碳的多樣性解析學(xué)習(xí)教案

1、會(huì)計(jì)學(xué)1碳的多樣性解析碳的多樣性解析(ji x)第一頁(yè)，共33頁(yè)。方解石珊瑚CaCO3CCaCO3第2頁(yè)/共33頁(yè)第二頁(yè)，共33頁(yè)。金剛石C煤碳這些物質(zhì)都含有(hn yu)什么元素，以什么形態(tài)存在？碳元素(yun s)游離態(tài)：金剛石、石墨(shm)、C60、木炭、焦炭等；化合態(tài)：CO、CO2、CaCO3、CH4等。第3頁(yè)/共33頁(yè)第三頁(yè)，共33頁(yè)。一、多種多樣(du zhn du yn)的碳單質(zhì)石 墨 深灰色、硬度(yngd)小、不透明、易導(dǎo)電的片狀固體，熔點(diǎn)極高。金剛石 金剛石是硬度最大，熔點(diǎn)最高的單質(zhì)(dnzh)，無(wú)色透明的晶體，無(wú)自由電子，不導(dǎo)電。C60灰黑色的固體,不導(dǎo)電，又名富勒烯

2、第4頁(yè)/共33頁(yè)第四頁(yè)，共33頁(yè)。1.定義：由同一種元素組成的性質(zhì)不同(b tn) 的幾種單質(zhì)。例：C元素(yun s)的同素異形體有：金剛石、 石墨、C60； O元素(yun s)的同素異形體有：O2、O3； P元素(yun s)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(zhì)(xngzh)不同呢？同素異形體:第5頁(yè)/共33頁(yè)第五頁(yè)，共33頁(yè)。335pm核間距142pm結(jié)論(jiln)：碳原子的排列方式不同第6頁(yè)/共33頁(yè)第六頁(yè)，共33頁(yè)。10928 金剛石是一種具有空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的原子晶體(jngt)，在晶體(jngt)中，每個(gè)碳原都被相鄰的4個(gè)碳原子包圍，處于4個(gè)碳原子的中心，以共價(jià)

3、鍵與4個(gè)碳原子結(jié)合。成為正四面體結(jié)構(gòu)，這些正四面體向空間發(fā)展，構(gòu)成彼此聯(lián)結(jié)的立體網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。金剛石的熔點(diǎn)（3550）和沸點(diǎn)（4827）都很高,硬度很大。金剛石第7頁(yè)/共33頁(yè)第七頁(yè)，共33頁(yè)。- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -

4、 - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 120共價(jià)鍵范德華力 石墨是層狀結(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3個(gè)碳原子以共價(jià)鍵結(jié)合(jih)，形成

5、平面的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)；在層與層之間，是以分子間作用力結(jié)合(jih)的。由于同一層的碳原子以較強(qiáng)共價(jià)鍵結(jié)合(jih)，使石墨的熔點(diǎn)很高 (比金剛石的還要高） ,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，容易滑動(dòng)，使石墨的硬度很小。石墨(shm)第8頁(yè)/共33頁(yè)第八頁(yè)，共33頁(yè)。C60分子結(jié)構(gòu)(fn z ji u)示意圖共價(jià)鍵第9頁(yè)/共33頁(yè)第九頁(yè)，共33頁(yè)。二、廣泛(gungfn)存在含碳的化合物天然氣天然碳酸鹽含碳無(wú)機(jī)化合物（礦物）含碳有機(jī)化合物（幾十萬(wàn)種）第10頁(yè)/共33頁(yè)第十頁(yè)，共33頁(yè)。含碳化合物無(wú)機(jī)物：有機(jī)物：CO、CO2、H2CO3及碳酸鹽，HCN、HSCN及其鹽。除了以上(y

6、shng)物質(zhì)，含碳的化合物。第11頁(yè)/共33頁(yè)第十一頁(yè)，共33頁(yè)。(一)Na2CO3與NaHCO3物理性質(zhì)(wl xngzh)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(bis)固體純堿(chn jin)、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(yè)/共33頁(yè)第十二頁(yè)，共33頁(yè)。第13頁(yè)/共33頁(yè)第十三頁(yè)，共33頁(yè)。根據(jù)學(xué)過(guò)的碳酸鈣的性質(zhì)預(yù)測(cè)碳酸鈉和碳酸氫鈉的性質(zhì)1、碳酸鈉可能與哪些物質(zhì)(wzh)反應(yīng)？2、碳酸氫鈉可能與哪些物質(zhì)(wzh)反應(yīng)？活動(dòng)(hu dng)探究第14頁(yè)

7、/共33頁(yè)第十四頁(yè)，共33頁(yè)。（二）Na2CO3與NaHCO3的化學(xué)性質(zhì)(huxu xngzh)比較實(shí)驗(yàn)內(nèi)容實(shí)驗(yàn)內(nèi)容實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象結(jié)論結(jié)論與與H+與與NaOH與與CaCl2與與Ca(OH)2加熱加熱都產(chǎn)生(chnshng)氣泡CO32-+2H+= CO2 + H2OHCO3-+H+= CO2 +H2O無(wú)明顯(mngxin)現(xiàn)象Na2CO3不反應(yīng)HCO3-+OH-= CO32- +H2OCO32-+Ca2+= Ca CO3Ca2+ +HCO3-+OH- = Ca CO3 +H2OCO32-+Ca2+= Ca CO3NaHCO3不反應(yīng)Na2CO3無(wú)現(xiàn)象NaHCO3分解產(chǎn)生CO22NaHCO3=N

