高一化學(xué)課件碳的多樣性

1、第第3 3章章 自然界中的元素自然界中的元素 第第1 1節(jié)節(jié) 碳的多樣性碳的多樣性c60金剛石金剛石石墨石墨無(wú)色透明、無(wú)色透明、堅(jiān)硬的晶體堅(jiān)硬的晶體深灰色、質(zhì)軟、不透深灰色、質(zhì)軟、不透明、導(dǎo)電的片狀固體明、導(dǎo)電的片狀固體灰黑色固體灰黑色固體一、多種多樣的碳單質(zhì)一、多種多樣的碳單質(zhì)由同一種元素組成的性由同一種元素組成的性質(zhì)不同的單質(zhì)，叫做該質(zhì)不同的單質(zhì)，叫做該元素的元素的同素異形體。同素異形體。10928 金剛石是一種具有金剛石是一種具有空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的的原子晶體原子晶體，在晶體中，每，在晶體中，每個(gè)碳原都被相鄰的個(gè)碳原都被相鄰的4個(gè)碳原子包圍，處于個(gè)碳原子包圍，處于4個(gè)碳原子的個(gè)碳原

2、子的中心中心，以，以共價(jià)鍵與共價(jià)鍵與4個(gè)碳原子結(jié)合。成為個(gè)碳原子結(jié)合。成為正四面體結(jié)構(gòu)正四面體結(jié)構(gòu)，這些正四面體向，這些正四面體向空間發(fā)展，構(gòu)成彼此聯(lián)結(jié)的空間發(fā)展，構(gòu)成彼此聯(lián)結(jié)的立體網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)立體網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。金剛石的熔點(diǎn)。金剛石的熔點(diǎn)（3550）和沸點(diǎn)（和沸點(diǎn)（4827）都很高都很高,硬度硬度很大。很大。金剛石金剛石- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -

3、 - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -

4、 120共價(jià)鍵共價(jià)鍵范德華力范德華力 石墨是石墨是層狀結(jié)構(gòu)層狀結(jié)構(gòu)，在每一層內(nèi)，碳原子排成六邊形，每個(gè)碳原子與其它，在每一層內(nèi)，碳原子排成六邊形，每個(gè)碳原子與其它3個(gè)個(gè)碳原子以共價(jià)鍵結(jié)合，形成平面的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)；碳原子以共價(jià)鍵結(jié)合，形成平面的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)；在層與層之間在層與層之間，是以是以分子間作用分子間作用力力結(jié)合的。由于同一層的碳原子以較強(qiáng)共價(jià)鍵結(jié)合，使石墨的結(jié)合的。由于同一層的碳原子以較強(qiáng)共價(jià)鍵結(jié)合，使石墨的熔點(diǎn)很高熔點(diǎn)很高 (比金比金剛石的還要高）剛石的還要高） ,沸點(diǎn)與金剛石相同沸點(diǎn)與金剛石相同。但由于層與層之間的分子間作用力很弱，。但由于層與層之間的分子間作用力很弱，容易滑動(dòng)，使石墨的容易

5、滑動(dòng)，使石墨的硬度很小硬度很小。石墨石墨c60分子結(jié)構(gòu)示意圖分子結(jié)構(gòu)示意圖共共價(jià)價(jià)鍵鍵二、含碳化合物的多樣性二、含碳化合物的多樣性含含碳碳化化合合物物無(wú)機(jī)物：無(wú)機(jī)物：有機(jī)物：有機(jī)物：co、co2、h2co3、碳酸鹽等、碳酸鹽等除了以上物質(zhì)，含碳除了以上物質(zhì)，含碳的化合物。的化合物。三、碳單質(zhì)的化學(xué)性質(zhì)三、碳單質(zhì)的化學(xué)性質(zhì)還原性還原性1 1、二氧化碳的性質(zhì)、二氧化碳的性質(zhì) 氧化性：氧化性：co2+ c = 2 co co2 + 2 mg = 2 mgo + c 點(diǎn)燃點(diǎn)燃 酸性氧化物：酸性氧化物： co2 + ca(oh)2 = caco3 + h2o caco3 + co2 + h2o = ca

