1、第3章自然界中的元素第1节碳的多样性C60金刚石石墨无色透明、坚硬的晶体深灰色、质软、不透明、导电的片状固体灰黑色固体一、多种多样的碳单质由同一种元素组成的性质不同的单质，叫做该元素的同素异形体。10928金刚石是一种具有空间网状结构的原子晶体，在晶体中，每个碳原都被相邻的4个碳原子包围，处于4个碳原子的中心，以共价键与4个碳原子结合。成为正四面体结构，这些正四面体向空间发展，构成彼此联结的立体网状结构。金刚石的熔点（3550）和沸点（4827）都很高,硬度很大。金刚石-120共价键范德华力石墨是层状结构，在每一层内，碳原子排成六边形，每个碳原子与其它3个碳原子以共价键结合，形成平面的网状结构
2、；在层与层之间，是以分子间作用力结合的。由于同一层的碳原子以较强共价键结合，使石墨的熔点很高(比金刚石的还要高）,沸点与金刚石相同。但由于层与层之间的分子间作用力很弱，容易滑动，使石墨的硬度很小。石墨C60分子结构示意图共价键12个正五边形20个正六边形二、含碳化合物的多样性含碳化合物无机物：有机物：CO、CO2、H2CO3、碳酸盐等除了以上物质，含碳的化合物。三、碳单质的化学性质还原性1、二氧化碳的性质 氧化性：CO2+C=2 CO CO2+2 Mg=2 MgO+C点燃 酸性氧化物：CO2+Ca(OH)2=CaCO3 +H2O CaCO3+CO2+H2O=Ca(HCO3)2Na2CO3(饱和
3、)+CO2+H2O=2NaHCO3四、碳氧化物注意：不能用CO2扑灭Mg、Na火 2CO2+2Na=Na2CO3+CONa2SiO3+CO2+H2O=H2SiO3+Na2CO3（02上海）将足量CO2通人KOH和Ca(OH)2的混合稀溶液中，生成沉淀的物质的量（n）和通入CO2体积（y）的关系正确的是DCOCO2物理性质无色、无味气体，同比空气密度略小，标准密度1.25gL，难溶于水，CO有毒。无色、无味气体，同况比空气密度大，密度1.977g/L，1体积水可溶解1体积CO2，加压、降温变为雪状固体“干冰”。化学性质1.1.COCO22可与碱性氧化物可与碱性氧化物CaO+COCaO+CO22=
4、CaCO=CaCO33与碱反与碱反应应 2 2NaOH+CONaOH+CO22=Na=Na22COCO33+H+H22OO 1.1.COCO属不成属不成盐盐氧氧化物，一般不与酸、化物，一般不与酸、碱、碱、盐盐反反应应;3.主要表现还原性：CO+CuO=Cu+CO24.CO有剧毒是大气污染物 2.2.COCO可燃可燃 焰蓝焰蓝22CO+OCO+O22=2CO=2CO22点燃3.3.具有弱氧化性具有弱氧化性Mg+COMg+CO22=C+2MgO=C+2MgO2.2.不可燃烧，但支持某些物质燃烧不可燃烧，但支持某些物质燃烧22Mg+COMg+CO22=点燃=C+2MgOC+2MgO4.4.COCO2
5、2无毒，会造成温室效应无毒，会造成温室效应2、碳氧化物的比较3、CO、CO2的制取方法COCO2原理HCOOHH2O+COCaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2药品甲酸、浓硫酸大理石、稀盐酸(稀硝酸)装置液液加热启普发生器除杂碱石灰饱和小苏打液、浓硫酸收集排水法向上排空气法检验燃烧的木条(澄清石灰水)尾气点燃(或通过灼热CuO)排空或者碱吸收实验室制CO装置实验室制CO2装置碳酸钠碳酸氢钠俗 名色、态水溶性热稳定性与酸反应与碱反应转化关系白色晶体，易溶于水白色晶体，溶于水（小）Na2CO3受热难分解CO32-+2H+=CO2+H2OHCO3-+H+=CO2+H2O相同条件下放出CO2
6、的速度NaHCO3比Na2CO3快Na2CO3+Ca(OH)2=CaCO3+2NaOHNaHCO3+NaOH=Na2CO3+H2O2NaHCO3+Ca(OH)2=CaCO3+Na2CO3+2H2O2NaHCO3=Na2CO3+CO2+H2O Na2CO3NaHCO3CO2+H2O加热或加NaOH碳酸钠和碳酸氢钠的化学性质纯碱、苏打小苏打五、碳酸盐的热稳定性规律 Na2CO3、K2CO3的热稳定性极强，在高温熔化下也难分解。CaCO3、BaCO3、MgCO3、CuCO3等热稳定性很强，但在高温下能分解，生成金属氧化物和二氧化碳。NaHCO3、KHCO3、NH4 HCO3、（NH4）2CO3、Ca
