第3章 第1节 第1课时　碳单质　广泛存在的含碳化合物

1、教育精选第1节碳的多样性第1课时碳单质广泛存在的含碳化合物1.了解碳单质的多样性以及同素异形体的概念，会判断同素异形体。2.了解自然界中含碳化合物的多样性。3.掌握碳酸钠和碳酸氢钠的性质。(重点)多 种 多 样 的 碳 单 质基础初探1同素异形体(1)定义：由同一种元素组成的性质不同的几种单质。(2)实例：O2与O3，白磷与红磷，金刚石与石墨及C60。2碳的同素异形体的比较 物质内容 金刚石(C)石墨(C)C60外观无色透明晶体深灰色、不透明的片状固体灰黑色固体结构由正四面体构成的空间网状结构由正六边形构成的平面层状结构由正五边形和正六边形排列而成的足球状分子硬度很大质软，在纸上可留痕迹导电性

2、不导电良好不导电探究升华思考探究一定条件下，石墨可以转化成金刚石，该过程属于物理变化还是化学变化？说明理由。该变化过程是否是氧化还原反应？【提示】化学变化。有新物质生成的变化一定属于化学变化。该变化过程不是氧化还原反应。认知升华1同素异形体是同种元素组成的结构不同的单质，属于不同物质，故同素异形体之间的转化为化学变化。据此可得到规律：有单质参加或生成的化学反应不一定是氧化还原反应。2碳元素的同素异形体有金刚石、石墨、C60等。金刚石是自然界中硬度最大的物质；石墨可导电，可做电极材料等。题组冲关1下列说法中，正确的是 ()A仅由碳元素组成的物质一定是纯净物B金刚石、石墨、足球烯(C60)互为同素

3、异形体C同素异形体之间的转化属于物理变化D金刚石和石墨的物理性质不同，化学性质也不相同【解析】碳元素的单质有金刚石、石墨、C60等，金刚石是纯净物，但金刚石与石墨组成的物质就是混合物；同素异形体间的转化，由于反应物与生成物不同，应属化学变化；金刚石、石墨、C60是碳元素的三种同素异形体，它们的物理性质有差异，但化学性质是相同的。【答案】B2下列说法中正确的是()A金刚石、石墨和C60性质不同的根本原因是所含碳原子的数目不同B金刚石、石墨和C60在氧气中完全燃烧都生成二氧化碳CC60和P4互为同素异形体DH2O和H2O2互为同素异形体 【解析】金刚石、石墨和C60性质不同是由于它们的结构不同，A

4、错误。三者均由碳元素组成，完全燃烧都生成CO2，B正确。同素异形体是同种元素组成的不同单质，C中C60和P4组成元素不同，D中H2O和H2O2均为化合物，故C、D错误。【答案】B3用短线连接和中相应的物质和用途。【解析】碳元素存在金刚石、石墨和C60等多种同素异形体，由于它们的颜色、光泽、透明度、质地、导电性等物理性质不同，决定了它们有不同的用途。石墨质软，具有润滑性和导电性，可用于制作铅笔芯、电极、电车滑块、润滑剂等；金刚石具有晶莹剔透、硬度大等性质，可用做装饰品和磨具等；C60具有一些特性，有可能成为新型的催化剂或催化剂的载体。【答案】ABC广 泛 存 在 的 含 碳 化 合 物基础初探1

5、种类繁多的含碳化合物含碳化合物2碳酸钠和碳酸氢钠(1)组成及物理性质物质内容碳酸钠碳酸氢钠化学式Na2CO3NaHCO3俗名苏打、纯碱小苏打颜色状态白色固体细小白色固体溶解性易溶于水较易溶于水(比Na2CO3溶解度小)用途玻璃、造纸发酵粉、治疗胃酸过多(2)化学性质探究升华思考探究甲乙问题思考：(1)向足量的盐酸中倒入等物质的量的Na2CO3和NaHCO3固体粉末，两个装置中的气球有何变化？【提示】甲气球比乙气球先变大，最终甲、乙两气球体积相同。(2)向足量的盐酸中倒入等质量的Na2CO3和NaHCO3固体粉末，两个装置中的气球有何变化？【提示】甲气球比乙气球先变大，最终气球体积：甲乙。认知升

6、华1Na2CO3、NaHCO3与足量盐酸反应的比较2Na2CO3、NaHCO3与盐酸反应的反应原理及现象(1)Na2CO3溶液与盐酸反应Na2CO3溶液与盐酸反应时，滴加顺序不同，实验现象不同，产生的CO2的量也可能不同。滴加顺序反应现象离子方程式滴加Na2CO3溶液，马上有气体放出后CO2H=CO2H2O开始无明显现象，后来有气体放出开始：COH=HCO后来：HCOH=CO2H2O(2)NaHCO3溶液与盐酸反应无论将NaHCO3溶液滴入盐酸中，还是将盐酸滴入NaHCO3溶液中，都只发生反应：HCOH=CO2H2O，即开始滴加就会有CO2气体生成。3Na2CO3、NaHCO3的鉴别方法4Na

