高中化学《碳的多样性》课件_鲁科版必修1

1、第第1 1节节 碳的多样性1.1.通过介绍各种碳单质，使学生了解同素异形体的概念，知道通过介绍各种碳单质，使学生了解同素异形体的概念，知道碳有三种同素异形体，它们的物理性质有较大的差别，导致物碳有三种同素异形体，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不同。理性质相异的主要原因是碳原子的排列不同。2.2.知道含碳元素的化合物种类巨大，一般分为无机含碳化合物知道含碳元素的化合物种类巨大，一般分为无机含碳化合物与有机含碳化合物两大类。通过活动探究认识碳酸钠和碳酸氢与有机含碳化合物两大类。通过活动探究认识碳酸钠和碳酸氢钠的重要性质，初步体会它们性质的差异。钠的重要性质，初

2、步体会它们性质的差异。3.3.根据生产、生活中碳元素转化实例，了解碳单质、一氧化碳、根据生产、生活中碳元素转化实例，了解碳单质、一氧化碳、二氧化碳、碳酸盐、碳酸氢盐之间的相互转化，进一步了解它二氧化碳、碳酸盐、碳酸氢盐之间的相互转化，进一步了解它们的性质。使学生能够解释与含碳物质有关的现象和解决简单们的性质。使学生能够解释与含碳物质有关的现象和解决简单的问题，如水垢的形成与消除，煤燃烧的现象的原理等，体会的问题，如水垢的形成与消除，煤燃烧的现象的原理等，体会化学在人类生产、生活中的应用，激发学生学习化学的情趣。化学在人类生产、生活中的应用，激发学生学习化学的情趣。本节教材的教学目标本节教材的教

3、学目标本节教材的重点难点本节教材的重点难点知识：知识：碳元素之间的相互转化，碳酸钠与碳酸氢钠的性质。碳元素之间的相互转化，碳酸钠与碳酸氢钠的性质。方法：方法：应用各类物质之间的反应关系和氧化还原反应的知识，应用各类物质之间的反应关系和氧化还原反应的知识，探讨物质的性质，以及含有相同元素的物质之间的转化。探讨物质的性质，以及含有相同元素的物质之间的转化。 教材框架教材框架活动探究活动探究活动探究活动探究交流研讨交流研讨方解石方解石珊瑚珊瑚CaCO3CCaCO3金刚石金刚石C煤煤C1 1、这些物质都含有什么元素，以什么形态存在？、这些物质都含有什么元素，以什么形态存在？2 2、你身边还有什么物质含

4、有这种元素？、你身边还有什么物质含有这种元素？一、多种多样的碳单质一、多种多样的碳单质石石 墨墨 深灰色、硬度深灰色、硬度小、不透明、易导电的小、不透明、易导电的片状固体，熔点极高。片状固体，熔点极高。金刚石金刚石 金刚石是硬度金刚石是硬度最大，熔点最高的单质，最大，熔点最高的单质，无色透明的晶体，无自无色透明的晶体，无自由电子，不导电。由电子，不导电。C60灰黑色的固体灰黑色的固体, ,不导电，又名不导电，又名富勒烯富勒烯 由由同一种元素同一种元素组成的组成的性质不同性质不同的几种的几种单质单质，叫做该元素的叫做该元素的同素异形体同素异形体（allotrope)金刚石、石墨、和金刚石、石墨、

5、和C60 是碳元素的同素异形体。是碳元素的同素异形体。氧气和氧气和 O3 是氧元素的同素异形体是氧元素的同素异形体为什么同是碳元素能组成不同的碳单质？为什么同是碳元素能组成不同的碳单质？335pm核间距142pm结论：结论：碳原子的碳原子的排列方式排列方式不同不同K3C60由球碳可以合成出由球碳可以合成出品种繁多的各种化品种繁多的各种化合物合物大理石大理石溶洞溶洞二、广泛存在的含碳化合物二、广泛存在的含碳化合物含碳化合物含碳化合物无机化合物无机化合物有机化合物有机化合物根据学过的碳酸钙的性质预测碳酸钠和碳酸氢钠的根据学过的碳酸钙的性质预测碳酸钠和碳酸氢钠的性质性质1、碳酸钠可能与哪些物质反应？

