碳及其化合物的性质教案

考点1：同素异形体1．定义：由同种元素组成的不同单质2．注意：（1）必须由同种元素组成（2）必须是单质实例：金刚石、石墨、和C60是碳元素的同素异形体；氧气和臭氧（O3）是氧元素的同素异形体；白磷和红磷是磷元素的同素异形体。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碳原子构成的正四面体结构由平面六边形构成的层状结构由正六边形和正五边形排列而成的球状分子硬度极高质软，在纸上可留痕迹导电性不导电易导电不导电考点2：广泛存在的含碳化合物1．种类繁多的含碳化合物（1）有机物：蛋白质、淀粉、甲烷等。（2）无机物：CO、CO2、大理石、方解石（CaCO3）、菱锌矿（ZnCO3）、菱铁矿(FeCO3)、纯碱、小苏打等。2．碳酸钠和碳酸氢钠物质Na2CO3NaHCO3俗名苏打、纯碱小苏打颜色状态白色固体白色粉末水溶性易溶于水能溶于水溶解度大小比较：Na2CO3>NaHCO3溶液与酚酞变红变红颜色深浅比较：Na2CO3>NaHCO3与盐酸反应Na2CO3+2HCl2NaCl+CO2↑+H2ONaHCO3+HClNaCl+H2O+CO2↑反应速率：NaHCO3>Na2CO3与氯化钙溶液Na2CO3+CaCl2CaCO3↓+2NaCl(CO32－+Ca2＋CaCO3↓)－－－－－－－与澄清石灰水Na2CO3+Ca(OH)2CaCO3↓+2NaOH(CO32－+Ca2＋CaCO3↓)NaHCO3+Ca(OH)2（过量）NaOH+CaCO3↓+H2O(HCO3－+OH－+Ca2+==CaCO3↓+H2O)2NaHCO3+Ca(OH)2（少量）Na2CO3+CaCO3↓+2H2O(2HCO3－+2OH－+Ca2+CaCO3↓+2H2O+CO32－)与氢氧化钠溶液－－－－－NaOH+NaHCO3Na2CO3+H2O(OH－＋HCO3－CO32－＋H2O)热稳定性稳定2NaHCO3Na2CO3＋CO2↑＋H2O主要用途玻璃、造纸、制肥皂、洗涤发酵、医药、灭火器相互转化Na2CO3→NaHCO3：Na2CO3＋CO2＋H2O2NaHCO3NaHCO3→Na2CO3：NaOH＋NaHCO3Na2CO3H2OOH－＋HCO3－CO32－＋H2O2NaHCO3Na2CO3＋CO2↑＋H2O鉴别1．分别加热，有气体放出者为NaHCO3（适用于固体）2．分别滴加盐酸，立即有气体放出者为NaHCO3刚开始无气体放出，一段时间后有气体放出者为Na2CO3，3．分别滴加CaCl2溶液或BaCl2溶液，白色沉淀生成者为Na2CO3，NaHCO3无现象4．等浓度溶液，碱性较强的为Na2CO3考点3：碳及其化合物间的转化自然界中碳及其化合物间的转化二氧化碳的产生和消耗2．溶洞及钟乳石、石笋的形成(模拟溶洞形成的实验)(1)溶洞①形成的化学方程式为：CaCO3+CO2+H2O====Ca(HCO3)2(2)钟乳石、石笋②形成的化学方程式为：Ca(HCO3)2====CaCO3↓+H2O+CO2↑二、生产和生活中碳及其化合物之间的转化1．高炉炼铁(1)原料：焦炭和铁矿石（主要成分是Fe2O3）(2)过程：（实际起还原作用的是CO）a．一氧化碳的生成：C+O2CO2、C+CO22COb．氧化铁被还原的化学方程式：3CO+Fe2O33CO2+2Fe2．木炭燃烧（在燃烧过程中发生C、CO和CO2之间的转化）3．碳在有机物和无机物之间的转化1828年，德国化学家维勒用无机化合物氰酸铵(NH4CNO)首次合成了有机化合物尿素[化学式为CO(NH2)2]，开创了以含碳无机化合物合成有机化合物的先河。4．水垢(1)主要成分：CaCO3、Mg(OH)2等。(2)形成过程：Ca(HCO3)2====CaCO3↓+H2O+CO2↑例题精析【例题1】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溶液或Ba(OH)2溶液【答案】D[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项可以。与同浓度的稀HCl反应，可根据产生气泡的速度不同鉴别B项可以。Na2CO3与CaCl2反应生成沉淀，NaHCO3与CaCl2不反应，C项可以；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，都有白色沉淀生成，现象完全相同，D项无法鉴别.【例题2】下列叙述中，正确的是()A．由碳元素的单质组成的物质一定是纯净物B．金刚石和石墨具有相同的化学组成C．金刚石与石墨之间的转化不属于化学变化D．C60是新发现的一种碳的化合物【答案】B【解析】碳元素形成的单质有多种，不同的单质组成的物质是混合物，金刚石、石墨、C60都是碳元素的单质，它们之间的转化属于化学变化。【例题3】【题干】往100mL的NaOH溶液中通入CO2充分反应后，在减压和较低温度下，小心地将溶液蒸干，得到白色固体M。通入的CO2的体积V(标准状况)与M的质量W的关系如下图所示。试解答下列问题：

