1、第3章自然界中的元素第1节碳的多样性第1课时碳的单质和化合物学习目标定位：1.能记住同素异形体的概念，知道碳的三种同素异形体，它们的物理性质有较大的差别，导致物理性质相异的主要原因是碳原子的排列方式不同。2.知道含碳元素的化合物种类繁多，一般分为含碳的无机化合物和有机化合物两大类，通过活动探究认识碳酸钠和碳酸氢钠的主要性质，初步体会它们性质的差异。知识点一多种多样的碳单质【探究活动】1自然界中的碳元素既有游离态又有化合态，举例说明哪些物质中碳元素以游离态存在？哪些物质中碳元素以化合态存在？2下面分别是石墨、金刚石和C60的图片将三者的对比填入下表中。物质性质金刚石(C)石墨(C)C60外观无色
2、透明晶体_色、不透明的片状固体灰黑色固体结构由_构成的_结构由_构成的_结构由_和_排列而成的“_”分子硬度很大_，在纸上可留痕迹导电性不导电良好不导电3.同素异形体是指由同一种元素组成的性质不同的几种单质。根据所学知识，你认为形成同素异形体的原因是什么？你能证明金刚石和石墨是同素异形体吗？如何证明？4同素异形体之间的转化是否属于氧化还原反应？以O2与O3之间的转化为例加以说明。【学以致用】1下列说法中正确的是()A木炭和石墨都是由碳元素组成的纯净物B石墨能导电，木炭有吸附能力C造成金刚石和石墨物理性质的差异是由于组成两种物质的元素不同DC60是一种新型化合物知识点二广泛存在的含碳化合物【探究
3、活动】1下列含碳元素的物质中，哪些属于有机物？哪些属于无机物？(1)酒精(2)二氧化碳(3)甲烷(4)大理石(5)淀粉(6)碳酸镁(7)小苏打2.如上图，按装置进行实验准备，然后将球泡内的等质量的碳酸钠和碳酸氢钠的粉末同时倒入等体积、等浓度的稀盐酸中。仔细观察实验，完成下列填空。(1)实验现象：_。(2)反应的化学方程式：_；_。(3)离子方程式：_；_。(4)问题思考为什么Na2CO3与稀盐酸的反应不如NaHCO3与稀盐酸的反应剧烈？滴加盐酸后产生无色无味且能使澄清石灰水变浑浊的气体的溶液中是否一定含有CO？3.实验装置：如右图，用大试管盛装固体进行加热，用澄清石灰水对产物进行检验。实验步骤
4、：按装置图进行仪器连接，在烧杯内加入水，用酒精灯微热大试管进行气密性检验，在大试管中装入NaHCO3固体(或Na2CO3固体)，在烧杯内加入澄清石灰水，用酒精灯加热药品，观察实验现象。(1)实验现象：_。(2)结论：_。(3)化学方程式：_。4实验：将Ba(OH)2溶液分别滴入Na2CO3溶液和NaHCO3溶液中。(1)实验现象：_。(2)反应的化学方程式：_；_。(3)离子方程式：Ba2CO=BaCO3；2HCOBa22OH=BaCO32H2OCO。5实验：将BaCl2溶液分别逐滴滴入Na2CO3和NaHCO3溶液中。(1)实验现象：_。(2)反应的化学方程式：_。(3)离子方程式：_。6综
5、合以上分析将Na2CO3和NaHCO3的比较填入下表物质内容碳酸钠碳酸氢钠化学式俗名_或_颜色、状态_色_体_色_体溶解性_溶于水_溶于水，但溶解度比同温下Na2CO3的_稳定性不稳定、受热分解，化学方程式为_与盐酸反应NaHCO3HCl=NaClCO2H2O与NaOH反应不反应主要用途玻璃、造纸发酵粉、治胃病相互转化Na2CO3NaHCO3【学以致用】2下列关于Na2CO3和NaHCO3的说法正确的是()ANa2CO3比NaHCO3更易溶于水BNaHCO3比Na2CO3稳定C石灰水能和Na2CO3反应，不能与NaHCO3反应D等物质的量的Na2CO3和NaHCO3与足量盐酸反应，消耗盐酸的物
