碳的多样性
高一化学知识点总结必修一3.1碳的多样性.
3.1 碳的多样性一、多种多样的碳单质:1.同素异形体由同一种元素组成的性质不同的几种单质,如氧元素的同素异形体有氧气和臭氧,碳元素的同素异形体有石墨、金刚石、 C 60等。
2.碳的同素异形体注意事项:经常采用燃烧的办法来验证金刚石和石墨均由碳元素组成二、广泛存在的含碳化合物- 1 -- 2 -三、碳的化合物Na 2CO 3和 NaHCO 3性质的比较注意事项:Na 2CO 3溶液与盐酸作用时,滴加顺序不同,实验现象可能会有所不同,产生的 CO 2的量也可能不同(1把 Na 2CO 3溶液逐滴滴到盐酸中,开始时盐酸就已经相对过量,则发生反应:Na 2CO 3+2HCl===2NaCl+CO2↑ +H2O ,即一滴加就有 CO 2气体产生(2把盐酸逐滴滴到 Na 2CO 3中, 开始时 Na 2CO 3相对过量, 则发生反应 Na 2CO 3+ HCl=== NaHCO 3+CO2↑,继续滴加盐酸时,才发生反应 NaHCO 3+HCl=== NaCl+CO2↑,即一开始没有 CO 2气体,后来才有气体放出四、碳及其化合物间的转化1.自然界中的转化形式(1 自然界中 CO 2的产生和消耗⎪⎪⎪⎪⎪化石燃料燃烧—动物遗体分解—火山喷发—动植物呼吸—――→ 产生大气的CO2――→ 消耗⎪⎪⎪⎪—光合作用—溶解(2溶洞及钟乳石、石笋的形成 :A 、溶洞形成的化学方程式为 :CaCO3+CO2+H2O===Ca(HCO 3 2B 、钟乳石、石笋形成的化学方程式为: Ca (HCO 3 2===CaCO3+CO2↑ +H2O2、生产和生活中碳及其化合物间的转化(1高炉炼铁A 、原料:焦炭和铁矿石 (主要包括赤铁矿和磁铁矿。
B 、过程 (实际起还原作用的是 CO① CO的产生 :②铁矿石被还原(2木炭燃烧 (用化学方程式表示(3 水垢A 、主要成分:CaCO 3和 Mg(OH2B 、形成过程:Ca (HCO 3 2 ===CaCO3+CO2↑ +H2O(4 碳在无机物和有机物间的转化1828年, 德国化学家维勒用无机物氰酸铵 (NH4CNO 首次合成了有机物尿素[分子式为 CO(NH2 2], 开创了以含碳无机化合物合成有机化合物的先河。
碳的多样性
【预习检测】 预习检测】
写出下列反应的化学方程 式，是离子反应的 写出离子方程式 1. CO2通入澄清石灰水至过量 2. 将NaHCO3溶液与稀盐酸混合 3. 向Na2CO3溶液中逐滴滴入稀盐酸至过量 4. 向NaHCO3溶液中加入 溶液中加入NaOH溶液 溶液 5. NaHCO3固体受热分解 6. CO与Fe2O3反应 与
7.溶洞及石笋、钟乳石的形成 溶洞及石笋、 溶洞及石笋 CaCO3+H2O+CO2==Ca(HCO3)2 水滴石穿 Ca(HCO3)2 == CaCO3↓+H2O+CO2↑ 滴水成石 8.锅炉水垢的产生 锅炉水垢的产生 Ca(HCO3)2 === CaCO3↓+CO2↑ +H2O 9.预习自测 预习自测4 预习自测 CaCl2 、BaCl2与CO2不发生反应
A
⑵通入足量CO2 通入足量 ⑶加入适量盐酸 ⑷加入适量Ca(OH)2 溶液 加入适量
探究点三： 探究点三：Na2CO3、NaHCO3的鉴别
【例3】 】 能用Ca(OH)2溶液或Ba(OH)2溶液鉴别 ⑴能用 溶液或 Na2CO3、NaHCO3溶液吗？为什么？ 溶液吗？为什么？ 因为Na 不能 因为 2CO3、NaHCO3与Ca(OH)2溶 液或Ba(OH)2溶液都发生反应，产生白色沉 溶液都发生反应， 液或 淀 ⑵有两瓶无色溶液，分别为稀盐酸和Na2CO3溶 有两瓶无色溶液，分别为稀盐酸和 不用任何试剂能鉴别吗？如何鉴别？ 液，不用任何试剂能鉴别吗？如何鉴别？写出 反应的化学方程式。 反应的化学方程式。 ⑴能鉴别 采用互相滴加的方法：滴加顺序不同， ⑵采用互相滴加的方法：滴加顺序不同，现 象不同，化学方程式不同。 象不同，化学方程式不同。
