2019-2020年高中化学 第3章 第1节 课时1 多种多样的碳单质 广泛存在的含碳化合物教案 鲁

课时1多种多样的碳单质广泛存在的含碳化合物目标与素养：1.了解碳单质的多样性以及同素异形体的概念，会判断同素异形体。(宏观辨识)2.了解自然界中含碳化合物的多样性。(宏观辨识)3.掌握碳酸钠和碳酸氢钠的性质。(变化观念)一、多种多样的碳单质1．同素异形体(1)定义：由同一种元素组成的性质不同的单质。(2)几种元素的同素异形体：氧元素有O2和O3；碳元素有金刚石、石墨、C60等。2．性质不同的原因：碳原子的排列方式不同。同素异形体之间的转化是化学变化吗？【提示】是。同素异形体是性质不同的物质，相互间的转化属于化学变化，如3O2=====放电2O3等，但无化合价变化，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碳的化合物有机物：如CH4、蛋白质、淀粉等无机物氧化物：如CO、CO2等碳酸盐：如方解石CaCO3、白云石CaMg（CO3）2、菱镁矿MgCO3、菱铁矿FeCO3、纯碱或苏打Na2CO3等微点拨：(1)有机化合物一定含有碳元素，含碳元素的化合物不一定是有机化合物。(2)碳元素是形成物质种类最多的元素。2．Na2CO3和NaHCO3物质内容碳酸钠碳酸氢钠化学式Na2CO3NaHCO3俗名苏打、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(相同条件下比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2NaHCO3=====△Na2CO3＋H2O＋CO2↑与盐酸反应Na2CO3＋2HCl===2NaCl＋H2O＋CO2↑NaHCO3＋HCl===NaCl＋H2O＋CO2↑与Ca(OH)2反应Na2CO3＋Ca(OH)2===CaCO3↓＋2NaOH2NaHCO3＋Ca(OH)2===CaCO3↓＋Na2CO3＋2H2O与NaOH反应不反应NaHCO3＋NaOH===Na2CO3＋H2O与CaCl2反应Na2CO3＋CaCl2===CaCO3↓＋2NaCl不反应用途玻璃、造纸发酵粉、治疗胃病1．判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)(1)金刚石和石墨物理性质的差异是由于组成两种物质的元素不同。()(2)C60是一种新化合物。()(3)稳定性：Na2CO3NaHCO3。()(4)某溶液中滴加足量盐酸产生使澄清石灰水变浑浊的气体，则该溶液中一定含有CO2－3。()[答案](1)×(2)×(3)√(4)×2．下列物质的化学名称、化学式和俗名一致的是()A．碳酸钙、CaCO3、生石灰B．氢氧化钠、NaOH、纯碱C．碳酸钠、Na2CO3、苏打D．碳酸氢钠、NaHCO3、苏打C[A项中，生石灰是CaO；B项中，纯碱是Na2CO3；D项中，苏打是Na2CO3。]3．下列既能跟NaOH溶液反应，又能跟盐酸反应的是()A．Na2CO3溶液B．CaCO3C．NaHCO3溶液D．Na2SO4溶液[答案]C同素异形体1.同素异形体的判断三要素(1)必须由同一种元素组成。(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、C60等；(2)单质中原子数目不同：如O2、O3等。3．同素异形体的性质(1)物理性质：由于结构上的差异，同素异形体的物理性质，如颜色、熔沸点、硬度等有较大的差异。(2)化学性质：由于同素异形体组成元素相同，因此化学性质基本相同，如金刚石、石墨在高温下与氧气反应都生成二氧化碳。【典例1】下列说法中，正确的是()A．某物质经检测只含一种元素，该物质一定是纯净物B．C60与P4互为同素异形体C．金刚石、石墨和C60在氧气中完全燃烧都生成二氧化碳D．