第一节碳的多样性 第一课时学案
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第1节 碳的多样性
第一课时
【学习目标】
1．了解同素异形体的概念，知道碳有三种常见的同素异形体，它们的物理性质差异主要是由于碳原子的排列方式不同引起的。
2．知道含碳化合物种类繁多，一般为无机化合物和有机化合物。
3．认识Na2CO3和NaHCO3的主要性质，初步体会其性质差异。
4．了解碳及其化合物之间的转化和性质，并利用所学知识解释社会生活和自然现象。体会化学在人类生产生活中的应用。
【学习过程】
一．多种多样的碳单质
1．同素异形体的定义是： 。碳元素的同素异形体有： 等。在石墨中，碳原子呈 排列，每一层上的碳原子以强的相互作用形成 结构。在金刚石中，碳原子之间以强的相互作用连接，形成 结构。C60分子形似足球，碳原子位于球的表面，呈 排列。由于 不同，碳的各种单质有着不同的性质。如：纯净的金刚石是无色透明、正八面体形状的固体，它是天然存在的硬度 的物质。石墨是深灰色有金属光泽，不透明的细鳞片状固体；质软，有滑腻感；具有优良的 性。碳的各种单质在常温下化学性质较 。高温下，体现 性。
思考：下列属于同素异形体的是（ ）
A．C60和金刚石 B．O2和O3 C．CO和CO2 D．H2O和H2O2
二．广泛存在的含碳化合物
2．碳元素广泛存在于无机化合物和有机化合物中。无机物中的多种碳酸盐矿石，如：大理石方解石主要成分是 （填化学式以下同）以及CO2等均含碳元素；有机化合物：如蛋白质、天然气（主要成分是 ）等均含碳元素。
3．重要的含碳化合物：Na2CO3和NaHCO3
（1）物理性质比较（包括用途）：
Na2CO3 NaHCO3
俗称 或
色态 白色粉末，Na2CO3 10H2O是白色晶体) 细小的白色晶体
溶解性 二者都溶于水，Na2CO3比NaHCO3 溶于水。
用途 用于玻璃、造纸等工业， 发酵粉的主要成分之一
溶液都显 性，因此被用做食用碱
（2）化学性质
①与酸反应：Na2CO3、NaHCO3分别与盐酸反应的离子方程式为
、 ；
思考：碳酸钠和碳酸氢钠都易与酸反应，但碳酸氢钠与酸反应比碳酸钠更剧烈。为什么？
提示：二者与酸反应的原理分别为：
Na2CO3：Na2CO3+HCl＝NaHCO3+NaCl NaHCO3 +HCl＝NaCl+H2O+CO2↑
NaHCO3：NaHCO3+HCl＝NaCl+H2O+CO2↑
②与碱反应：Na2CO3与NaOH不反应，而易与Ba2+、Ca2+的碱反应生成碳酸盐沉淀和NaOH。如Na2CO3与澄清石灰水反应的离子方程式为 ；
NaHCO3能与所有可溶碱反应生成碳酸正盐和水。如NaHCO3与NaOH溶液反应的化学方程式和离子方程式分别为： 、 ；
③与盐反应：Na2CO3与CaCl2在溶液中反应的离子方程式为 ；
④对热稳定性：加热时，碳酸钠不分解，而碳酸氢钠则分解。即：碳酸钠比碳酸氢钠 。利用该性质可鉴别Na2CO3和NaHCO3固体，其方法是 。有关反应的化学方程式为 。
（3）Na2CO3（正盐）和NaHCO3（酸式盐）之间的相互转化：
正盐（Na2CO3） 酸式盐（NaHCO3）
如：Na2CO3和NaHCO3相互转化的化学方程式是：
NaHCO3→Na2CO3：
① ② ；
Na2CO3→NaHCO3： 。
针对性练习：
1．石墨炸弹爆炸时能在方圆几百米范围内撒下大量石墨纤维，造成输电线、电厂设备损坏。这是由于石墨
A．有放射性 B．易燃、易爆 C．能导电 D．有剧毒
2．氢气、一氧化碳、炭粉与黑色的氧化铜反应，下列叙述中错误的是
A．反应都需加热 B．都有红色的固体物质生成
C．都属于氧化还原反应 D．都属于置换反应
3．以下气体因与人体的血红蛋白作用而引起中毒的是
A．Cl2 B．SO2 C．CO D．CO2
4．当下列物质：①大理石 ②钟乳石 ③白云石 ④菱镁矿 ⑤蛋壳，分别滴加醋酸时，会产生相同气体的
A．只有①② B．只有④⑤ C．只有①②③ D．①②③④⑤
5．最近，科学家研制得到一种新的分子，它具有空心的类似足球状结构，分子式为C60，结合有关内容回答：
（1）下列关于C60分子的说法正确的是
A．C60是一种新型的化合物
B．C60和石墨、金刚石等都是碳的同素异形体
C．C60是灰黑色固体，其分子中碳原子呈正六边形和正五边形排列
D．C60的相对分子质量是720g/mol
（2）如何证明C60和金刚石、石墨都是碳的同素异形体？
6．（1）碳酸氢钠干粉灭火器的灭火原理是：
。