【练习3】 练习 】 【练习4】 练习 】
3.1 碳的多样性
第一节碳的多样性一、多种多样的碳单质金刚石、石墨和C60 都是由碳元素组成的单质。
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，不导电。
C60：灰黑色的固体,不导电，又名足球烯阅读课本62－63页回答下列问题：1、三者的结构特点（简单了解碳原子的排列情况）；2、同素异形体的概念；3、碳的各种单质的物理性质相异的主要原因是什么？4、碳的各种单质化学性质是否相同？为什么？5、如何证明石墨、金刚石都是由碳元素组成？（介绍史实：1797年英国化学家钱南为了测出金刚石的成分，做了一个非常昂贵的实验。
他将金刚石放在密闭的、充满氧气的箱子里进行燃烧（箱子是纯金制的），结果却令人非常意外—箱子里的气体成分竟然是二氧化碳。
）6、了解C60、碳纳米管的相关知识。
[板书]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。
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。
小结：1、判断同素异形体的要素：（1）必须由同一元素组成（2）必须是单质（3）必须结构不同2、不同的同素异形体，物理性质不同，化学性质相似[过渡] 尽管碳元素有多种同素异形体，但它在自然界主要是以化合物的形式存在的。
[板书]二、广泛存在的含碳化合物[展示]看课本天然气、胡萝卜；大理石、方解石等一组图片[解释] 蛋白质、淀粉、天然气等有机化合物；CO2、碳酸盐等无机化合物。
下面，我们一起来探讨有着重要用途的两种含碳无机化合物——碳酸钠、碳酸氢钠。
[方法导引]根据学过的碳酸钙的化学性质预测碳酸钠和碳酸氢钠的化学性质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？碳酸钙的化学性质：1、与盐酸反应：2、受热分解：[活动探究] Na2CO3和 NaHCO3 的化学性质。
1、与酸反应2、与碱反应3、与盐反应4、受热分解<练习>：写出相关反应的离子反应方程式。
第1讲 碳的多样性
(2)CO
关a开b
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第1讲
碳的多样性
结束
－ － 2．解析：设 CO2 为 x mol ， HCO 3 3 为 y mol，则得到
x＋y＝0.8碳守恒 2x＋y＝1钠守恒
x＝0.2 解得 y＝0.6
－ － 故 n(CO2 ) ∶ n (HCO 3 3 )＝1∶3。
④CO2 对环境质量的影响——温室效应 。
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第1讲
碳的多样性
结束
(2)CO
①物理性质：无色无味气体，不溶于水，有毒。
②化学性质：
点燃 a．可燃性：2CO＋O2=====2CO2 (用点燃的方法除去 CO)
b．还原性：
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第1讲
碳的多样性
结束
1．判断下列描述的正误(正确的打“√”，错误的打“×”)。
(1)(2013· 广东高考)高温下用焦炭还原 SiO2 制取粗硅。
体。
( √ )
(2)(2013· 浙江高考 ) 碳有多种同素异形体，而氧不存在同素异形 ( × )