6、质的量之比为121同素异形体的判断要注意三个要点(1)必须由同一元素组成；(2)必须是不同的单质；(3)必须结构不同。例如：金刚石、石墨与C60；O2与O3；白磷与红磷等。2Na2CO3和NaHCO3的鉴别与除杂(1)鉴别状态鉴别方法Na2CO3NaHCO3固态加热无明显变化分解产生无色气体(CO2)溶液逐滴滴加盐酸开始无明显现象，一段时间后有气体产生一滴加就有气体产生滴加CaCl2溶液产生白色沉淀(CaCO3)无明显变化(2)除杂(括号内为杂质)Na2CO3(NaHCO3)NaHCO3(Na2CO3)固体加热2NaHCO3Na2CO3H2OCO2加水制成饱和溶液，通入足量CO2，结晶过滤溶液
7、加适量NaOH溶液NaHCO3NaOH=Na2CO3H2O通入CO2 Na2CO3H2OCO2=2NaHCO3注意(1)区别Na2CO3和NaHCO3不能用Ba(OH)2或Ca(OH)2溶液，原因是二者均能产生沉淀，Na2CO3Ba(OH)2=BaCO32NaOH,2NaHCO3Ba(OH)2=BaCO3Na2CO32H2O。(2)除杂或鉴别时，要特别注意二者的相互转化：第3章自然界中的元素第1节碳的多样性第1课时碳的单质和化合物知识点一探究活动1金刚石、石墨、C60中的碳元素是以游离态存在。Na2CO3、NaHCO3、CO2、CO、H2CO3中的碳元素是以化合态形式存在。2深灰正四面体空间网
8、状平面六边形层状正五边形正六边形足球质软3形成同素异形体的原因是原子之间的排列方式不同。可以证明金刚石和石墨是同素异形体，将石墨和金刚石充分燃烧，都生成CO2。4打雷放电时，空气中有极少量氧气会转化成臭氧。3O22O3。因为氧气与臭氧的化合价都是零，没有化合价的升降，所以是非氧化还原反应。同素异形体之间的转化均属于非氧化还原反应。学以致用1B知识点二探究活动1(1)(3)(5)属于有机物，(2)(4)(6)(7)属于无机物。2(1)剧烈反应，产生大量气泡，球泡鼓起，盛NaHCO3的球泡鼓起的速度比盛Na2CO3的快得多(2)Na2CO32HCl=2NaClH2OCO2NaHCO3HCl=NaC
9、lH2OCO2(3)CO2H=H2OCO2HCOH=H2OCO2(4)1 mol CO要结合2 mol H才生成二氧化碳，而1 mol HCO只需结合1 mol H即可生成二氧化碳，故Na2CO3与稀盐酸不如NaHCO3与稀盐酸反应剧烈。不一定，也可能含有HCO。3(1)加热NaHCO3时试管口有水珠产生，澄清石灰水中先有气泡产生，然后产生白色沉淀；加热Na2CO3时，无明显现象产生(2)NaHCO3固体对热不稳定，受热易分解；而Na2CO3对热很稳定(3)2NaHCO3Na2CO3H2OCO24(1)都有白色沉淀产生(2)Na2CO3Ba(OH)2=BaCO32NaOH2NaHCO3Ba(O
10、H)2(少量)=BaCO3Na2CO32H2O5(1)在Na2CO3溶液中有白色沉淀生成，而在NaHCO3溶液中无现象(2)Na2CO3BaCl2=BaCO32NaCl(3)Ba2CO=BaCO36Na2CO3NaHCO3纯碱苏打小苏打白晶白晶易易小稳定2NaHCO3Na2CO3CO2H2ONa2CO32HCl=2NaClCO2H2ONaHCO3NaOH=Na2CO3H2O学以致用2A从溶解度看，20时，Na2CO3的溶解度为21.5 g，NaHCO3的溶解度为9.6 g，故A正确；从热稳定性看，Na2CO3要851以上才能分解，而NaHCO3加热至270就开始分解，故B不正确；石灰水均能与Na2CO3、NaHCO3反应，所以C不正确；Na2CO32HCl=2NaClCO2H2O，NaHCO3HCl=NaClH2OCO2，所以D不正确。