6、(hco3)2na2co3(飽和飽和) + co2 + h2o = 2nahco3 注意：不能用注意：不能用co2撲滅撲滅mg、na火火 2co2 + 2na = na2co3 + cona2sio3 + co2 +h2o= h2sio3 + na2co3 （02上海）將足量上海）將足量co2通人通人koh和和ca(oh)2的混合稀溶液中，生成沉淀的物質(zhì)的量（的混合稀溶液中，生成沉淀的物質(zhì)的量（n）和通入和通入co2體積（體積（y）的關(guān)系正確的是）的關(guān)系正確的是dcocococo2 2物物理理性性質(zhì)質(zhì)無(wú)色、無(wú)味氣體，同無(wú)色、無(wú)味氣體，同比空氣密度略小，標(biāo)比空氣密度略小，標(biāo)準(zhǔn)密度準(zhǔn)密度1.25g

7、1.25gl l，難，難溶于水，溶于水，coco有毒。有毒。無(wú)色、無(wú)味氣體，同況比空氣密度無(wú)色、無(wú)味氣體，同況比空氣密度大，密度大，密度1.977g/l1.977g/l，1 1體積水可溶體積水可溶解解1 1體積體積coco2 2，加壓、降溫變?yōu)檠?，加壓、降溫變?yōu)檠罟腆w固體“干冰干冰”?；瘜W(xué)學(xué)性性質(zhì)質(zhì) 3. 主要表現(xiàn)還原性：主要表現(xiàn)還原性： co+cuo=cu+co24.co有劇毒有劇毒是大氣污染物是大氣污染物點(diǎn)燃點(diǎn)燃 點(diǎn)燃3、co、co2的制取方法的制取方法coco2原理原理hcoohh2o+cocaco3+2hcl=cacl2+h2o+co2藥品藥品甲酸、濃硫酸甲酸、濃硫酸大理石、稀鹽

8、酸大理石、稀鹽酸(稀硝酸稀硝酸)裝置裝置液液加熱液液加熱啟普發(fā)生器啟普發(fā)生器除雜除雜堿石灰堿石灰飽和小蘇打液、濃硫酸飽和小蘇打液、濃硫酸收集收集排水法排水法向上排空氣法向上排空氣法檢驗(yàn)檢驗(yàn)燃燒的木條燃燒的木條(澄清石灰水澄清石灰水)尾氣尾氣點(diǎn)燃點(diǎn)燃(或通過(guò)灼或通過(guò)灼熱熱cuo)排空或者堿吸收排空或者堿吸收實(shí)驗(yàn)室制實(shí)驗(yàn)室制 co裝置裝置實(shí)驗(yàn)室制實(shí)驗(yàn)室制co2裝置裝置 碳酸鈉碳酸鈉 碳酸氫鈉碳酸氫鈉俗俗 名名色、態(tài)色、態(tài)水溶性水溶性熱穩(wěn)定性熱穩(wěn)定性與酸反應(yīng)與酸反應(yīng)與堿反應(yīng)與堿反應(yīng)轉(zhuǎn)化關(guān)系轉(zhuǎn)化關(guān)系白色晶體，易溶于水白色晶體，易溶于水白色晶體，溶于水（?。┌咨w，溶于水（?。﹏a2co3受熱難分解受

9、熱難分解co32- +2h+=co2+h2ohco3- + h+ = co2+ h2o相同條件下放出相同條件下放出co2的速度的速度nahco3比比na2co3快快na2co3+ca(oh)2=caco3+2naohnahco3 + naoh = na2co3+h2o2nahco3+ca(oh)2=caco3+na2co3+2h2o2nahco3 = na2co3+co2+h2o na2co3nahco3co2+h2o加熱或加加熱或加naoh碳酸鈉碳酸鈉和和碳酸氫鈉碳酸氫鈉的化學(xué)性質(zhì)的化學(xué)性質(zhì)純堿、蘇打純堿、蘇打小蘇打小蘇打五、碳酸鹽的熱穩(wěn)定性規(guī)律五、碳酸鹽的熱穩(wěn)定性規(guī)律 na2co3、k2c

10、o3的熱穩(wěn)定性極強(qiáng)，在高溫熔化下的熱穩(wěn)定性極強(qiáng)，在高溫熔化下也難分解。也難分解。 caco3、baco3 、mgco3、cuco3等熱穩(wěn)定性很等熱穩(wěn)定性很強(qiáng)，但在高溫下能分解，生成金屬氧化物和二氧化碳。強(qiáng)，但在高溫下能分解，生成金屬氧化物和二氧化碳。 nahco3、khco3 、nh4 hco3、 （nh4 ）2co3、 ca（ hco3）2的熱穩(wěn)定性較差，在固態(tài)時(shí)加熱易分的熱穩(wěn)定性較差，在固態(tài)時(shí)加熱易分解：解： 2nahco3 na2co3+ co2+ h2o 2khco3 k2co3+ co2+ h2o nh4 hco3 nh3+ co2+ h2o （nh4 ）2co3 2nh3+ co2

