碳的多样性
《第三章自然界中的元素》基础知识总结
第三章自然界中的元素基础知识总结第一节碳的多样性1.由同一种元素组成的性质不同的几种单质，互称为同素异形体。
金刚石、石墨和C60是碳元素的同素异形体。
2.金刚石是无色透明的片状固体。
其中，每个碳原子均与相邻的4个碳原子相连，形成正四面体结构。
在自然界中硬度最大，不导电。
3.石墨是深灰色、有金属光泽、不透明的片状固体。
质软、有滑腻感。
碳原子呈层状排列，每一层的碳原子形成平面正六边形。
4.C60是灰黑色固体，形成球状结构，表面呈正六边形和正五边形。
5.Na2CO3和NaHCO3的性质比较性质Na2CO3NaHCO3俗称纯碱或苏打小苏打色态白色粉末白色固体溶解度Na2CO3> NaHCO3NaHCO3+HCl=NaCl+CO2↑+H2O 与盐酸反应Na2CO3+2HCl=2NaCl+CO2↑+H20NaHCO3与酸反应比较剧烈与NaOH反应不反应NaOH+ NaHCO3= Na2CO3+ H2O 与BaCl2溶液反应不反应稳定性（加热）稳定不稳定，加热分解相互转化6.Na2CO3和NaHCO3如何鉴别？（1）加热比较：分解产生气体并通入澄清石灰水变浑浊的是碳酸氢钠，无现象的是碳酸钠（2）加酸反应比较：比较剧烈是碳酸氢钠（3）滴加CaCl2、ＢaCl2溶液：产生白色沉淀的是碳酸钠，无现象的是碳酸氢钠。
7.温室效应：由于人类的活动，特别是生产和生活中化石燃料大幅度增加，使大气中二氧化碳的含量猛增，破坏了自然界中原有平衡，导致全球气候变暖。
8.高炉炼铁中碳的转化：过程是将铁矿石还原成金属铁的过程，原料是焦炭和铁矿石（主要成分是Ｆe2O3）。
但起还原作用的主要是一氧化碳。
焦炭在炼铁过程中的两个作用：①燃烧提供热量；②用于制还原剂CO9.在生活中，水壶中常常有水垢，它的主要成分是碳酸钙。
自来水中存在Ca(HCO3)2,受热分解生成CaCO3，积聚在壶底，便形成水垢。
相关化学方程式：____________________第二节氮的循环1.氮气的物理性质：在通常状况下，氮气是一种无色无味、难溶于水的气体。
高三化学一轮复习 第三章 第1节 碳的多样性 精品课件 鲁科版必修1
• (3)为了控制温室效应，各国科学家提出了 不少方法和设想。科学家致力于二氧化碳 组合转化方面的技术研究，把过多的二氧 化碳转化为对人类有益的物质。如将二氧 化碳和氢气以1∶4的比例混合，通入反应 器，在适当的条件下反应，可获得一种重 要的能源。请完成下列化学方程式：CO2＋ 4H2===____＋2H2O。
2．实验室中 CO2、CO2 3 、HCO3 的相互转化
－ －
实现上述六个转化的反应有： (1)有活泼金属氧化物反应：CO2＋Na2O===Na2CO3；
2－ 与过量碱反应：CO2＋2OH－===CO3 ＋H2O。 2－ (2)与过量酸反应：CO3 ＋2H＋===H2O＋CO2↑。 2－ (3)与少量酸反应：CO3 ＋H＋===HCO－ 3； 2 与 CO2、H2O 反应：CO3 ＋H2O＋CO2===2HCO3 。
等的溶液代替，但不可用 Ca(OH)2 溶液或 Ba(OH)2 溶液，原因 是无法排除 HCO3 的干扰。 对白色沉淀要加入稀盐酸或稀硝酸溶解，以排除 Ag 、
2 SiO3 等的干扰。 但不可用硫酸溶液， 原因是 H2SO4 溶解 CaCO3
－ ＋ －
或 BaCO3 的效果不佳。 白色沉淀溶解之后还要通过气体及其气味来进一步排除
－
－
△ 受热分解：Ca(HCO3)2===== CaCO3＋CO2↑＋H2O。
•
(1)图瓦卢是由多个珊瑚礁形成的岛国。 由于大气中CO2含量的剧增，大量珊瑚礁 (主要成分是碳酸钙)被海水侵蚀，其原因是 ____________________________。 • (用化学方程式表示) • (2)温室效应导致海平面上升，引起温室效 应的人为原因主要是 _________________________________。