有单质参加或有单质生成的化学反应一定是氧化还原反应C[某物质只含一种元素，该物质不一定是纯净物，如金刚石和石墨的混合物就只含有碳元素；C60与P4不是由同一种元素组成，故不互为同素异形体；因金刚石、石墨和C60都是由碳元素构成的单质，故它们在氧气中完全燃烧都生成二氧化碳；同素异形体之间的转化有单质参加或生成，属于化学变化，但不属于氧化还原反应。]1．下列各组物质，不属于同素异形体的是()A．金刚石和石墨B．白磷和红磷C．Na2O和Na2O2D．氧气和臭氧[答案]C2．金刚石、石墨、C60性质有所不同，是由于()A．构成原子不同B．原子的各自排列方式不同C．具有不同的几何外形D．硬度不同B[金刚石、石墨、C60三者是碳元素的同素异形体，构成原子完全相同，只是其内部碳原子排列方式不同，才导致它们的结构不同，进而性质也不同。]Na2CO3和NaHCO31.鉴别Na2CO3和NaHCO3的方法(1)固体鉴别法——加热法给固体加热时产生使澄清石灰水变浑浊气体的为NaHCO3，无明显现象的为Na2CO3。(2)溶液鉴别方法①沉淀法：向溶液中滴加BaCl2溶液，有白色沉淀生成的为Na2CO3，无明显现象的为NaHCO3；②气体法：向溶液中逐滴加入稀盐酸，立即产生气泡的是NaHCO3，过一会才产生气泡的是Na2CO3。2．Na2CO3与NaHCO3的除杂混合物(括号内的为杂质)除杂方法或所用试剂Na2CO3固体(NaHCO3)加热NaHCO3溶液(Na2CO3)通入足量CO2Na2CO3溶液(NaHCO3)加入适量的NaOH溶液3.Na2CO3与NaHCO3的相互转化涉及反应：Na2CO3＋H2O＋CO2===2NaHCO3【典例2】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[A项，利用Na2CO3和NaHCO3的稳定性可鉴别；B项，利用Na2CO3和NaHCO3的化学性质差异，Na2CO3能与CaCl2反应生成白色沉淀而NaHCO3不能，可鉴别；C项，利用Na2CO3和NaHCO3的化学性质差异，NaHCO3与等浓度盐酸反应比Na2CO3剧烈，可鉴别；D项，CO2－3、HCO－3均与Ca(OH)2反应生成白色沉淀CaCO3，不能鉴别。](1)向Na2CO3、NaHCO3溶液中同时加入相同浓度的盐酸，有何现象？试用离子方程式说明其原因。(2)不用其他试剂，只用试管、胶头滴管能否区别盐酸和Na2CO3溶液？说明理由。[答案](1)向Na2CO3溶液中逐滴加入盐酸，开始时无气体生成，继续滴加则出现大量无色气泡；向NaHCO3溶液中滴加盐酸，立即产生大量无色气泡。有关的离子方程式为CO2－3＋H＋===HCO－3，HCO－3＋H＋===H2O＋CO2↑。(2)能。向Na2CO3溶液中逐滴加入盐酸时，开始无现象，后产生气泡；向盐酸中逐滴加入Na2CO3溶液时，立即产生气泡。(1)Na2CO3溶液与盐酸反应时，滴加方式不同，反应不同，现象不同，产生CO2的量也不一定相同。(2)不能利用Ca(OH)2或Ba(OH)2溶液来鉴别Na2CO3和NaHCO3溶液，因两者现象相同，都产生白色沉淀。1．除去NaHCO3溶液中混有的少量Na2CO3可采取的方法是()A．通入过量的二氧化碳气体B．加入氢氧化钡溶液C．加入澄清石灰水D．加入稀盐酸A[二氧化碳与Na2CO3反应而不与NaHCO3反应，A正确；Na2CO3溶液、NaHCO3溶液与氢氧化钡溶液、澄清石灰水、盐酸均能发生反应，B、C、D错误。]2．下列有关Na2CO3和NaHCO3的叙述中正确的是()A．相同质量的Na2CO3和NaHCO3与足量盐酸作用时，产生的气体质量相同B．Na2CO3比NaHCO3热稳定性强C．Na2CO3不能与澄清石灰水反应D．