碳的多样性思考过程一、碳元素在自然界中的存在二、多种多样的碳单质1．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。2．常见的碳元素的同素异形体有金刚石、石墨、C60。填写下表：金刚石石墨C60色态无色透明晶体深灰色有金属光泽不透明的片状固体灰黑色固体密度3.51g·cm－32.25g·cm－3/硬度自然界中硬度最大的物质质软又具有润滑性/导电性不导电导电不导电熔点高（3550℃）高（3652～3697℃）/3．碳的同素异形体的结构（1）金刚石的结构：在金刚石中，每个碳原子都与其他四个碳原子以强的相互作用直接连接形成正四面体结构。因此，它是自然界中硬度最大的物质。（2）石墨的结构：石墨是层状结构，同一层中每个碳原子与另外三个碳原子形成共价单键，层与层之间的相互作用较弱。石墨的层与层之间容易发生相对滑动，所以，石墨质软又具有润滑性。（3）C60：C60发现历史、C60分子结构的研究过程、碳纳米管的发现史。三、广泛存在的含碳化合物1．碳酸盐的定义：像碳酸钠这样含的CO的盐称为碳酸盐。自然界中常见的碳酸盐如大理石、方解石用心爱心专心实验内容实验现象实验结论有关方程式用试管取适量Na2CO3粉末，滴加适量的盐酸，把产生的气体通入澄清的石灰水中试管中有无色的气泡冒出，该气体能使澄清的石灰水变浑浊有CO2生成用途钻头（如切削工具）、钻石（装饰品）（课本P60图3－1－5）高温润滑剂、电极、铅笔芯新型催化剂或催化剂的载体（CaCO3）、白云石［CaMg（CO3）2］、菱锌矿（ZnCO3）、菱铁矿（FeCO3）、菱镁矿（MgCO3）、碳酸钠（Na2CO3）。2．碳酸氢盐的定义：称为碳酸氢盐。中学化学中常见的碳酸氢盐有NaHCO3、Ca（HCO3）2。3．碳酸钠（Na2CO3）、碳酸氢钠（NaHCO3）（1）碳酸钠、碳酸氢钠简介Na2CO3俗称纯碱或苏打，是白色固体，广泛存在于玻璃、造纸等工业中；NaHCO3俗称小苏打，也是白色固体，是焙烧糕点所用的发酵粉的主要成分之一。（2）碳酸钠、碳酸氢钠的化学性质（通过实验发现总结化学性质）小结：（I）碳酸钠的化学性质：①Na2CO3和酸反应（如Na2CO3和盐酸反应）；②在酒精灯加热的条件下Na2CO3受热不能分解。（Ⅱ）碳酸氢钠的化学性质：①NaHCO3与盐酸反应；②碳酸氢钠与NaOH溶液反应；③在酒精灯加热条件下NaHCO3分解。请写出有关化学方程式：NaHCO3＋HClNaCl＋CO2↑＋H2O，NaHCO3＋NaOHNa2CO3＋H2O；2NaHCO3Na2CO3＋CO2↑＋H2O。（3）Na2CO3和NaHCO3之间如何相互转化？请用方程式表示：Na2CO3＋CO2＋H2O2NaHCO3；2NaHCO3Na2CO3＋CO2↑＋H2O。四、碳及其化合物之间的转化1．自然界中碳及其化合物间的转化（对照课本P64图3－1－15）（1）动植物间碳的化合物间的转化植物的光合作用、植物和动物的呼吸过程以及化石燃料三方面碳的化合物间的转化。（2）海水中碳的化合物间的转化（3）自然界中溶洞的形成①阅读课本P65，回答“溶洞”是怎样形成的？②模拟溶洞“形成”实验，请设计实验方案：步骤实验内容实验现象有关的方程式1向有CaCO3沉淀的混浊液中通入足量的CO2混浊液变澄清CaCO3＋CO2＋H2OCa（HCO3）22给步骤1所得的溶液加热澄清液又变浑浊Ca（HCO3）2CaCO3↓＋用心爱心专心CO2↑＋H2O2．生产和生活中碳及其化合物间的转化（1）高炉炼铁高炉炼铁是将铁矿石还原成金属铁的过程，其中实际起还原作用的主要是CO，那么，CO是如何产生的？在CO还原铁矿石的过程中，碳元素发生了怎样的变化？请写出相关反应的化学方程式：CO的产生：在高炉中C＋O2CO2、CO2＋C2CO。CO还原铁矿石的过程：高炉中自上而下，250℃时3Fe2O3＋CO2Fe3O4＋CO2；600℃时Fe3O4＋CO3FeO＋CO2；1000℃时FeO＋COFe＋CO2。（2）木炭燃烧（3）自来水中水垢的成分是CaCO3和Mg（OH）2。（4）有机物的合成①尿素的合成：1828年，德国化学家维勒用无机化合物氰〔（CN2）〕与氨水合成无机化合物一尿素〔CO（NH2）2〕，由此突破了无机化合物与有机化合物之间的界限。②有机合成大师——伍德沃德。用心爱心专心
