第1节碳的多样性互动课堂疏导引导一、碳在自然界的存在形态在自然界中有游离态的碳元素，有化合态的碳元素。二、多种多样的碳单质1.同素异形体的定义由同一种元素组成的性质不同的几种单质，叫做该元素的同素异形体。如：氧气和臭氧；金刚石、石墨和C60。疑难突破怎样理解同素异形体的含义？同素异形体可从字面理解其含义，“同素”即同种元素，“异形”即不同的外形或不同的结构，当然具有不同的性质。同素异形体中只含1种元素，是单质，不是原子，更不是化合物。2.碳的两种同素异形体（1）石墨的结构及性质：在石墨中，碳原子呈层状排列，每一层上的碳原子以强的相互作用形成平面六边形结构；层与层之间的相互作用较弱，容易发生相对滑动。石墨较软能导电。（2）金刚石的结构及性质：在金刚石中，每个碳原子都与相邻的四个碳原子以强的相互作用直接连接，形成正四面体结构。金刚石硬度大，不导电。方法点拨碳的各种单质的物理性质相异的主要原因的理解方法碳原子的排列不同，在这里可以采用比喻的方法，把碳原子比喻为建筑用的砖，把金刚石、石墨、C60比喻成用砖盖成的建筑物，用相同的砖但不同的方式盖成的建筑物，其外形不同，牢固程度可能会存在较大差异。疑难突破如何比较碳元素的三种同素异形体的物理性质及化学性质？（1）物理性质的比较：由于在石墨、金刚石、C60中碳原子的排列方式不同，其中石墨是层状结构，层与层之间可以滑动，金刚石每一个碳与其他四个碳原子形成正四面体，向空间发展的空间立体网状结构，C60是球状结构。由于结构不同，所以物理性质相差很大。（2）化学性质的比较：由于都是碳元素的单质，所以，化学性质相似。案例1金刚石和石墨的物理性质不同，是由于（）A.构成它们的碳原子结构不同B.它们有不同的用途C.构成它们的碳原子相同，但碳原子之间的排列方式不同D.它们在一定条件下可以相互转化，但是物理变化【剖析】金刚石和石墨是碳的两种同素异形体，组成它们的碳原子的排列方式不同，使二者的物理性质不同，化学性质相同。在一定条件下，石墨可以转化为金刚石，但这种物质变化的性质却是化学性质。因此，C选项是正确的。【答案】C【借题发挥】物质的性质除了与组成其元素的原子种类和数量有关外，还决定于它的晶体结构，即原子的排列情况。原子种类决定了物质的化学性质，而原子数量和排列情况则决定了物质的物理性质。物质的用途则由性质来决定。三、碳的化合物1.碳的氧化物（1）一氧化碳:无色无味气体，有毒，难溶于水；易燃烧，高温下有还原性。2CO+O2====2CO2CuO+COCu+CO2（2）CO2：无色无味气体，无毒，能溶于水的酸性氧化物；不能燃烧，常作灭火剂，固态时俗称干冰。CO2+H2O2====H2CO3Ca(OH)2+CO22====CaCO3↓+H2O2.碳酸的盐（1）Na2CO3：俗称纯碱或苏打，白色固体。与酸反应：Na2CO3+2HCl2====2NaCl+CO2↑+H2ONa2CO3+Ba(OH)22====BaCO3↓+2NaOH（2）NaHCO3：俗称小苏打，白色固体。受热易分解：2NaHCO3Na2CO3+CO2↑+H2O问题探究如何用实验探究溶洞形成的化学原理？不溶性的CaCO3受H2O和CO2作用能转化为可溶性的Ca(HCO3)2。由于石灰岩层各部分所含碳酸钙的多少不同，石灰岩就逐渐被溶解成互不相依、千姿百态、奇异壮观的溶洞。（1）形成CaCO3的实验探究：可在Ca(OH)2（aq）中通入CO2，如果观察到澄清石灰水变浑浊，则可说明有CaCO3生成。（2）不溶性的CaCO3转化为可溶性的Ca(HCO3)2的实验探究：可在CaCO3浊液中通入足量CO2，如果观察到CaCO3浊液变澄清，则可说明有Ca（HCO3）2生成。（3）Ca(HCO3)2分解而析出CaCO3的实验探究：可加热Ca(HCO3)2（aq），如果观察到Ca(HCO3)2（aq）变浑浊，则可说明有CaCO3生成。知识拓展NaHCO3的热稳定性不仅固体NaHCO3受热易分解，所有的碳酸氢盐固体受热都易发生分解，但是溶液中NaHCO3受热不分解。与酸碱反应：NaHCO3+HCl2====NaCl+CO2↑+H2ONaHCO3+NaOH2====Na2CO3+H2O2NaHCO3+Ba（OH）22====BaCO3↓+Na2CO3+2H2O（3）Na2CO3与NaHCO3的转化：Na2CO3+CO2+H2O2====2NaHCO32NaHCO3Na2CO3+CO2↑+H2O...
