第3章自然界中的元素第1节碳的多样性第1课时碳的单质及含碳化合物基础梳理一、多种多样的碳单质1．同素异形体由组成的的几种单质，如氧元素的同素异形体有和，碳元素的同素异形体有、和等。同一种元素性质不同O2O3C60金刚石石墨2．碳的同素异形体物质性质金刚石(C)石墨(C)C60外观无色透明晶体色、不透明的片状固体灰黑色固体结构由构成的结构由构成的结构由和排列而成的“”分子硬度很大，在纸上可留痕迹导电性不导电良好不导电深灰正四面体空间网状平面六边形层状正五边形正六边形足球质软思维拓展1．金刚石、石墨和C60均是由碳元素组成的单质，为什么物理性质不同？答案物质的结构决定物质的性质。金刚石、石墨和C60内部碳原子的排列方式不同，决定了其性质的不同。二、广泛存在的含碳化合物1．种类繁多的含碳化合物碳的化合物有机物：如等。无机物氧化物：如等。碳酸盐：如方解石，白云石，菱镁矿，菱铁矿等。甲烷、淀粉CO、CO2CaCO3CaMg(CO3)2FeCO3MgCO32．Na2CO3和NaHCO3物质内容碳酸钠碳酸氢钠化学式Na2CO3NaHCO3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溶于水溶，(比Na2CO3溶解度小)稳定性稳定，受热难分解受热分解，化学方程式为与盐酸反应Na2CO3＋2HCl===2NaCl＋CO2↑＋H2ONaHCO3＋HCl===NaCl＋CO2↑＋H2O易易2NaHCO3=====△Na2CO3＋CO2↑＋H2O与NaOH反应不反应NaHCO3＋NaOH===Na2CO3＋H2O用途制玻璃、造纸发酵粉、治疗胃酸过多相互转化关系Na2CO3CO2＋H2O或H＋NaOH或△NaHCO3思维拓展2．滴加盐酸后产生无色无味且能使澄清石灰水变浑浊的气体的溶液中是否一定含有CO2－3？答案不一定。也可能含有HCO－3。随堂训练1．1996年诺贝尔化学奖授予斯莫利等三位化学家，以表彰他们发现富勒烯(C60)，开辟了化学研究的新领域。富勒烯(C60)由于具有空心的类似足球形状的结构，也称为足球烯。对于下列有关C60的说法中正确的是()A．C60在一定条件下可能与CuO发生置换反应B．C60的摩尔质量是720C．金刚石、石墨和足球烯(C60)三者和足量氧气反应的最终产物不同D．金刚石、石墨和足球烯(C60)的性质完全相同解析利用类比的解题思想，碳能够还原氧化铜，由于C60也是一种碳的单质，也能够和CuO发生置换反应生成Cu和CO，A正确；摩尔质量是有单位的，C60摩尔质量是720g·mol－1；金刚石、石墨和足球烯(C60)三者的主要成分都是碳，和足量氧气反应的最终产物相同，都是二氧化碳；但这三者碳原子的排列方式不同，结构不同，故物理性质有很大差异，由此可知B、C、D都错误。答案A2．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D解析A中能产生气体且能使澄清石灰水变浑浊的是NaHCO3；B中有白色沉淀生成的是Na2CO3；C中反应速率相对快(剧烈)的是NaHCO3；D中两者均可与Ca(OH)2反应产生白色沉淀，故无法用于鉴别。3．关于Na2CO3和NaHCO3的下列说法中不正确的是()A.Na2CO3比NaHCO3易溶于水B．Na2CO3比NaHCO3稳定C．石灰水能和NaHCO3反应不与Na2CO3反应D．等物质的量的Na2CO3和NaHCO3与盐酸反应，消耗盐酸的物质的量之比为2∶1解析从溶解度看，20℃时，Na2CO3的溶解度为21.5g，NaHCO3的溶解度为9.6g，故A正确；从稳定性看，Na2CO3要851℃以上才能分解，而NaHCO3加热到270℃就开始分解，故B正确；石灰水均能与Na2CO3、NaHCO3反应，所以C不正确；Na2CO3＋2HCl===2NaCl＋CO2↑＋H2O，NaHCO3＋HCl===NaCl＋H2O＋CO2↑，所以D正确。C课时作业1．下列关于金刚石、石墨和C60的说法中，正确的是()A.它们互为同位素B．都是碳的同素异形体C．都具有相同的晶体结构D．金刚石与石墨的相互转化为物理变化B解析同位素指的是具有相同核电荷数、不同中子数的同一种元素的多种原子之间的互称。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。前者的讨论对象是原子，后者的讨论对象是单质。碳有金刚石、石墨和C60等多种同素异形体；金刚石和石墨的晶体结构不同，...