11、+ h2o ca（ hco3）2 caco3+ co2+ h2o六、硅酸根離子、碳酸根離子離子檢驗(yàn) co32- 原理：原理：co32-+ca2+ = caco3 caco3為白色固體，不溶于水但溶于鹽酸或?yàn)榘咨腆w，不溶于水但溶于鹽酸或硝酸，且生成無(wú)色、無(wú)味的氣味。硝酸，且生成無(wú)色、無(wú)味的氣味。 caco3+2h+ =ca 2+co2+ h2o 方法：向待檢溶液中加入過(guò)量的方法：向待檢溶液中加入過(guò)量的cacl2溶液，若溶液，若生成白色沉淀，再加入稀鹽酸或稀硝酸，若白色生成白色沉淀，再加入稀鹽酸或稀硝酸，若白色 沉淀又溶解，且生成無(wú)色、無(wú)味氣體，則待檢溶沉淀又溶解，且生成無(wú)色、無(wú)味氣體，則待檢溶

12、液中有液中有co32-。 注意：試劑注意：試劑cacl2溶液也可用溶液也可用ca（no3）2、bacl2、ba（no3）2等的溶液代之，等的溶液代之，但不能用但不能用ca（oh）2溶液或溶液或ba（oh）2溶液，原因是無(wú)法排除溶液，原因是無(wú)法排除hco3-的干擾；的干擾； 對(duì)白色沉淀要加入稀鹽酸或稀硝酸溶對(duì)白色沉淀要加入稀鹽酸或稀硝酸溶之以排除之以排除ag+的干擾。但不可用硫酸溶的干擾。但不可用硫酸溶液，原因是液，原因是h2 so4溶解溶解caco3 或或baco3的效果不佳；的效果不佳； hco3- 原理：原理：hco3-的鹽易溶于水，易與的鹽易溶于水，易與h+反應(yīng)；反應(yīng)； hco3-+h+

13、 = co2+ h2o co2為無(wú)色無(wú)味氣味。為無(wú)色無(wú)味氣味。 方法：向待檢溶液中加入足量的方法：向待檢溶液中加入足量的ca2+或或ba2+的可的可溶性鹽溶液。若無(wú)明顯現(xiàn)象，再向溶液中加入足溶性鹽溶液。若無(wú)明顯現(xiàn)象，再向溶液中加入足量的酸（如鹽酸、硝酸、醋酸等）溶液，若溶液量的酸（如鹽酸、硝酸、醋酸等）溶液，若溶液中逸出無(wú)色、無(wú)味的氣體，則待檢溶液中有中逸出無(wú)色、無(wú)味的氣體，則待檢溶液中有hco3-。 注意：注意：ca2+或或ba2+的溶液不可用的溶液不可用ca（oh）2溶液溶液或或ba（oh）2溶液，原因是溶液，原因是oh-將將hco3-轉(zhuǎn)化為轉(zhuǎn)化為co32-；加酸后要通過(guò)氣體的氣味排除；加

14、酸后要通過(guò)氣體的氣味排除hso3-的干的干擾。擾。作業(yè)作業(yè)：寫出下列反應(yīng)的化學(xué)方程式：寫出下列反應(yīng)的化學(xué)方程式cco2na2co3nahco3cocaco3ca(hco3)2注：不能重復(fù)注：不能重復(fù)1. c + o2 = co2點(diǎn)燃點(diǎn)燃2. 2c + o2 = 2co點(diǎn)燃點(diǎn)燃3. co2 + 2mg = c + 2mgo點(diǎn)燃點(diǎn)燃4. c + co2 = 2co高溫高溫5. co2 + 2naoh = na2co3 + h2o6. co2 + ca（oh）2 = caco3 + h2o7. 2co + o2 = 2co2燃燒燃燒8. co2+ h2o + na2co3 = 2nahco313.