2022化学第三单元自然界中的元素第1节碳的多样性学案
第1节碳的多样性备考要点素养要求1.碳元素单质及其重要化合物的制备方法，掌握其主要性质及其应用。
2。
了解碳元素单质及其重要化合物对环境的影响.1。
宏观辨识与微观探析：认识碳及其化合物的性质,能从碳的多样性理解碳及其化合物的性质.2.科学探究与创新意识:能发现和提出有探究价值的有关铝及其化合物性质的探究方案,进行实验探究。
考点一多种多样的碳单质必备知识自主预诊知识梳理1.同素异形体由组成的性质不同的几种,互称同素异形体。
2。
碳的三种常见同素异形体碳的同素异形体的物理性质及用途(用短线连接）.3。
碳的化学性质自我诊断1。
碳元素形成的单质硬度都很大吗？2.判断正误，正确的打“√”，错误的打“×"。
（1）12C、13C、14C是碳元素的三种同素异形体()（2）金刚石的硬度大，则C60的硬度也同样大（）(3)同素异形体的物理性质相同,化学性质相似（）（4)碳常温下就能与浓硫酸剧烈反应()(5）水煤气的主要成分为CH4()（6)活性炭除去冰箱中的异味,无化学变化发生（）关键能力考向突破考向多种多样的碳单质【典例】下列叙述正确的是（)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同的化学性质C。
石墨转化为金刚石不属于化学变化D.C60是新发现的一种碳的化合物归纳总结1.碳的三种同素异形体的比较表续用途钻具、装饰品电极、润滑剂、耐火材料超导材料、生物方面有优异的性能2.同种元素组成的物质不一定是纯净物.如由碳元素组成的金刚石、石墨等混合，都是由碳元素组成的，但它们不是纯净物而是混合物。
3。
非金属元素单质，一般熔、沸点较低,硬度小，但金刚石等含碳元素单质，熔、沸点高,硬度大。
4。
碳在高温下有较强的还原性，能还原出比它更强的还原剂,如FeO+C CO↑+Fe,C+H2O（g）CO+H 2等。
对点演练能证明金刚石和石墨属于同素异形体的客观事实是（）A。
两者都有较高的熔点B。
两者化学性质都很稳定C.等质量的金刚石、石墨完全燃烧后只得到等质量的二氧化碳D.两者都易导电考点二广泛存在的含碳化合物必备知识自主预诊知识梳理1.一氧化碳(1）物理性质：无色无味的气体,难溶于水，。
高中化学碳的多样性说课稿
必修一第三章第一节《碳的多样性》第一课时说课稿（鲁科版）各位专家、老师们大家好，我是来自于某中学的某老师，很荣幸今天能在这里给大家介绍我设计的这节课。
这节课是鲁科版高二化学选修化学反应原理第一章第三节《化学能转化为电能—电池》，依据新课标理念，教育改革精神，课程标准的要求及学生的实际情况，下面我将从教材、教法、学法、教学过程及课后反思五个方面对本节课作如下说明。
一、说教材（教材分析）：1、教材的地位和作用：地位：本节内容选自高一化学鲁科版必修一第三章第一节碳的多样性第一课时的内容。
在此之前，学生已经初步学习了有关研究物质性质的方法和程序、物质分类以及离子反应的相关内容，现在正式进入元素化合物的学习中，应该是对前面所学知识的一个综合性展示。
作用：学习本节内容，既可以加深对研究物质性质方法和程序的理解，又能用此性质去解释很多实际生活、工农业生产、科学研究中的问题，学好本节知识具有重要的理论和现实意义，为后续其他元素化合物的学习打下基础。
2、三维目标：依据课程标准、教材内容和学生的知识水平、认知能力，我确定出本节的三维教学目标如下：知识与技能目标：(1).了解同素异形体(2).初步掌握碳酸钠和碳酸氢钠的相关性质过程与方法目标：(1).充分运用实验手段和现代化教学手段,启发学生通过实验、观察、思考探索反应原理;(2).通过小组共同构建物质关系图,培养学生梳理知识,总结能力;(3)通过总结评价和学习经验分享让学生感受学习带来的快乐;情感态度与价值观目标：(1).通过对碳酸盐的探究，进一步理解其他多元弱酸；(2).进一步培养学生小组合作的意识。