Na2CO3和NaHCO3均可与NaOH溶液反应B[Na2CO3＋2HCl===2NaCl＋CO2↑＋H2O，NaHCO3＋HCl===NaCl＋CO2↑＋H2O，相同质量的Na2CO3和NaHCO3与足量盐酸作用时，产生的气体质量不同，A项错误；NaHCO3在80℃左右即分解，而Na2CO3的热稳定性很好，B项正确；Na2CO3能与澄清石灰水反应，不能与氢氧化钠反应，C、D项错误。]1．下列关于同素异形体的理解正确的是()A．同素异形体是不同的物质，性质完全不同B．组成元素相同而结构不同的物质就是同素异形体C．同素异形体一定是单质D．任何元素都有同素异形体C[同素异形体的物理性质不同，但化学性质基本相同，A错误；水和过氧化氢组成元素相同，但二者是化合物，不互为同素异形体，B错误；同素异形体是对单质而言的概念，C正确；大多数元素没有同素异形体，D错误。]2．下列化学方程式中，可用离子方程式2H＋＋CO2－3===CO2↑＋H2O表示的是()A．稀硫酸中滴加小苏打溶液B．稀盐酸中滴加纯碱溶液C．稀盐酸与石灰石反应D．碳酸钾与足量醋酸反应B[小苏打中的HCO－3不能拆；石灰石是固体，所以碳酸钙不能拆；醋酸是弱酸不能拆。]3．现有25mL2mol·L－1的Na2CO3溶液和75mL1mol·L－1的稀盐酸，①将Na2CO3溶液缓缓滴加到稀盐酸中，②将稀盐酸缓缓滴加到Na2CO3溶液中，在标准状况下产生的气体体积是()A．均为0.84LB．均为0.56LC．①②D．①②C[①将Na2CO3溶液滴入盐酸中：Na2CO3＋2HCl===2NaCl＋CO2↑＋H2O，应按盐酸的量计算气体体积V1：V1＝0.075mol×12×22.4L·mol－1＝0.84L。②将盐酸滴入Na2CO3溶液中，反应分两步：Na2CO3＋HCl===NaCl＋NaHCO3NaHCO3＋HCl===NaCl＋CO2↑＋H2O，生成的CO2体积V2用第二步余下的盐酸计算：V2＝(0.075mol－0.05mol)×22.4L·mol－1＝0.56L。所以V1V2。]4．下列说法中，不正确的是()A．可用加热的方法除去Na2CO3固体中混有的少量NaHCO3B．可通入过量的CO2除去NaHCO3溶液中混有的Na2CO3C．可用相互滴加的方法来鉴别Na2CO3溶液和稀盐酸D．可用Na2CO3溶液除去CO2气体中混有的少量HCl气体D[因为Na2CO3＋CO2＋H2O===2NaHCO3，所以不能用Na2CO3溶液除去CO2中HCl气体，D项错误。]5．除去下列物质中的少量杂质：(1)Na2CO3固体中的NaHCO3，方法是____________________，反应方程式：________________________________________。(2)NaCl溶液中的Na2CO3，方法是_______________________，反应方程式：________________________________________。(3)NaOH溶液中的Na2CO3，方法是_____________________，反应方程式：_______________________________________。(4)NaHCO3溶液中的Na2CO3，方法是__________________，反应方程式：_______________________________________。[解析]根据除杂原理，不能引入新杂质，不能减少主要成分。(1)用加热的方法即可。(2)只要加入适量盐酸除去CO2－3即可。(3)只要加入Ba(OH)2或Ca(OH)2即可。(4)通入过量CO2气体即可。[答案](1)加热2NaHCO3=====△Na2CO3＋CO2↑＋H2O(2)加适量盐酸Na2CO3＋2HCl===2NaCl＋CO2↑＋H2O(3)加适量Ca(OH)2Na2CO3＋Ca(OH)2===CaCO3↓＋2NaOH(4)通入过量的CO2气体Na2CO3＋CO2＋H2O===2NaHCO3