7、（HCO3）2的热稳定性较差，在固态时加热易分解：2NaHCO3 Na2CO3+CO2+H2O 2KHCO3 K2CO3+CO2+H2O NH4 HCO3 NH3+CO2+H2O（NH4）2CO3 2NH3+CO2+H2O Ca（HCO3）2 CaCO3+CO2+H2O六、硅酸根离子、碳酸根离子离子检验CO32-原理：CO32-+Ca2+=CaCO3 CaCO3为白色固体，不溶于水但溶于盐酸或硝酸，且生成无色、无味的气味。CaCO3+2H+=Ca 2+CO2+H2O 方法：向待检溶液中加入过量的CaCl2溶液，若生成白色沉淀，再加入稀盐酸或稀硝酸，若白色 沉淀又溶解，且生成无色、无味气体，则待
8、检溶液中有CO32-。注意：试剂CaCl2溶液也可用Ca（NO3）2、BaCl2、Ba（NO3）2等的溶液代之，但不能用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之以排除Ag+的干扰。但不可用硫酸溶液，原因是H2 SO4溶解CaCO3 或BaCO3的效果不佳；HCO3-原理：HCO3-的盐易溶于水，易与H+反应；HCO3-+H+=CO2+H2O CO2为无色无味气味。方法：向待检溶液中加入足量的Ca2+或Ba2+的可溶性盐溶液。若无明显现象，再向溶液中加入足量的酸（如盐酸、硝酸、醋酸等）溶液，若溶液中逸出无色、无味的气体，则待检溶液
9、中有HCO3-。注意：Ca2+或Ba2+的溶液不可用Ca（OH）2溶液或Ba（OH）2溶液，原因是OH-将HCO3-转化为CO32-；加酸后要通过气体的气味排除HSO3-的干扰。作业：写出下列反应的化学方程式CCO2Na2CO3NaHCO3COCaCO3Ca(HCO3)2注：不能重复1.C+O2=CO2点燃2.2C+O2=2CO点燃3.CO2+2Mg =C+2MgO点燃4.C+CO2=2CO高温5.CO2+2NaOH=Na2CO3+H2O6.CO2+Ca（OH）2=CaCO3+H2O7.2CO+O2=2CO2燃烧8.CO2+H2O+Na2CO3=2NaHCO313.2NaHCO3+Ca（OH）
10、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、下列各溶液中，分别通入过量的CO2气体后，有沉淀生成的是A漂白粉溶液B石灰水CCaCl2溶液D硅酸钠溶液2、下列对碳的同素异形体：金刚石、石墨、和C60的说法中，错误的是A.C60的摩
11、尔质量是720B.硬度金刚石比石墨大C.在一定条件下与O2反应生成CO2D.在一定条件下它们可能相互转化DA3、下列关于Na2CO3和NaHCO3说法中不正确的是A.Na2CO3更易溶于水B.Na2CO3比NaHCO3稳定C.跟酸反应Na2CO3比NaHCO3更剧烈D.都能跟石灰水反应得到白色沉淀4、除去混在碳酸钠粉末中的少量碳酸氢钠，最合理的方法是A.加热B.加NaOH溶液C.加盐酸D.加CaCl2溶液CA5、等体积等物质的量浓度的NaHCO3和BaOH2溶液混合离子方程式正确的是 HCO3-+OH-=H2O +CO32-2 HCO3-+BaOH2=BaCO3+2H2O+HCO32-HCO3
12、-+Ba2+OH-=BaCO3+H2O 2 HCO3-+Ba2+2OH-=BaCO3+2H2O+CO32-C6、COX中气体杂质的除去方法：（1）CO中混有CO2通过盛有澄清石灰水的洗气瓶。（2）CO2中混有CO通过硬质玻璃管中灼热的CuO。（3）CO2中混有HCl通过盛饱和NaHCO3溶液的洗气瓶。7、锡、铅两种元素的主要化合价是+2价和+4价，其中+2价锡和+4价铅的化合物是不稳定的，+2价锡离子有强还原性，+4价铅化合物有强氧化性。如Sn2+比Fe2+还原性强，PbO2比Cl2氧化性强，写出下列反应的化学方程式。（1）FeCl3溶液滴入SnCl2溶液；（2）PbO2遇浓盐酸。（1）2 FeCl3+SnCl22 FeCl2+SnCl4（2）PbO2+4HClPbCl2+2H2O+Cl2 已知：还原性Sn2+Fe2+，氧化性PbO2Cl2。试写出下列化学方程式：氯气与锡共热：_氯气与铅共热：_PbO2浓盐酸共热_能说明Sn2+还原性比Fe2+还原性强的离子方程式是_.把棕色的PbO2投入亚硫酸溶液中充分反应，可观察到把棕色的PbO2逐渐变成白色固体物质 _Sn+2Cl2=SnCl4Pb+Cl2=PbCl2PbO2+4HCl=PbCl2+Cl2+2H2OPbO2+H2SO3=PbSO4+H2OSn2+2Fe3+=Sn4+2Fe2+例题评讲：