3、教学重难点：碳酸钠和碳酸氢钠的化学性质二、说教法（教学策略）：1、教学手段：如何突出重点，突破难点，本节课的教学我注重学生的设计探究实验环节，并借助运用实验手段和现代化教学手段，增加了直观性和趣味性和挑战性，加大了课堂容量，提高了教学效果。
2.教学方法以学生为主体的引导探索法学生在教师的引导下通过实验和观察等，利用鲜活实验现象使学生带着问题主动探求答案，提高学生实验现象的观察分析能力，培养学生良好的科学态度。
碳的多样性(第一课时)导学案
认真听讲是学习高效的捷径！
1
（3）向饱和的碳酸钠溶液中通入足量的 CO2 ① 现象：
② 原因： 溶解性 NaHCO3 < Na2CO3 产生的 NaHCO3 多（根据质量守恒定律判断） ③ 2NaHCO3 ==△=== Na2CO3 + H2O + CO2↑ 热稳定性：Na2CO3 > NaHCO3
一.碳元素在自然界中的存在形态 游离态： 化合态：
教学过程 金刚石
碳 单 质 同素异形体
石墨
教学设计
碳元素
含碳化合物
C60 有机化合物
无机化合物
【练习】 碳元素常见的单质有 二.多种多样的碳单质 1. 碳元素常见的单质有 2. 碳单质物理性质的差异
色
态
、 、
、 、
是否透明 硬度
氧化物 酸 盐
。 。
导电
生二氧化碳
D. 金刚石和石墨的物理性质差别很大
2. C60 与足球有相似的结构，关于它与石墨、金刚石的关系说法正确的是 （）
A. 同一种物质
B. 同素异形体
C. 相同的物质性质
D. 相同的化学性质
3. 科学家发现 C60 之后，近年又合成了许多球形分子（福勒烯），如 C50、
C70、C120、C540 等，下列关于他们的说法中不正确的是 （
型材料。关于碳纳米管的叙述不正确的是 （ ）
A. 它是电的良导体
B. 它是一种新型的化合物
C. 它是碳元素的单质 D. 它的性质和石墨的性质有相似之处
5. 最近科学家制得一种新的分子，它具有空心的类似足球状结构，分子式
为 C60，下列说法中正确的是
(
)
A. C60 是一种新型的化合物
鲁科化学必修1第3章第1节碳的多样性第2课时
碳的多样性
化学组
史学强
把下列化学方程式改写成离子方程式
Na2CO3
与酸
NaHCO3
与酸
Na2CO3+HCl =
NaHCO3+HCl = NaHCO3+NaOH =
与CO2 Na CO +H O+CO 2 3 2 2CO3+CaCl2 = Na2CO3+Ba(OH)2 =
热不稳 定性
与部 分碱
Na2CO3
NaHCO3
碳及其化合物的转化也是多种多样的
应用：如何检验某溶液中是否含有CO32取样
加入CaCl2溶液 有白色沉淀生成
过滤
向沉淀中滴加稀盐酸 有无色无味气体生产
将生成气体通入澄清石灰水中
若有白色沉淀生成 则原溶液中含有CO32-
拓展
常见碳酸盐及碳酸氢盐的热稳定性和溶解度 Na2CO3、NaHCO3、 CaCO3 、 Ca(HCO3)2 热稳定性Na2CO3>CaCO3>NaHCO3> Ca(HCO3)2 溶解性Na2CO3>NaHCO3 Ca(HCO3)2>CaCO3
练习
如何鉴别碳酸钠、碳酸氢钠固体 如何鉴别碳酸钠、碳酸氢钠溶液 如何除去碳酸钠固体中的碳酸氢钠 如何除去碳酸钠溶液中的碳酸氢钠 如何除去碳酸氢钠溶液中碳酸钠
思考
慢慢向碳酸钠溶液中在不断搅拌条件 下慢慢逐滴滴加稀盐酸，先后可能发 生的离子反应是什么？
2014年高考化学一轮知识梳理课件：3-1碳的多样性(57张PPT)(鲁科版)
1．牢记碳的 3 种同素异形体：金刚石、石墨、C60。 2．熟记 2 种物质的俗名： Na2CO3——纯碱、苏打；NaHCO3——小苏打。