(1)A点时，白色固体M的化学式为____________________，通入的CO2的体积为________mL(标准状况下，下同)。

(2)C点时，白色固体M的化学式为____________________，通入的CO2的体积为________mL。(3)B点时M的组成成分为________(用化学式表示)，通入的CO2的体积为________mL。(4)该NaOH溶液的物质的量浓度为________。【答案】(1)Na2CO31120(2)NaHCO32240(3)Na2CO3和NaHCO31792(4)1.0mol·L－1

【解析】从W的质量可以看出A点的质量为5.3g，所以A点M的化学式为Na2CO3，物质的量为0.05mol，所以通入CO2的体积为1120mL。C点的质量为8.4g，所以C点M的化学式为NaHCO3，物质的量为0.1mol，通入CO2的体积为2240mL。B点的组成则为Na2CO3和NaHCO3，根据混合物的总质量为7.16g，原NaOH的质量为4g，可以求出通入CO2的体积为1792mL。一点CO2都不通，固体A的质量为4g，说明100mLNaOH溶液中有4gNaOH，则c(NaOH)=1.0mol·L-1

。【例题4】【题干】关于Na2CO3和NaHCO3下列说法不正确的是（

）A．可以用加热的方法除去Na2CO3中的NaHCO3B．分别向Na2CO3和NaHCO3溶液滴加少量盐酸，产生CO2气体较快的为NaHCO3C．可以用Ca(OH)2溶液区分Na2CO3和NaHCO3溶液D．Na2CO3比NaHCO3易溶于水【答案】C【解析】A选项中由于碳酸氢钠加热分解，加热后生成二氧化碳，碳酸钠和水。B选项中由于碳酸氢钠中碳酸氢根只用结合一个氢离子，所以反应更快，而碳酸根离子要结合两个氢离子，分为两步，所以反应较慢。C选项中滴加入两个溶液中都没有明显现象，错误。D中碳酸钠溶解度大于碳酸氢钠。正确课堂运用【基础】1、为使以面粉为原料的面包松软可口，通常用碳酸氢钠作发泡剂，因为它()①热稳定性差②增加甜味③产生二氧化碳④提供钠离子A．①③B．②③C．①④D．③④【答案】C【解析】NaHCO3受热易分解，能产生CO2面包松软可口，2NaHCO3Na2CO3+CO2↑+H2O，故选A。2、下列叙述中，正确的是（

）

A、由碳元素的单质组成的物质一定是纯净物B、金刚石和石墨具有相同的元素组成

C、石墨转变为金刚石不属于化学变化

D、C60是一种碳元素的单质

【答案】BD【解析】

由碳元素组成的单质有石墨、金刚石和C60。若将它们混合在一起，则该物质只含碳元素的单质，但属于混合物。石墨和金刚石是不同的单质，所以石墨转化为金刚石是化学变化。【巩固】1、有关纯碱和小苏打的叙述正确的是(

)A.等质量的Na2CO3、NaHCO3分别与足量稀H2SO4反应，NaHCO3产生的CO2多B.等质量的Na2CO3、NaHCO3分别与足量的同种盐酸反应，NaHCO3消耗的盐酸多C.向NaHCO3溶液中滴入Ba(OH)2溶液无沉淀,而Na2CO3溶液中加入Ba(OH)2溶液出现白色沉淀D.Na2CO3和NaHCO3都既能与酸反应,又能与氢氧化钠反应【答案】A【解析】Na2CO3、NaHCO3分别与HCl反应，有关物质的质量关系是：Na2CO3+2HCl=2NaCl+H2O+CO2↑106g

73g

44gNaHCO3+HCl=NaCl+H2O+CO2↑84g

36.5g

44g显然，等质量的Na2CO3、NaHCO3分别与盐酸反应，NaHCO3产生二氧化碳多，Na2CO3消耗盐酸多，故A正确，B不正确。向NaHCO3溶液中滴加Ba(OH)2有如下反应：HCO3-+OH-=CO32-+H2O

CO32-+Ba2+=BaCO3↓，C选项不正确。Na2CO3溶液不能与NaOH反应，D选项不正确。2、等质量的钠进行下列实验，其中生成氢气最多的是()A．将钠投入到足量水中B．将钠用铝箔包好并刺一些小孔，再放入足量水中C．将钠放入足量稀硫酸中D．将钠放入足量稀盐酸中【答案】B【解析】如果钠的质量相等，则本论是和水反应，还是和酸反应，生成的氢气都是相等的。但选项B中铝箔还能和生成的氢氧化钠溶液反应生成氢气，所以选项B生成的氢气最多，答案选B。【拔高】1、将某碳酸钠和碳酸氢钠的2.74g混合物加热到质量不再变化时，剩余物质量为2.12g。求：（1）混合物中碳酸氢钠与碳酸钠的物质的量；（2）将这种混合物与足量的稀盐酸反应可以生成标准状况下的气体体积。【答案】（1）n(NaHCO3)：0.02moln(Na2CO3)：0.01mol（2）0.672L【解析】用差量法计算：2NaHCO3=Na2CO3+CO2↑+H2O2mol当固体质量减少62.0g时，n(NaHCO3)0.620gn(NaHCO3)=0.02moln(Na2CO3)=(2.74g-0.02mol×84g/mol)/106g·mol-1=0.01molCO32-+2H+=CO2↑+H2OHCO3-+H+=CO2↑+H2O所以n(CO2)=n(NaHCO3)+n(Na2CO3)=0.03molV(CO2)=0.03mol×22.4L·mol-1=0.672L2、16.8gNaHCO3和7.8gNa2O2在密闭容器中灼烧，充分反应后，将密闭容器保持温度为500℃，最后容器内物质是A．Na2CO3，Na2O，O2