碳的多樣性解析PPT課件

1、第一節(jié) 碳的多樣性石筍和鐘乳石第1頁/共33頁方解石珊瑚CaCO3CCaCO3第2頁/共33頁金剛石C煤碳這些物質(zhì)都含有什么元素，以什么形態(tài)存在？碳元素游離態(tài)：金剛石、石墨、C60、木炭、焦炭等；化合態(tài)：CO、CO2、CaCO3、CH4等。第3頁/共33頁一、多種多樣的碳單質(zhì)石 墨 深灰色、硬度小、不透明、易導(dǎo)電的片狀固體，熔點(diǎn)極高。金剛石 金剛石是硬度最大，熔點(diǎn)最高的單質(zhì)，無色透明的晶體，無自由電子，不導(dǎo)電。C60灰黑色的固體,不導(dǎo)電，又名富勒烯 第4頁/共33頁1.定義：由同一種元素組成的性質(zhì)不同 的幾種單質(zhì)。例：C元素的同素異形體有：金剛石、 石墨、C60； O元素的同素異形體有：O2、

2、O3； P元素的同素異形體有：紅磷、白磷為什么同是碳元素能組成而性質(zhì)不同呢？同素異形體:第5頁/共33頁335pm核間距142pm結(jié)論：碳原子的排列方式不同第6頁/共33頁10928 金剛石是一種具有空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的原子晶體，在晶體中，每個碳原都被相鄰的4個碳原子包圍，處于4個碳原子的中心，以共價鍵與4個碳原子結(jié)合。成為正四面體結(jié)構(gòu)，這些正四面體向空間發(fā)展，構(gòu)成彼此聯(lián)結(jié)的立體網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。金剛石的熔點(diǎn)（3550）和沸點(diǎn)（4827）都很高,硬度很大。金剛石第7頁/共33頁- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -

3、- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -

4、- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 120共價鍵范德華力 石墨是層狀結(jié)構(gòu)，在每一層內(nèi)，碳原子排成六邊形，每個碳原子與其它3個碳原子以共價鍵結(jié)合，形成平面的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)；在層與層之間，是以分子間作用力結(jié)合的。由于同一層的碳原子以較強(qiáng)共價鍵結(jié)合，使石墨的熔點(diǎn)很高 (比金剛石的還要高） ,沸點(diǎn)與金剛石相同。但由于層與層之間的分子間作用力很弱，容易滑動，使石墨的硬度很小。石墨第8頁/共33頁C60分子結(jié)構(gòu)示意圖共價鍵第9頁/共33頁二、廣泛存在含碳的化合物天然氣天然碳酸鹽含碳無機(jī)化合物（

5、礦物）含碳有機(jī)化合物（幾十萬種）第10頁/共33頁含碳化合物無機(jī)物：有機(jī)物：CO、CO2、H2CO3及碳酸鹽，HCN、HSCN及其鹽。除了以上物質(zhì)，含碳的化合物。第11頁/共33頁(一)Na2CO3與NaHCO3物理性質(zhì)比較名名 稱稱碳酸鈉碳酸鈉碳酸氫鈉碳酸氫鈉俗俗 名名 色色 態(tài)態(tài)水溶性水溶性用途用途白色固體純堿、蘇打小蘇打都易溶于水（呈堿性）但溶解度S碳酸鈉S碳酸氫鈉用于制玻璃、肥皂、造紙、紡織等工業(yè)發(fā)酵劑、滅火劑制藥第12頁/共33頁練習(xí)：向飽和Na2CO3溶液中通入CO2,寫出產(chǎn)生的現(xiàn)象及化學(xué)方程式?，F(xiàn)象：產(chǎn)生白色沉淀。 方程式：Na2CO3+CO2+H2O=2NaHCO3第13頁/共

6、33頁根據(jù)學(xué)過的碳酸鈣的性質(zhì)預(yù)測碳酸鈉和碳酸氫鈉的性質(zhì)1、碳酸鈉可能與哪些物質(zhì)反應(yīng)？2、碳酸氫鈉可能與哪些物質(zhì)反應(yīng)？活動探究第14頁/共33頁（二）Na2CO3與NaHCO3的化學(xué)性質(zhì)比較實(shí)驗(yàn)內(nèi)容實(shí)驗(yàn)內(nèi)容實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象結(jié)論結(jié)論與與H+與與NaOH與與CaCl2與與Ca(OH)2加熱加熱都產(chǎn)生氣泡CO32-+2H+= CO2 + H2OHCO3-+H+= CO2 +H2O無明顯現(xiàn)象Na2CO3不反應(yīng)HCO3-+OH-= CO32- +H2OCO32-+Ca2+= Ca CO3Ca2+ +HCO3-+OH- = Ca CO3 +H2OCO32-+Ca2+= Ca CO3NaHCO3不反應(yīng)Na2C