6、、碳酸钠可能与哪些物质反应？2、碳酸氢钠可能与哪些物质反应？、碳酸氢钠可能与哪些物质反应？活动探究活动探究Na2CO3NaHCO3俗俗 名名结晶水合物结晶水合物纯碱或苏打纯碱或苏打小苏打小苏打Na2CO3.10H2O颜色状态颜色状态溶解性（比较）溶解性（比较）白色粉末白色粉末白色晶体白色晶体碳酸钠比碳酸氢钠易溶于水碳酸钠比碳酸氢钠易溶于水物物 理理 性性 质质化化 学学 性性 质质与酸反应与碱反应与盐反应对热稳定性与与 酸酸 反反 应应Na2CO3Na2CO3+2HCl=2NaCl+ H2O+CO2CO32 -+2H+= H2O + CO2NaHCO3NaHCO3+HCl=NaCl+ H2O

7、+ CO2HCO3-+ H+=H2O+CO2 结论：结论： 碳酸钠和碳酸氢钠都易与酸反应，但是碳酸钠和碳酸氢钠都易与酸反应，但是碳酸氢钠碳酸氢钠与酸反应与酸反应比碳酸钠更剧烈比碳酸钠更剧烈。为什么？反应原理（离子方程式）：反应原理（离子方程式）：Na2CO3： CO32 - + H+ = HCO3 -NaHCO3：HCO3 - + H += H2O + CO2HCO3 - + H += H2O + CO2Na2CO3NaHCO3 Na2CO3+Ca(OH)2=CaCO3 +2NaOHCO32 -+Ca2+=CaCO3能与所有可溶碱反应生成碳酸正盐和水能与所有可溶碱反应生成碳酸正盐和水NaHCO

8、3+NaOH=Na2CO3+H2OHCO3-+OH -=CO32-+H2O 易与易与Ba2+、Ca2+的碱的碱反应生成反应生成碳酸碳酸盐盐沉淀和沉淀和NaOH 思考：思考： NaHCO3与与Ca(OH)2是否反应？若反应，反应是否反应？若反应，反应用量不同，离子方程式是否相同？用量不同，离子方程式是否相同？与与 盐盐 反反 应应Na2CO3NaHCO3 Na2CO3+CaCl2=CaCO3 +2NaCl与可溶性的钙盐、钡盐反应生成沉淀与可溶性的钙盐、钡盐反应生成沉淀CO32-+Ca2+=CaCO3可与可与NaHSO4反应反应热热 稳稳 定定 性性Na2CO3NaHCO32NaHCO3= NaC

9、O3+H2O+CO2结论：结论： 加热时，碳酸钠不分解，而碳酸氢钠则分解。加热时，碳酸钠不分解，而碳酸氢钠则分解。即：即：碳酸钠比碳酸氢钠更稳定。碳酸钠比碳酸氢钠更稳定。碳酸钠受热不分解碳酸钠受热不分解 所以可以利用它们对热的稳定性来鉴别它们。所以可以利用它们对热的稳定性来鉴别它们。1 1、如何鉴别碳酸钠和碳酸氢钠、如何鉴别碳酸钠和碳酸氢钠2 2、如何除去碳酸氢钠中的碳酸钠、如何除去碳酸氢钠中的碳酸钠3 3、如何除去碳酸钠中的碳酸氢钠、如何除去碳酸钠中的碳酸氢钠 分别取少量固体加热，能产生使澄清石分别取少量固体加热，能产生使澄清石灰水变浑浊的气体的为碳酸氢钠灰水变浑浊的气体的为碳酸氢钠在混合物

10、溶液中通入足量的二氧化碳在混合物溶液中通入足量的二氧化碳加热固体混合物至质量不再改变加热固体混合物至质量不再改变用用 途途制玻璃、制玻璃、制皂、制皂、造纸、造纸、纺织等纺织等 Na2CO3中国古代造纸流程中国古代造纸流程发酵剂、发酵剂、制药、制药、灭灭火剂等火剂等NaHCO3纳纳 米米 玻玻 璃璃 日前，美国两大玻璃制造商皮尔金顿和日前，美国两大玻璃制造商皮尔金顿和PPG分别宣布，他们分别宣布，他们利用纳米技术研制成功了新型的利用纳米技术研制成功了新型的“自净玻璃自净玻璃” 。新型玻璃会自动。新型玻璃会自动“洗脸洗脸”、“美容美容”，保持明净。，保持明净。 这种玻璃的神奇之处全在于它穿上了这种

