碳的多樣性解析PPT課件

1、第一節(jié) 碳的多樣性石筍和鐘乳石第1頁/共33頁方解石珊瑚CaCO3CCaCO3第2頁/共33頁金剛石C煤碳這些物質都含有什么元素，以什么形態(tài)存在？碳元素游離態(tài)：金剛石、石墨、C60、木炭、焦炭等；化合態(tài)：CO、CO2、CaCO3、CH4等。第3頁/共33頁一、多種多樣的碳單質石 墨 深灰色、硬度小、不透明、易導電的片狀固體，熔點極高。金剛石 金剛石是硬度最大，熔點最高的單質，無色透明的晶體，無自由電子，不導電。C60灰黑色的固體,不導電，又名富勒烯 第4頁/共33頁1.定義：由同一種元素組成的性質不同 的幾種單質。例：C元素的同素異形體有：金剛石、 石墨、C60； O元素的同素異形體有：O2、

2、O3； P元素的同素異形體有：紅磷、白磷為什么同是碳元素能組成而性質不同呢？同素異形體:第5頁/共33頁335pm核間距142pm結論：碳原子的排列方式不同第6頁/共33頁10928 金剛石是一種具有空間網狀結構的原子晶體，在晶體中，每個碳原都被相鄰的4個碳原子包圍，處于4個碳原子的中心，以共價鍵與4個碳原子結合。成為正四面體結構，這些正四面體向空間發(fā)展，構成彼此聯結的立體網狀結構。金剛石的熔點（3550）和沸點（4827）都很高,硬度很大。金剛石第7頁/共33頁- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -

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

4、- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 120共價鍵范德華力 石墨是層狀結構，在每一層內，碳原子排成六邊形，每個碳原子與其它3個碳原子以共價鍵結合，形成平面的網狀結構；在層與層之間，是以分子間作用力結合的。由于同一層的碳原子以較強共價鍵結合，使石墨的熔點很高 (比金剛石的還要高） ,沸點與金剛石相同。但由于層與層之間的分子間作用力很弱，容易滑動，使石墨的硬度很小。石墨第8頁/共33頁C60分子結構示意圖共價鍵第9頁/共33頁二、廣泛存在含碳的化合物天然氣天然碳酸鹽含碳無機化合物（

5、礦物）含碳有機化合物（幾十萬種）第10頁/共33頁含碳化合物無機物：有機物：CO、CO2、H2CO3及碳酸鹽，HCN、HSCN及其鹽。除了以上物質，含碳的化合物。第11頁/共33頁(一)Na2CO3與NaHCO3物理性質比較名名 稱稱碳酸鈉碳酸鈉碳酸氫鈉碳酸氫鈉俗俗 名名 色色 態(tài)態(tài)水溶性水溶性用途用途白色固體純堿、蘇打小蘇打都易溶于水（呈堿性）但溶解度S碳酸鈉S碳酸氫鈉用于制玻璃、肥皂、造紙、紡織等工業(yè)發(fā)酵劑、滅火劑制藥第12頁/共33頁練習：向飽和Na2CO3溶液中通入CO2,寫出產生的現象及化學方程式?，F象：產生白色沉淀。 方程式：Na2CO3+CO2+H2O=2NaHCO3第13頁/共

6、33頁根據學過的碳酸鈣的性質預測碳酸鈉和碳酸氫鈉的性質1、碳酸鈉可能與哪些物質反應？2、碳酸氫鈉可能與哪些物質反應？活動探究第14頁/共33頁（二）Na2CO3與NaHCO3的化學性質比較實驗內容實驗內容實驗現象實驗現象結論結論與與H+與與NaOH與與CaCl2與與Ca(OH)2加熱加熱都產生氣泡CO32-+2H+= CO2 + H2OHCO3-+H+= CO2 +H2O無明顯現象Na2CO3不反應HCO3-+OH-= CO32- +H2OCO32-+Ca2+= Ca CO3Ca2+ +HCO3-+OH- = Ca CO3 +H2OCO32-+Ca2+= Ca CO3NaHCO3不反應Na2C