2 3．掌握 2 种离子的检验：CO3 和 HCO3 。
－ －
4．掌握 5 种物质之间的转化关系：
考向一
CO2与碱、盐的反应总结
1．与碱(以NaOH为例)的反应 (1)反应原理：CO2＋2NaOH===Na2CO3＋H2O或NaOH＋ CO2===NaHCO3 少量CO2 过量CO2 即，NaOH ― ― ― ― → Na2CO3 ― ― ― ― → NaHCO3
－ ＋ (2)反应的离子方程式：CO2 3 ＋2H ===CO2↑＋H2O。
3．碳酸钠、碳酸氢钠与盐酸反应的基本图象的归纳总结 (1)向 Na2CO3 中逐滴加入盐酸，消耗 HCl 的体积与产生 CO2 的 体积的关系如图 1 所示； (2)向 NaHCO3 中逐滴加入盐酸，消耗 HCl 的体积与产生 CO2 的体积的关系如图 2 所示； (3)向 NaOH、Na2CO3 的混合物中逐滴加入盐酸，消耗 HCl 的 体积与产生 CO2 的体积的关系如图 3 所示(设 NaOH、Na2CO3 的物 质的量之比 x∶y＝1∶1，其他比例时的图象略)；
－
HCO3 ，因两种离子都有该现象发生。
－
往 100 mL 的 NaOH 溶液中通入 CO2 充分反应后，在减 压和较低温度下， 小心地将溶液蒸干， 得到白色固体 M。 通入的 CO2 的体积 V(标准状况)与 M 的质量(W)的关系如图所示。
试解答下列问题： (1)A 点时，白色固体 M 的化学式为________，通入的 CO2 的体 积为________mL(标准状况下，下同)。 (2)C 点时，白色固体 M 的化学式为________，通入的 CO2 的体 积为________ mL。 (3)B 点的 M 的组成成分为________(用化学式表示)， 通入的 CO2 的体积为________mL。 (4)该 NaOH 溶液的物质的量浓度为________。
高一化学 碳的多样性第1课时学案
二、自然界中碳及其化合物间的转化 1、写出碳及其化合物在自然界的转化涉及到的反应方程式：
CO
2、含碳有机物也可以无机物为原料来合成，1828年，德国化学家Wohler用无机物 机物 ，其化学式为 。
合成出有
2、高炉炼铁的反应原理（写出主要的反应方程式）
1、金刚石、石墨、C60 性质有所不同，是由于（ A、构成原子不同 C、具有不同的几何外形 2、下列叙述中，正确的是（
碳的转化
实验结论（写出化学方程式或离子方程式）
CO2 与某些溶液的反应规律
4、向 NaOH 溶液中不断通入 CO2 时涉及到哪些反应，写出有关反应的化学方程式和离子方程式。向澄 清石灰水中不断通入 CO2 至过量，会有什么现象呢？向漂白粉中不断通入 CO2 呢？写出有关反应的化 学方程式。
自学案（课前）
自测：1、碳的各种单质化学性质是否相同？如何证明石墨、金刚石都是由碳元素组成？
2、简述金刚石、石墨、C60的微观结构。
2、用化学反应方程式描述下面的转化过程，指出所发生的氧化还原反应的氧化剂和还原剂。 C （1） （2） （3） （4） 四、高炉炼铁 1、高炉炼铁的原料： ； （1） （2） CO2 （3） （4）
一、碳单质的多样性 1、碳单质的存在形态： 2、同素异形体： 3、常见碳元素的同素异形体有__________________ 。 4、 金刚石的物理性质及用途： 石墨的物理性质及用途： 5、C60分子： 色的固体。 ， 。 （如金刚石、石墨、C60）和 。 （如 CO、CaCO3） 。
三、生活中碳及其化合物间的转化 1、我们使用的自来水中往往含有碳酸氢钙，因此水壶内壁常含有水垢。 写出形成水垢的主要化学方程式 家庭中除去水垢可以使用的方法： 式 。 ，在 ，写出有关反应的离子方程
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（4）白磷和红磷（5）金刚石、石墨和C60
