高中化学 第3章 自然界中的元素 第1节 第1课时 多种多样的碳单质 广泛存在的含碳化合物学案 鲁科版必修1-鲁科版高中必修1化学学案VIP免费

多种多样的碳单质广泛存在的含碳化合物[核心素养发展目标]1.了解碳单质的多样性及同素异形体的概念。2.了解自然界中含碳化合物的多样性。3.认识碳酸钠和碳酸氢钠的主要性质，初步体会它们性质的差异。一、多种多样的碳单质1.碳在自然界中的存在碳元素的存在形态2.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。3.碳的同素异形体的比较物质性质金刚石(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平面六边形构成的层状结构由正五边形和正六边形排列而成的“足球”分子硬度很大质软，在纸上可留痕迹导电性不导电良好不导电(1)构成同素异形体的三个要素①必须由同一种元素构成；②必须是单质；③必须具有不同的结构。(2)构成同素异形体的两种形式①单质中原子的排列方式不同，如金刚石、石墨；②单质中原子数目不同，如O2和O3。(3)同素异形体之间的转化是化学变化，但不属于氧化还原反应。例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)互为同素异形体C.金刚石转化为石墨，有单质生成，该反应属于氧化还原反应D.金刚石和石墨的物理性质不同，化学性质也不相同答案B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，碳在反应前后元素化合价不变，该反应不是氧化还原反应；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。思维启迪(1)金刚石和石墨都是由碳原子构成的，足球烯是由C60分子构成的，C60是由60个碳原子构成的分子。(2)由于结构上的差异，同素异形体的物理性质不同；由于同素异形体的组成元素相同，化学性质相似，而且同素异形体之间的转化是化学变化。(3)有单质参加或生成的反应不一定是氧化还原反应。如同素异形体之间的转化不是氧化还原反应。二、广泛存在的含碳化合物1.种类繁多的含碳化合物含碳化合物2.Na2CO3和NaHCO3分别与盐酸反应及热稳定性实验探究实验内容实验现象两组化学试剂分别混合后都生成无色气体，气球体积膨胀，盛有NaHCO3的气球膨胀的快且大棉花球变蓝色，刚加热时A中导管有气泡冒出，一会儿停止冒气泡，无浑浊出现，B中持续出现气泡，溶液出现白色浑浊实验结论NaHCO3与盐酸反应比Na2CO3与盐酸反应剧烈Na2CO3受热不分解，NaHCO3受热易分解，生成H2O和CO2化学反应方程式Na2CO3＋2HCl===2NaCl＋H2O＋CO2↑，NaHCO3＋HCl===NaCl＋H2O2NaHCO3=====Na2CO3＋H2O＋CO2↑＋CO2↑Na2CO3和NaHCO3的性质比较碳酸钠碳酸氢钠俗名苏打或纯碱小苏打颜色状态白色固体白色固体溶解性易溶于水易溶于水(比Na2CO3的溶解度小)与酸反应放出二氧化碳气体反应剧烈，放出二氧化碳气体与碱反应能与Ba(OH)2、Ca(OH)2溶液反应生成沉淀与碱溶液都能反应与CaCl2溶液反应生成白色沉淀不反应热稳定性稳定、受热不易分解受热易分解例2除去NaHCO3溶液中混有的少量Na2CO3可采取的方法是()A.通入足量二氧化碳B.加入适量氢氧化钠溶液C.加入适量澄清石灰水D.加入适量稀盐酸答案A解析向该溶液中通入CO2发生反应Na2CO3＋CO2＋H2O===2NaHCO3，CO2与NaHCO3不反应，A项可采取；NaOH、Ca(OH)2和稀盐酸都能与NaHCO3反应，B、C、D项不能采取。规律总结(1)Na2CO3、NaHCO3的相互转化Na2CO3NaHCO3(2)Na2CO3、NaHCO3的提纯方法(括号内为杂质)Na2CO3(NaHCO3)NaHCO3(Na2CO3)固体加热：2NaHCO3=====Na2CO3＋CO2↑＋H2O加水溶解制成饱和溶液，通入足量CO2气体，结晶、过滤溶液加适量NaOH溶液：NaHCO3＋NaOH===Na2CO3＋H2O通入足量CO2：Na2CO3＋H2O＋CO2===2NaHCO3例3不能用来鉴别Na2CO3和NaHCO3两种白色固体的实验操作是()A.分别加热这两种固体物质，并将生成的气体通入澄清的石灰水中B.分别在这两种物质的溶液中加入CaCl2溶液C.分别在这两种固体中加入同浓度的稀盐酸D.分别在这两种物质的溶液中加入少量澄清的石灰水答案D解析A项，利用Na2CO3和NaHCO3的稳定性...