7、O3無現象NaHCO3分解產生CO22NaHCO3=Na2CO3+CO2+H2ONa2CO3不分解第15頁/共33頁2NaHCO3=Na2CO3+CO2+H2O碳酸氫鈉受熱分解實驗裝置：第16頁/共33頁 Na2CO3轉變成 NaHCO3 _ NaHCO3轉變成Na2CO3_Na2CO3+CO2+H2O = 2NaHCO3NaHCO3+NaOH = Na2CO3+H2O2NaHCO3=Na2CO3+CO2+H2O第17頁/共33頁討 論1、如何鑒別Na2CO3與NaHCO3 ？2、如何除去Na2CO3中少量的NaHCO3？3、如何除去NaHCO3中少量的Na2CO3？第18頁/共33頁Na2C

8、O3+2HCl=2NaCl+H2O+CO2106g 2mol 1molNaHCO3+HCl=NaCl+H2O+CO2思考：1、等物質的量的Na2CO3和NaHCO3與鹽酸反應，消耗鹽酸的物質的量之比為：_；產生的CO2的物質的量之比為：_2、等質量的 Na2CO3（106 gmol-1）和 NaHCO3（84 gmol-1）與鹽酸反應，_消耗鹽較多；_產生的CO2多。產生的CO2較快。2：11：1Na2CO3 84g 1mol 1molNaHCO3 NaHCO3第19頁/共33頁1、自然界中碳及其化合物間的轉化大氣中的二氧化碳綠色植物海洋光合作用呼吸動物呼吸排泄巖石風化溶解光合作用森林草原化石

9、燃料噴發(fā)火山燃燒燃燒動植物遺體演變三、碳及其化合物之間的轉化三、碳及其化合物之間的轉化第20頁/共33頁溫室效應（厄爾尼諾效應）：CO2氣體（罪魁禍首） 還有CH4、CO、SO2等氣體。危害：氣候變暖，冰川融化，海平面上升，陸地減少。措施：植樹造林，減少化石燃料使用。第21頁/共33頁通過閱讀材料，討論溶洞形成的原因， 設計和實施簡單的實驗-模擬溶洞的形成。1、討論溶洞形成的原因2、設計模擬實驗的方案3、實施模擬實驗4、完成P67表格第22頁/共33頁模擬“溶洞的形成”實驗方案及實驗記錄：實驗內容實驗內容實驗現象實驗現象離子方程式離子方程式澄清石灰水持續(xù)通入CO2開始出現白色沉淀,CO2過量時

10、沉淀溶解澄清溶液加熱出現白色沉淀第23頁/共33頁2、生產和生活中碳及其化合物間的轉化寫出高爐煉鐵過程中碳元素所發(fā)生化學反應方程式 C+O2=CO2 C+CO2=2CO Fe2O3+3CO=2Fe+3CO2碳“三角” C+O2=CO2 2C+O2=2CO C+CO2=2CO 2CO+O2=2CO2水垢的主要成分是什么？它是怎樣形成的？如何除去水壺中的水垢？ Ca(HCO3)2=CaCO3+CO2+H2O CaCO3+2HCl= CaCl2+CO2+H2O高溫高溫高溫第24頁/共33頁水垢的主要成分： CaCO3與Mg(OH)2 除去水垢：日常生活：食醋工業(yè)：濃鹽酸第25頁/共33頁1828年，

11、德國化學家維勒用無機化合物氰酸銨(NH4CNO)合成出有機化合物CO（NH2）2,由此突破了無機化合物與有機化合物之間的界限。第26頁/共33頁關于Na2CO3與NaHCO3混合物中各成份的計算。例題將某碳酸鈉和碳酸氫鈉的混合物 2.74g 加熱到質量不再變化時，剩余物質量為 2.12g 。求：混合物中碳酸氫鈉與碳酸鈉的物質的量；將這種混合物與足量的稀鹽酸反應可以 生成標準狀況下的氣體體積。第27頁/共33頁解:用差量法計算：2NaHCO3=Na2CO3+CO2+H2O 固體質量減少 2mol 62.0g n (NaHCO3) 0.620gn (NaHCO3)=0.02mol n (Na2CO3) =（2.74g-0.02mol84g/mol）/106gmol-1 =0.01molCO32-+2H+= CO2 + H2O HCO3-+H+= CO2 +H2O n (CO2)=n (NaHCO3) + n (Na2CO3)=0.03mol V (CO2)= 0.03mol 22.4L mol-1=0.672L第28頁/