15、2nahco3+ ca（oh）2= caco3+ na2co3 + 2h2o 9. 2hcl + na2co3 = 2nacl + co2+ h2o10. cacl2 + na2co3 = 2nacl + caco311. 2nahco3 = na2co3 + co2+ h2o12. nahco3 + hcl = nacl + co2+ h2o14. co2 + h2o + caco3 = ca（hco3）215. caco3 + 2hcl = cacl2 + co2+ h2o16. ca（hco3）2 = caco3 +co2+h2o1 1、下列各溶液中，分別通入過(guò)量的、下列各溶液中，分別通

16、入過(guò)量的coco2 2氣體后，有氣體后，有沉淀生成的是沉淀生成的是a a漂白粉溶液漂白粉溶液 b b石灰水石灰水c ccaclcacl2 2溶液溶液 d d硅酸鈉溶液硅酸鈉溶液2、下列對(duì)碳的同素異形體：金剛石、石墨、和、下列對(duì)碳的同素異形體：金剛石、石墨、和c60的說(shuō)法中，錯(cuò)誤的是的說(shuō)法中，錯(cuò)誤的是a. c60的摩爾質(zhì)量是的摩爾質(zhì)量是720b. 硬度金剛石比石墨大硬度金剛石比石墨大c. 在一定條件下與在一定條件下與o2反應(yīng)生成反應(yīng)生成co2d. 在一定條件下它們可能相互轉(zhuǎn)化在一定條件下它們可能相互轉(zhuǎn)化da3、下列關(guān)于下列關(guān)于na2co3和和nahco3說(shuō)法中不正確的是說(shuō)法中不正確的是a. na

17、2co3更易溶于水更易溶于水 b. na2co3比比nahco3穩(wěn)定穩(wěn)定c. 跟酸反應(yīng)跟酸反應(yīng)na2co3比比nahco3更劇烈更劇烈d. 都能跟石灰水反應(yīng)得到白色沉淀都能跟石灰水反應(yīng)得到白色沉淀4、除去混在碳酸鈉粉末中的少量碳酸氫鈉，最合、除去混在碳酸鈉粉末中的少量碳酸氫鈉，最合理的方法是理的方法是a. 加熱加熱 b. 加加naoh溶液溶液c. 加鹽酸加鹽酸 d. 加加cacl2溶液溶液ca5、等體積等物質(zhì)的量濃度的等體積等物質(zhì)的量濃度的nahco3和和ba oh 2溶溶液混合離子方程式正確的是液混合離子方程式正確的是 hco3-+oh- = h2o + co32- 2 hco3-+ba o

18、h 2=baco3 +2h2o+hco32- hco3-+ba2+ +oh- =baco3 +h2o 2 hco3-+ba2+ +2oh- =baco3 +2h2o+ co32-c6、cox中氣體雜質(zhì)的除去方法：中氣體雜質(zhì)的除去方法：（1）co中混有中混有co2 通過(guò)盛有澄清石灰水的洗氣瓶。通過(guò)盛有澄清石灰水的洗氣瓶。 （2）co2中混有中混有co 通過(guò)硬質(zhì)玻璃管中灼熱的通過(guò)硬質(zhì)玻璃管中灼熱的cuo。（3）co2中混有中混有hcl 通過(guò)盛飽和通過(guò)盛飽和nahco3溶液的洗氣瓶。溶液的洗氣瓶。7、錫、鉛兩種元素的主要化合價(jià)是、錫、鉛兩種元素的主要化合價(jià)是+2價(jià)和價(jià)和+4價(jià)，價(jià)，其中其中+2價(jià)錫和價(jià)錫和+4價(jià)鉛的化合物是不穩(wěn)定的，價(jià)鉛的化合物是不穩(wěn)定的，+2價(jià)錫價(jià)錫離子有強(qiáng)還原性，離子有強(qiáng)還原性，+4價(jià)鉛化合物有強(qiáng)氧化性。如價(jià)鉛化合物有強(qiáng)氧化性。如sn2+比比f(wàn)e2+還原性強(qiáng)，還原性強(qiáng)，pbo2比比cl2氧化性強(qiáng)，寫出氧化性強(qiáng)，寫出下列反應(yīng)的化學(xué)方程式。下列反應(yīng)的化學(xué)方程式。（1）fecl3溶液滴入溶液滴入sncl2溶液；溶液；（2）pbo2遇濃鹽酸。遇濃鹽酸。 （1）2 fecl3+sncl22 fecl2+ sncl4 （2）pbo2+4hclpbcl2+2h2o+ cl2已知：還原性已知：還原性sn2+fe2+，氧化性，氧化