(3)金刚石、石墨、C60 互称为同分异构体。
(4)金刚石和石墨之间的转化属于物理变化。
(5)用点燃的方法除去 CO2 中混有的少量 CO。
可用数轴表示
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第1讲
碳的多样性
结束
1．实验室可用下图所示的装置将二氧化碳和一氧化碳进行分 离和干燥。已知 a、b 均为活塞，试回答： ( )
(1)甲瓶装的是________溶液，乙瓶装的是________，分液 漏斗装的是________； (2)当 CO2 与 CO 的混合气体通过该装置时，先分离得到的
碳的多样性
热稳定 性
无现象
物质 与酸反 应
碳酸钠Na 碳酸钠 2CO3
Na2CO3+2HCl=2NaCl+H2O+CO2 ↑
碳酸氢钠NaHCO3 碳酸氢钠
NaHCO3+HCl=NaCl+H2O+CO2↑
CO32-+2H+= CO2↑ + H2O
HCO3-+H+= CO2↑ +H2O
NaHCO3+NaOH= Na2CO3 +H2O
碳的多样性
碳元素转化的多样性
• 学生自主完成 学生自主完成P70的概括 • 整合 的概括
布 置
*
作
业
七、关于Na2CO3与NaHCO3混合物中各成份质 关于Na 量分数的计算。 量分数的计算。 〖例题 例题〗将某碳酸钠和碳酸氢钠的混合物 例题 2.74g 加热到质量不再变化时，剩余物 质量为 2.12g 。求： ⑴混合物中碳酸氢钠与碳酸钠的物质的量； ⑵将这种混合物与足量的稀盐酸反应可以 生成标准状况下的气体体积。
1、讨论提出假设； 2、探讨实验方案； 3、实验并做好记录。
碳酸钠Na 物质 碳酸钠 2CO3
与酸反 应 与NaOH 反应
与 Ca(OH)2
碳酸氢钠NaHCO3 碳酸氢钠
产生气泡 无明显现象 产生白色沉淀
产生白色沉淀
产生气泡既快又多 无明显现象 产生白色沉淀 无明显现象 分解产生CO2
与CaCl
2
活 动 * 探 究 模拟溶洞的“形成”
1、讨论溶洞形成的原因； 、讨论溶洞形成的原因； 2、设计模拟实验的方案； 、设计模拟实验的方案； 3、实施模拟实验； 、实施模拟实验； 4、完成 表格。 、完成P67表格。 表格
碳的多样性
①Na2CO3 + CO2 + H2O= 2NaHCO3 ②2NaHCO3= NaCO3+H2O+CO2 NaHCO3+NaOH=Na2CO3+H2O
20
或
问题2：（1）如何除去碳酸钠固体中的碳酸氢钠？
（2）如何除去碳酸氢钠溶液中的碳酸钠？ （1）加热固体混合物至质量不再改变
活动探究：碳酸钠和碳酸氢钠性质探究
［方法导引］：碳酸钠和碳酸钙都属于碳酸盐，你 已经知道碳酸钙的化学性质，碳酸钠和碳酸氢钠是否 具有类似的化学性质呢？
讨论提出假设 讨论实验方案 实验并做好记录 解释和结论
请根据所提供的实验药品和仪器设计实验方案验 证你的预测 实验药品：碳酸钠固体
碳酸氢钠固体 0.1moL/L碳 酸钠溶液 0.1moL/L 碳酸氢钠溶液 稀盐酸 CaCl2溶 液 NaOH溶液 澄清石灰水
为什么都是都碳原子构成的单质性质 差别如此之大？
金刚石
石 墨
C60
碳原子排列方式的不同
资料在线
碳纳米管具有优秀的力学 性能，其强度比钢大100 倍，但重量不及钢的1/6。
是一种绝好的纤维材料，它的性能优于当前的任何纤维， 它既有碳纤维固有的性质，又具有金属材料的导电导热性， 陶瓷材料的耐热抗腐蚀性，纺织纤维的柔软可编性，以及 高分子材料的轻度易加工性，是一种一材多能和一材多用的 材料。可望应用于材料领域的多个方面。
实验仪器：试管（若干支）、胶头滴管
16
实验过程
实验内容
在两只洁 净的试管 里分别加 入1mL碳 酸钠溶液 和1mL碳 酸氢钠溶 液，然后 同时往两 支试管中 滴加 ①稀盐酸 ②NaOH溶液