8、a2CO3+CO2+H2ONa2CO3不分解第15頁(yè)/共33頁(yè)第十五頁(yè)，共33頁(yè)。2NaHCO3=Na2CO3+CO2+H2O碳酸氫鈉受熱分解實(shí)驗(yàn)(shyn)裝置：第16頁(yè)/共33頁(yè)第十六頁(yè)，共33頁(yè)。Na2CO3+CO2+H2O = 2NaHCO3NaHCO3+NaOH = Na2CO3+H2O2NaHCO3=Na2CO3+CO2+H2O第17頁(yè)/共33頁(yè)第十七頁(yè)，共33頁(yè)。討 論1、如何鑒別Na2CO3與NaHCO3 ？2、如何除去(ch q)Na2CO3中少量的NaHCO3？3、如何除去(ch q)NaHCO3中少量的Na2CO3？第18頁(yè)/共33頁(yè)第十八頁(yè)，共33頁(yè)。Na2CO3+2H

9、Cl=2NaCl+H2O+CO2106g 2mol 1molNaHCO3+HCl=NaCl+H2O+CO2思考：1、等物質(zhì)的量的Na2CO3和NaHCO3與鹽酸(yn sun)反應(yīng)，消耗鹽酸(yn sun)的物質(zhì)的量之比為：_；產(chǎn)生的CO2的物質(zhì)的量之比為：_2、等質(zhì)量(zhling)的 Na2CO3（106 gmol-1）和 NaHCO3（84 gmol-1）與鹽酸反應(yīng)，_消耗鹽較多；_產(chǎn)生的CO2多。產(chǎn)生的CO2較快。2：11：1Na2CO3 84g 1mol 1molNaHCO3 NaHCO3第19頁(yè)/共33頁(yè)第十九頁(yè)，共33頁(yè)。1、自然界中碳及其化合物間的轉(zhuǎn)化(zhunhu)大氣(dq

10、)中的二氧化碳綠色植物海洋光合作用呼吸動(dòng)物呼吸排泄巖石風(fēng)化溶解光合作用森林草原化石燃料噴發(fā)火山燃燒燃燒動(dòng)植物遺體演變第20頁(yè)/共33頁(yè)第二十頁(yè)，共33頁(yè)。第21頁(yè)/共33頁(yè)第二十一頁(yè)，共33頁(yè)。第22頁(yè)/共33頁(yè)第二十二頁(yè)，共33頁(yè)。模擬“溶洞(rngdng)的形成”實(shí)驗(yàn)方案(fng n)及實(shí)驗(yàn)記錄：實(shí)驗(yàn)內(nèi)容實(shí)驗(yàn)內(nèi)容實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象離子方程式離子方程式澄清石灰水持續(xù)通入CO2開(kāi)始出現(xiàn)(chxin)白色沉淀,CO2過(guò)量時(shí)沉淀溶解澄清溶液加熱出現(xiàn)白色沉淀第23頁(yè)/共33頁(yè)第二十三頁(yè)，共33頁(yè)。2、生產(chǎn)(shngchn)和生活中碳及其化合物間的轉(zhuǎn)化寫(xiě)出高爐煉鐵過(guò)程中碳元素所發(fā)生化學(xué)反應(yīng)方程式 高爐煉

11、鐵主要的反應(yīng)原理 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(xngchng)的？如何除去水壺中的水垢？ Ca(HCO3)2=CaCO3+CO2+H2O CaCO3+2HCl= CaCl2+CO2+H2O高溫(gown)高溫高溫第24頁(yè)/共33頁(yè)第二十四頁(yè)，共33頁(yè)。除去(ch q)水垢：日常生活：食醋工業(yè)(gngy)：濃鹽酸第25頁(yè)/共33頁(yè)第二十五頁(yè)，共33頁(yè)。第26頁(yè)/共33頁(yè)第二十六頁(yè)，共33頁(yè)。關(guān)于Na2CO3與NaHCO3混合

12、物中各成份的計(jì)算。例題將某碳酸鈉和碳酸氫鈉(tn sun qn n)的混合物 2.74g 加熱到質(zhì)量不再變化時(shí)，剩余物質(zhì)量為 2.12g 。求：混合物中碳酸氫鈉(tn sun qn n)與碳酸鈉的物質(zhì)的量；將這種混合物與足量的稀鹽酸反應(yīng)可以 生成標(biāo)準(zhǔn)狀況下的氣體體積。第27頁(yè)/共33頁(yè)第二十七頁(yè)，共33頁(yè)。解:用差量法計(jì)算：2NaHCO3=Na2CO3+CO2+H2O 固體(gt)質(zhì)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(yè)/共33頁(yè)第二十八頁(yè)，共33頁(yè)。碳的多樣性具體表現(xiàn):碳單質(zhì)的多樣性-石墨金剛石C60含碳化合物的多樣性-有機(jī)物無(wú)機(jī)物碳轉(zhuǎn)化的多樣