气体的为碳酸氢钠在混合物溶液中通入足量的二氧化碳在混合物溶液中通入足量的二氧化碳加热固体混合物至质量不再改变加热固体混合物至质量不再改变用用 途途制玻璃、制玻璃、制皂、

11、制皂、造纸、造纸、纺织等纺织等 Na2CO3中国古代造纸流程中国古代造纸流程发酵剂、发酵剂、制药、制药、灭灭火剂等火剂等NaHCO3纳纳 米米 玻玻 璃璃日前，美国两大玻璃制造商皮尔金顿和PPG分别宣布，他们利用纳米技术纳米技术研制成功了新型的“自净玻璃自净玻璃”。新型玻璃会自动“洗脸”、“美容”，保持明净。这种玻璃的神奇之处全在于它穿上了40纳米厚的二氧化钛“外套”，相当于头发丝粗细的1/1500。自净玻璃上的纳米膜与太阳光线中的紫外线反应，会产生双重作用：其一是催化作用催化作用，即可以使可见光中的远紫外线分解落在玻璃上的有机物，使有机污物化为乌有；其二它能使玻璃表面变成亲水性成亲水性的，能

12、把雨点或雾气变成一个薄层而使玻璃表面湿润，并洗掉玻璃表面的脏物。通常，这个涂层被光照“充电”5日后，夜间也能工作。在自洁的同时，这种纳米涂层还能不断分解甲醛、苯、氨气等甲醛、苯、氨气等有害气体有害气体，杀灭室内空气中的各种细菌和病毒细菌和病毒，有效地净化空气，减少污染。不过生产商承认，如果消费者所住的地区灰尘和油污极重，这种玻璃的效果可能不尽如人意。但对除去普通灰尘，纳米自净玻璃得心应手。鉴于其巨大的市场需求，目前美国、爱尔兰、英国等国家已经开始批量生产这种新产品。 候德榜，著名化工专家。 古代古代，人们从草木灰中提取碳酸钾，后来又从盐碱地和盐湖等天然资源中获取碳酸钠，但量太小。 186218

13、62年年，比利时人索尔维以食盐、氨、二氧化碳食盐、氨、二氧化碳原料发明的制碱法，即索尔维制碱法。该法实现了连续化生产，食盐利用率得到提高，使纯碱价格大大降低，并且产品质量纯净，故被称纯碱。 候氏制碱法候氏制碱法，对上述方法做了较大的改进，此法的最大特点是不从固体碳酸氢铵(NH4HCO3)，而是由盐卤先吸收氨后再碳酸化以进行连续生产，此法的原理是：低温下用氨饱和的饱和食盐水通入二氧化碳（CO2）可析出碳酸氢钠(NaHCO3)，此时母液中Na+减少而Cl-相对多，此时再加入细盐末，因同离子效应，低温氯化铵（NH4Cl）溶解度突然降低，而食盐(NaCl)的溶解度变化不大，所以氯化铵（NH4Cl）析出

14、而食盐不析出，再用氨饱和后通二氧化碳（CO2），结果往返析出NaHCO3和NH4Cl，其中氨由氮与水中的氢化合制成，CO2是提取氢气和氮气的半水煤气之副产品，这样巧妙的把氮气工业和制碱工业联合起来，故候氏制碱法又称联合制碱法候氏制碱法又称联合制碱法。该法生产的碱质量优良，纯白如雪，在1926年获美国费城“万国博万国博览会金质奖章览会金质奖章”。侯侯 氏氏 制制 碱碱 法法习 题 一 有一包白色碳酸钠粉末，如何证明里面是否混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？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加热，产生气

15、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。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。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，分别是稀盐酸有两瓶无色溶液，分别是稀盐酸(a)(a)和碳酸钠和碳酸钠(b)(b)溶液，溶液，不用任何试剂，如何鉴别这两种溶液？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滴入滴入b：b滴入滴入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？溶液中是否混有碳酸钠？ 加入可溶性的钙盐和钡盐，生成白色加入可溶性的钙盐和钡盐，生成白色的沉淀。的沉淀。