11、玻璃的神奇之处全在于它穿上了40纳米厚的二氧化钛纳米厚的二氧化钛“外套外套”，相当于头发丝粗细的，相当于头发丝粗细的1/1500。自净玻璃上的纳米膜与。自净玻璃上的纳米膜与太阳光线中的紫外线反应，会产生双重作用：其一是催化作用，太阳光线中的紫外线反应，会产生双重作用：其一是催化作用，即可以使可见光中的远紫外线分解落在玻璃上的有机物，使有机即可以使可见光中的远紫外线分解落在玻璃上的有机物，使有机污物化为乌有；其二它能使玻璃表面变成亲水性的，能把雨点或污物化为乌有；其二它能使玻璃表面变成亲水性的，能把雨点或雾气变成一个薄层而使玻璃表面湿润，并洗掉玻璃表面的脏物。雾气变成一个薄层而使玻璃表面湿润，并

12、洗掉玻璃表面的脏物。通常，这个涂层被光照通常，这个涂层被光照“充电充电”5日后，夜间也能工作。日后，夜间也能工作。 在自洁的同时，这种纳米涂层还能不断分解甲醛、苯、氨气在自洁的同时，这种纳米涂层还能不断分解甲醛、苯、氨气等有害气体，杀灭室内空气中的各种细菌和病毒，有效地净化空等有害气体，杀灭室内空气中的各种细菌和病毒，有效地净化空气，减少污染。不过生产商承认，如果消费者所住的地区灰尘和气，减少污染。不过生产商承认，如果消费者所住的地区灰尘和油污极重，这种玻璃的效果可能不尽如人意。但对除去普通灰尘，油污极重，这种玻璃的效果可能不尽如人意。但对除去普通灰尘，纳米自净玻璃得心应手。鉴于其巨大的市场需

13、求，目前美国、爱纳米自净玻璃得心应手。鉴于其巨大的市场需求，目前美国、爱尔兰、英国等国家已经开始批量生产这种新产品。尔兰、英国等国家已经开始批量生产这种新产品。 候德榜，著名化工专家。 古代古代，人们从草木灰中提取碳酸钾，后来又从盐碱地和盐湖等天然资源中获取碳酸钠，但量太小。 18621862年年，比利时人索尔维以食盐、氨、二氧化碳食盐、氨、二氧化碳原料发明的制碱法，即索尔维制碱法。该法实现了连续化生产，食盐利用率得到提高，使纯碱价格大大降低，并且产品质量纯净，故被称纯碱。 候氏制碱法候氏制碱法，对上述方法做了较大的改进，此法的最大特点是不从固体碳酸氢铵(NH4HCO3)，而是由盐卤先吸收氨后

14、再碳酸化以进行连续生产，此法的原理是：低温下用氨饱和的饱和食盐水通入二氧化碳（CO2）可析出碳酸氢钠(NaHCO3)，此时母液中Na+减少而Cl-相对多，此时再加入细盐末，因同离子效应，低温氯化铵（NH4Cl）溶解度突然降低，而食盐(NaCl)的溶解度变化不大，所以氯化铵（NH4Cl）析出而食盐不析出，再用氨饱和后通二氧化碳（CO2），结果往返析出NaHCO3和NH4Cl，其中氨由氮与水中的氢化合制成，CO2是提取氢气和氮气的半水煤气之副产品，这样巧妙的把氮气工业和制碱工业联合起来，故候氏制碱法又称联合制碱法候氏制碱法又称联合制碱法。该法生产的碱质量优良，纯白如雪，在1926年获美国费城“万国

15、博万国博览会金质奖章览会金质奖章”。侯侯 氏氏 制制 碱碱 法法习 题 一 有一包白色碳酸钠粉末，如何证明里面是否混有一包白色碳酸钠粉末，如何证明里面是否混有碳酸氢钠？如果有碳酸氢钠，如何除去？有碳酸氢钠？如果有碳酸氢钠，如何除去？ 加热，产生气体，而且气体能使澄清石灰水变混浊加热，产生气体，而且气体能使澄清石灰水变混浊则证明碳酸钠粉末中含有碳酸氢钠。则证明碳酸钠粉末中含有碳酸氢钠。 加热直到没有气体放出，碳酸氢钠就已除尽。加热直到没有气体放出，碳酸氢钠就已除尽。习 题 二 有两瓶无色溶液，分别是稀盐酸有两瓶无色溶液，分别是稀盐酸(a)(a)和碳酸钠和碳酸钠(b)(b)溶液，溶液，不用任何试剂，如何鉴别这两种溶液？不用任