7、O3無現(xiàn)象NaHCO3分解產(chǎn)生CO22NaHCO3=Na2CO3+CO2+H2ONa2CO3不分解第15頁/共33頁2NaHCO3=Na2CO3+CO2+H2O碳酸氫鈉受熱分解實(shí)驗(yàn)裝置：第16頁/共33頁 Na2CO3轉(zhuǎn)變成 NaHCO3 _ NaHCO3轉(zhuǎn)變成Na2CO3_Na2CO3+CO2+H2O = 2NaHCO3NaHCO3+NaOH = Na2CO3+H2O2NaHCO3=Na2CO3+CO2+H2O第17頁/共33頁討 論1、如何鑒別Na2CO3與NaHCO3 ？2、如何除去Na2CO3中少量的NaHCO3？3、如何除去NaHCO3中少量的Na2CO3？第18頁/共33頁Na2C

8、O3+2HCl=2NaCl+H2O+CO2106g 2mol 1molNaHCO3+HCl=NaCl+H2O+CO2思考：1、等物質(zhì)的量的Na2CO3和NaHCO3與鹽酸反應(yīng)，消耗鹽酸的物質(zhì)的量之比為：_；產(chǎn)生的CO2的物質(zhì)的量之比為：_2、等質(zhì)量的 Na2CO3（106 gmol-1）和 NaHCO3（84 gmol-1）與鹽酸反應(yīng)，_消耗鹽較多；_產(chǎn)生的CO2多。產(chǎn)生的CO2較快。2：11：1Na2CO3 84g 1mol 1molNaHCO3 NaHCO3第19頁/共33頁1、自然界中碳及其化合物間的轉(zhuǎn)化大氣中的二氧化碳綠色植物海洋光合作用呼吸動物呼吸排泄巖石風(fēng)化溶解光合作用森林草原化石

9、燃料噴發(fā)火山燃燒燃燒動植物遺體演變?nèi)?、碳及其化合物之間的轉(zhuǎn)化三、碳及其化合物之間的轉(zhuǎn)化第20頁/共33頁溫室效應(yīng)（厄爾尼諾效應(yīng)）：CO2氣體（罪魁禍?zhǔn)祝?還有CH4、CO、SO2等氣體。危害：氣候變暖，冰川融化，海平面上升，陸地減少。措施：植樹造林，減少化石燃料使用。第21頁/共33頁通過閱讀材料，討論溶洞形成的原因， 設(shè)計和實(shí)施簡單的實(shí)驗(yàn)-模擬溶洞的形成。1、討論溶洞形成的原因2、設(shè)計模擬實(shí)驗(yàn)的方案3、實(shí)施模擬實(shí)驗(yàn)4、完成P67表格第22頁/共33頁模擬“溶洞的形成”實(shí)驗(yàn)方案及實(shí)驗(yàn)記錄：實(shí)驗(yàn)內(nèi)容實(shí)驗(yàn)內(nèi)容實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象離子方程式離子方程式澄清石灰水持續(xù)通入CO2開始出現(xiàn)白色沉淀,CO2過量時

10、沉淀溶解澄清溶液加熱出現(xiàn)白色沉淀第23頁/共33頁2、生產(chǎn)和生活中碳及其化合物間的轉(zhuǎn)化寫出高爐煉鐵過程中碳元素所發(fā)生化學(xué)反應(yīng)方程式 C+O2=CO2 C+CO2=2CO Fe2O3+3CO=2Fe+3CO2碳“三角” C+O2=CO2 2C+O2=2CO C+CO2=2CO 2CO+O2=2CO2水垢的主要成分是什么？它是怎樣形成的？如何除去水壺中的水垢？ Ca(HCO3)2=CaCO3+CO2+H2O CaCO3+2HCl= CaCl2+CO2+H2O高溫高溫高溫第24頁/共33頁水垢的主要成分： CaCO3與Mg(OH)2 除去水垢：日常生活：食醋工業(yè)：濃鹽酸第25頁/共33頁1828年，

11、德國化學(xué)家維勒用無機(jī)化合物氰酸銨(NH4CNO)合成出有機(jī)化合物CO（NH2）2,由此突破了無機(jī)化合物與有機(jī)化合物之間的界限。第26頁/共33頁關(guān)于Na2CO3與NaHCO3混合物中各成份的計算。例題將某碳酸鈉和碳酸氫鈉的混合物 2.74g 加熱到質(zhì)量不再變化時，剩余物質(zhì)量為 2.12g 。求：混合物中碳酸氫鈉與碳酸鈉的物質(zhì)的量；將這種混合物與足量的稀鹽酸反應(yīng)可以 生成標(biāo)準(zhǔn)狀況下的氣體體積。第27頁/共33頁解:用差量法計算：2NaHCO3=Na2CO3+CO2+H2O 固體質(zhì)量減少 2mol 62.0g n (NaHCO3) 0.620gn (NaHCO3)=0.02mol n (Na2CO3) =（2.74g-0.02mol84g/mol）/106gmol-1 =0.01molCO32-+2H+= CO2 + H2O HCO3-+H+= CO2 +H2O n (CO2)=n (NaHCO3) + n (Na2CO3)=0.03mol V (CO2)= 0.03mol 22.4L mol-1=0.672L第28頁/