碳的多样性与有机化合物分类
碳的多样性与有机化合物分类在自然界中，碳是最为常见的元素之一，与生命息息相关，因其独特的性质和相对丰富的存在形式，更是成为人类活动中的重要工具和资源。
而有机化合物作为碳与其他元素组成的化合物，同样具有极大的多样性。
在此文章中，我们将会探讨碳的多样性以及有机化合物的分类。
一、碳的多样性碳的多样性主要体现在其构成方式上。
碳的四个电子外壳都能与其他元素形成化学键，可以形成单键、双键、三键，以及其他多种碳键类型，从而为千变万化的化学反应和化合物结构提供了可能。
此外，同一种碳原子还能与多个其他原子相连，形成分支或环状结构等不同结构类型，从而产生更加多样的化合物种类。
二、有机化合物的分类由于有机化合物种类繁多，根据其结构特征可以将其分类。
常见的有机化合物分类方法包括以下几种：1.按照碳原子数目分类根据有机化合物中碳原子数目的不同，可以将其分为烷烃、烯烃、炔烃、芳香族化合物、杂环族化合物等多种类型。
2.按照官能团分类有机化合物中的官能团决定了其化学性质，因此，按照官能团分类是十分常用的分类方法。
例如，可以按照羟基、氨基、羰基、酮基等区分有机化合物。
3.按照功能团分类有机化合物的功能团是指具有某种特定化学性质的官能团。
按照功能团分类可以将有机化合物分为酯类、醇类、酮类、醛类等多种类型。
4.按照同分异构体分类同分异构体是指分子式相同，结构不同的化合物。
按照同分异构体分类可以将有机化合物分为立体异构体、位置异构体、环构异构体等多种类型。
以上分类方法并不是互相独立的，有机化合物的分类通常采取综合分类的方法。
例如，一种化合物可以同时根据其碳原子数目、官能团、功能团，以及同分异构体等特征进行分类。
综上所述，碳作为一种重要元素，拥有极大的多样性，为千变万化的有机化合物提供了基础。
而有机化合物因其多样的结构和性质，是化学、生物、医药等领域中不可或缺的重要化合物类型。
高中化学必修碳的多样性(课时)课件
实验操作
按照规定的步骤进行实验 ，注意观察和记录实验现 象。
实验结束
清洗实验器具，整理实验 台，确保实验室整洁。
安全注意事项
佩戴防护眼镜
实验过程中，务必佩戴防护眼镜以防止化学 试剂溅入眼睛。
避免直接接触化学试剂
不要让皮肤直接接触化学试剂，若不慎接触 ，应立即用大量清水冲洗。
保持实验室通风
确保实验室有良好的通风设施，以防有毒气 体聚集。
烷烃的化学性质
烷烃的化学性质相对稳定，在通常情 况下不与强酸、强碱、强氧化剂反应 。但在特定条件下，如光照或高温， 烷烃可以发生取代反应。
烯烃的性质
烯烃的物理性质
烯烃通常为气体或低沸点的液体，具有特殊的气味。其熔点和沸点随分子量的 增加而升高。
烯烃的化学性质
烯烃容易发生加成反应和聚合反应。在催化剂存在下，烯烃可以与氢气、卤素 单质等发生加成反应。
高中化学必修碳的多样性(课时)课件
目录 Contents
• 碳的多样性简介 • 碳的化合物的性质 • 碳的化合物的合成与反应 • 碳的化合物的应用 • 实验操作与安全注意事项
01
碳的多样性简介
碳元素的基本性质
原子序数为6，位于周期表第IVA族， 是元素周期表中非常重要的一员。
碳原子最外层有4个电子，既不容易 完全失去电子，也不容易得到电子， 因此常以共价键与其他原子结合。
碳是非金属元素，具有非金属的一般 性质，如电负性较强、能形成共价键 等。
碳的化合物种类
有机化合物
由碳和氢两种元素组成的化合物 ，如烷烃、烯烃、炔烃等。
无机化合物
不含碳和氢两种元素的化合物， 如二氧化碳、一氧化碳等。
碳的化合物在自然界中的存在
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NNaa2[ASilO(O3H)4]CO2