2.金刚石、石墨、C60性质对比
金刚石（C）
石墨（C）
C60
颜色状态
硬度
导电性
【预习自测】
2)金刚石、石墨、C60物理性质有所不同，是由于()
A．构成原子不同
B．碳原子的排列方式不同
C．具有不同的几何外形
1．
2．
．．．．．．
方法导引：碳酸钠和碳酸钙都属于碳酸盐，你已经知道了碳酸钙的化学性质，碳酸钠是否具有类似的性质？碳酸氢钠与碳酸钠在组成上有相似之处，碳酸氢钠是否具有与碳酸钠类似的性质呢？
【性质预测】
1．碳酸钠可能与哪些物质发生反应？
2．碳酸氢钠可能与哪些物质发生反应？
【活动探究】设计对比实验探究Na2CO3、NaHCO3的主要性质及性质差异
探究实验4
实验方案
实验现象
化学反应方程式
结论:
总结：鉴别碳酸钠和碳酸氢钠的方法有哪些？
【学有所得】今天你有哪些收获，还存在着哪些疑惑？
【作业】1.写出今天课上所涉及反应的化学方程式（是离子反应的写出离子方程式）
2.课本P72第6、7题
【小试牛刀】
1.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？
（3）若用实验IV验证碳酸钠和碳酸氢钠的热稳定，则试管B中装入最好为________
4）下列叙述中正确的是（）
A．碳酸钠俗称小苏打是焙制糕点所用的发酵粉的主要成分之一
B．纯碱的水溶液呈碱性，所以纯碱属于碱
C．碳酸氢钠俗称纯碱或苏打，是白色固体，广泛用于玻璃、造纸等工业
D．碳酸钠和碳酸氢钠都可以用做食用碱
【我的疑问】对本部分的课本预习内容，你还有什么疑问？
【课上探究案】
【知识回顾】碳酸钙的化学性质（写出发生的化学反应方程式）
试剂：Na2CO3固体、NaHCO3固体、Na2CO3溶液、NaHCO3溶液、盐酸、NaOH溶液、澄清石灰水（Ca（OH）2溶液）、CaCl2溶液，
仪器：酒精灯，试管，火柴、铁架台、小烧杯、试管架、废液缸
实验方案及实验记录：
探究实验1
实验方案
实验现象
化学反应方程式
结论：
探究实验2
实验方案
实验现象
化学反应方程式
2.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？
如果有碳酸钠，如何除去？
【自我检测】
某校化学课外小组为了鉴别碳酸钠和碳酸氢钠两种白色固体，用不同的方法做了以下实验，如图Ⅰ～Ⅳ所示。
(1)只根据图Ⅰ、Ⅱ所示实验，能够达到实验目的的是(填装置序号)________；
(2)图Ⅲ、Ⅳ所示实验均能鉴别这两种物质，其都能发生的反应的化学方程式为____________________________
第三章第一节碳的多样性（第一课时）
【学习目标】
1．通过碳单质的多样性的学习，了解同素异形体的概念。
2．了解碳及其化合物的多样性，通过实验探究了解碳酸钠和碳酸氢钠的主要性质及性质差异。
【重点难点】
碳酸钠与碳酸氢钠的主要性质及性质差异
学习过程
补记
【课前预习案】
⒈同素异形体：。如。
【预习自测】
1）下列物质中属于同素异形体的是：
结论：
探究实验3
实验方案
实验现象
化学反应方程式
结论:
知识点击：像碳酸钠这样含有CO32-的盐称为碳酸盐，像碳酸氢钠这样含有HCO3-的盐称为碳酸氢盐。碳酸盐与碳酸氢盐之间可以相互转化。一般来说，碳酸盐能与碳酸（二氧化碳和水）反应转化为碳酸氢盐，碳酸氢盐在受热分解时或与碱反应时能转化为碳酸盐。
请试着写出碳酸钠转化为碳酸氢钠的化学方程式：
D．硬度不同
3）下列关于金刚石、石墨和C60的说法中，正确的是()
A．C60的摩尔质量为720
B．金刚石和石墨的相互转化是物理变化
C．石墨转化为金刚石是氧化还原反应
D．金刚石、石墨和C60在氧气中完全燃烧都生成二氧化碳
3．碳酸钠和碳酸氢钠性质对比
名称
碳酸钠
碳酸氢钠
化学式
俗名
颜色、状态
水液性质
用途
【预习自测】