7、2CO3、NaHCO3的提纯方法(括号内为杂质)固体 Na2CO3(NaHCO3)：加热2NaHCO3Na2CO3CO2H2ONaHCO3(Na2CO3)：加水溶解制成饱和溶液，通入足量CO2气体，结晶、过滤溶液 Na2CO3(NaHCO3)：加适量NaOH溶液NaHCO3NaOH=Na2CO3H2ONaHCO3(Na2CO3)：通入足量CO2Na2CO3H2OCO2=2NaHCO3题组冲关题组1碳酸钠、碳酸氢钠与盐酸的反应1下列关于碳酸钠和碳酸氢钠的比较中正确的是()A碳酸氢钠的溶解度大于碳酸钠B与盐酸反应放出等量的二氧化碳消耗碳酸钠的质量小于碳酸氢钠C与等浓度的盐酸反应，碳酸氢钠反应的速率

8、快D等质量的碳酸钠和碳酸氢钠与盐酸反应，碳酸钠消耗盐酸少【解析】NaHCO3的溶解性较小，A项错误。放出1 mol CO2消耗Na2CO3 106 g，消耗NaHCO3 84 g，B项错误。NaHCO3与盐酸反应的速率比Na2CO3要快，这是因为HCOH=H2OCO2，而CO与H结合生成CO2分两步进行，先要生成HCO，后再生成CO2，C项正确。106 g Na2CO3消耗73 g盐酸，而106 g NaHCO3消耗盐酸少于73 g，D项不正确。【答案】C2如图所示，往某Na2CO3溶液中滴入稀盐酸产生CO2的过程。(1)写出a点以前发生反应的离子方程式：_。(2)写出a点到b点发生反应的离子

9、方程式：_。(3)若某Na2CO3溶液中含m mol Na2CO3，滴入一定量的稀盐酸，恰好使溶液中Cl和HCO的物质的量之比为21，则滴入稀盐酸的物质的量等于_mol(用m表示)。【解析】(1)a点以前无CO2产生，发生的反应为：Na2CO3HCl=NaClNaHCO3。(2)a点到b点产生CO2的量随加入盐酸的量的增大而逐渐增加，发生的反应为：NaHCO3HCl=NaClCO2H2O。(3)当溶液中n(Cl)n(HCO)21时，设n(Cl)x mol，则n(HCO) mol，此时溶液中的溶质离子为Na，Cl、HCO，据电荷守恒规律可得：x mol moln(Na)2m mol，解得xm m

10、ol。由物料守恒n(HCl)n(Cl)m mol。【答案】(1)COH=HCO(2)HCOH=CO2H2O(3)【题后归纳】将盐酸滴入Na2CO3溶液中，CO与H先结合生成HCO后，HCO再结合H生成H2CO3(CO2H2O)，所以刚开始无CO2气体生成。而Na2CO3溶液滴入盐酸中，滴入的CO的量远远小于盐酸中H的量，即使CO分步结合H，速度也非常快，所以立即有CO2气体生成。题组2碳酸钠、碳酸氢钠的鉴别与提纯3现有两瓶白色固体化学药品，一瓶为Na2CO3，另一瓶为NaHCO3。无法将其鉴别开来的方法是()A加热B两者分别与同浓度的稀盐酸反应C溶于水，加入CaCl2溶液D两者分别加入氢氧化钠

11、溶液或Ba(OH)2溶液【解析】加热时，试管内壁有较多水珠生成，且生成使澄清石灰水变浑浊的气体的是NaHCO3，A项正确。与同浓度的稀盐酸反应，可根据产生气泡的速度不同鉴别，B项正确。Na2CO3与CaCl2反应生成沉淀，NaHCO3与CaCl2不反应，C项正确。两者与氢氧化钠溶液混合后均没有明显现象，与Ba(OH)2都能反应生成白色沉淀，现象完全相同，D项不能鉴别。【答案】D4除去Na2CO3粉末中NaHCO3的方法是 ()A加入过量的NaOH溶液，再蒸发结晶B直接加热C加入Ba(OH)2固体D加入盐酸【解析】除去Na2CO3粉末中的NaHCO3，利用加热分解NaHCO3的方法。【答案】B5下列有关Na2CO3和NaHCO3的叙述中正确的是()A相同质量的Na2CO3和NaHCO3与足量盐酸作用时，产生的气体质量相同BNa2CO3比NaHCO3热稳定性强CNa2CO3不能与澄清石灰水反应DNa2CO3和NaHCO3均可与NaOH溶液反应【解析】Na2CO32HCl=2NaClCO2H2O，NaHCO3HCl=NaClCO2H2O，相同质量的Na2CO3和NaHCO3与足量盐酸作用时，产生的气体质量不同，A项错误；Na