饱和Na2CO3
Al(OH)3 H2SiO3
CO2
NaHCO3
沉淀不 溶解
归纳·整理
• 饱和NaHCO3的用途 • ①排饱和NaHCO3收集CO2 • ②除去CO2中混有的HCl气体杂质 • ③除去CO2中混有的SO2气体杂质 • 原因解释：既能除去XX杂质，又能降低
判断正误：
1、实验室可用Na2CO3与稀盐酸反应制备CO2 气体 错，反应太快，不易控制 2、CO2和SO2都会引起酸雨 错 3、使用天然气符合倡导低碳的思想。错
4、背诵检验CO32-的方法
加入BaCl2溶液（或CaCl2溶液）生成白色沉 淀，再加入稀盐酸，白色沉淀溶解，并放出 无色无味且能使澄清石灰水变浑浊的气体。
-0.1mol
CO2 + Na2CO3 +H2O =2NaHCO3
0.1mol
0.2mol
+0.1mol
CO2 + BaCO3+H2O= Ba(HCO3)2
0.1mol
0.1mol
+0.3mol
丛书P198 15题
oa：CO2 + Ba(OH)2 = BaCO3↓+H2O ab：CO2 + 2KOH = K2CO3 +H2O bc：CO2+2K[Al(OH)4]=K2CO3+Al(OH)3↓+H2O cd：CO2 + K2CO3+H2O=2KHCO3 de：CO2 + BaCO3+H2O= Ba(HCO3)2 ef： Al(OHP62同素异形体的定义，常见举例。物 理性质不同，化学性质相似 2、P64碳酸钠与碳酸氢钠的比较
P65化学方程式、离子方程式 3、P67溶洞形成模拟实验方程式 4、P68高炉炼铁原料、还原剂，方程式。
填写丛书P192【重点突破】
• C与H2O、高C温O2、SiO2反应化学方程式
• C + H2O高=温 H2 + CO
•
C
+
CO2
= 2CO
高温
• 2C + SiO2 = Si + 2CO
• 注意反应条件和产物！
CO2与溶液的反应规律
SO2，先生成亚硫酸盐沉淀，再溶解
Ca(OH)2 CO2 碳酸盐 CO2 沉淀
Ba(OH)2
沉淀
溶解
Ca(ClO)2
过量的CO2与生成的CO32-反应
【方程式默写】
• 1、雷雨发庄稼（N2→NO→NO2→HNO3） • 2、镁在N2中燃烧，镁在CO2中燃烧 • 3、NH3的催化氧化；NH3在纯氧中燃烧 • 4、用氨气检验氯气管道是否泄漏；
• 5、NH3在加热时还原CuO • 6、NH3的工业制法和实验室制法 • 7、HNO3保存在棕色瓶的原因 • 8、Cu分别与稀硝酸、浓硝酸反应的化学方
NaHCO3
OA<AB
Na2CO3 NaHCO3
OA=AB
Na2CO3
OA>AB
NaOH Na2CO3
P197变式3——CO2的反应顺序：
Ba(OH)2→NaOH→Na2CO3→BaCO3 0.7mol
CO2 + Ba(OH)2 = BaCO3↓+H2O
0.1mol 0.1mol
-0.3mol
CO2 + 2NaOH = Na2CO3 +H2O 0.2mol 0.1mol
程式和离子方程式
• 9、C与浓硝酸的反应、 C与浓硫酸的反应
丛书部分
• 阅读部分：P200右侧5、6 • 习题部分：P201达标训练中删去
不做的有：4、7、8、9、13，
• 其余题目的完成时间为：今天晚上 30分钟之内
• 氮氧化物在水中的溶解计算高考中 不考。
CO2在水中的溶解度
饱和食盐水的用途 • ①排饱和食盐水收集Cl2 • ②除去Cl2中混有的HCl气体杂质 • ③氯碱工业 • ④侯氏制碱法
饱和NaHSO3的用途 • ①排饱和NaHSO3收集SO2 • ②除去SO2中混有的HCl气体杂质
由图像判断溶质的组成
丛书P196例2、P198第12题
CO2