（2）写出向Na2CO3溶液中逐滴加入稀盐酸反应的离子方程式：
。
7．除杂质括号内为杂质：
（1）Na2CO3 (NaHCO3)
方法 ，有关化学方程式 。
（2）NaHCO3溶液(Na2CO3)
方法 ，有关化学方程式 。
（3）NaCl溶液(Na2CO3)
方法 ，有关化学方程式 。
8．有两瓶无色溶液，分别是稀盐酸(a)和碳酸钠(b)溶液，不用任何试剂，如何鉴别这两种溶液？
9．水蒸气通过灼热的煤所产生的混合气，其主要成分是CO、H2，还含有CO2和水蒸气。
请用下列装置设计一个实验，以确认上述混合气中含有CO和H2。（假设各装置中所给物质是足量的）
（1）上图所示装置的正确连接顺序是(填各接口的代码字母)：
混合气→( )( )接( )( )接( )( )接( )( )接( )( )。
（2）确认混合气体中含有H2的实验现象是 。其理由是 。
10．Na2CO3和NaHCO3的混合物13.7g，与100ml某浓度的盐酸恰好完全反应，释放出3.36L的气体(标准状况)，求
（1）混合物中Na2CO3、NaHCO3的物质的量。
（2）该盐酸的物质的量浓度。
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第1节 碳的多样性
第一课时
【学习目标】
1．了解同素异形体的概念，知道碳有三种常见的同素异形体，它们的物理性质差异主要是由于碳原子的排列方式不同引起的。
2．知道含碳化合物种类繁多，一般为无机化合物和有机化合物。
3．认识Na2CO3和NaHCO3的主要性质，初步体会其性质差异。
4．了解碳及其化合物之间的转化和性质，并利用所学知识解释社会生活和自然现象。体会化学在人类生产生活中的应用。
【学习过程】
一．多种多样的碳单质
1．同素异形体的定义是： 。碳元素的同素异形体有： 等。在石墨中，碳原子呈 排列，每一层上的碳原子以强的相互作用形成 结构。在金刚石中，碳原子之间以强的相互作用连接，形成 结构。C60分子形似足球，碳原子位于球的表面，呈 排列。由于 不同，碳的各种单质有着不同的性质。如：纯净的金刚石是无色透明、正八面体形状的固体，它是天然存在的硬度 的物质。石墨是深灰色有金属光泽，不透明的细鳞片状固体；质软，有滑腻感；具有优良的 性。碳的各种单质在常温下化学性质较 。高温下，体现 性。
思考：下列属于同素异形体的是（ ）
A．C60和金刚石 B．O2和O3 C．CO和CO2 D．H2O和H2O2
二．广泛存在的含碳化合物
2．碳元素广泛存在于无机化合物和有机化合物中。无机物中的多种碳酸盐矿石，如：大理石方解石主要成分是 （填化学式以下同）以及CO2等均含碳元素；有机化合物：如蛋白质、天然气（主要成分是 ）等均含碳元素。
3．重要的含碳化合物：Na2CO3和NaHCO3
（1）物理性质比较（包括用途）：
Na2CO3 NaHCO3
俗称 或
色态 白色粉末，Na2CO3 10H2O是白色晶体) 细小的白色晶体
溶解性 二者都溶于水，Na2CO3比NaHCO3 溶于水。
用途 用于玻璃、造纸等工业， 发酵粉的主要成分之一
溶液都显 性，因此被用做食用碱
（2）化学性质
①与酸反应：Na2CO3、NaHCO3分别与盐酸反应的离子方程式为
、 ；
思考：碳酸钠和碳酸氢钠都易与酸反应，但碳酸氢钠与酸反应比碳酸钠更剧烈。为什么？
提示：二者与酸反应的原理分别为：
Na2CO3：Na2CO3+HCl＝NaHCO3+NaCl NaHCO3 +HCl＝NaCl+H2O+CO2↑
NaHCO3：NaHCO3+HCl＝NaCl+H2O+CO2↑
②与碱反应：Na2CO3与NaOH不反应，而易与Ba2+、Ca2+的碱反应生成碳酸盐沉淀和NaOH。如Na2CO3与澄清石灰水反应的离子方程式为 ；
NaHCO3能与所有可溶碱反应生成碳酸正盐和水。如NaHCO3与NaOH溶液反应的化学方程式和离子方程式分别为： 、 ；
③与盐反应：Na2CO3与CaCl2在溶液中反应的离子方程式为 ；
④对热稳定性：加热时，碳酸钠不分解，而碳酸氢钠则分解。即：碳酸钠比碳酸氢钠 。利用该性质可鉴别Na2CO3和NaHCO3固体，其方法是 。有关反应的化学方程式为 。
（3）Na2CO3（正盐）和NaHCO3（酸式盐）之间的相互转化：
正盐（Na2CO3） 酸式盐（NaHCO3）
如：Na2CO3和NaHCO3相互转化的化学方程式是：
NaHCO3→Na2CO3：
① ② ；
Na2CO3→NaHCO3： 。
针对性练习：
1．石墨炸弹爆炸时能在方圆几百米范围内撒下大量石墨纤维，造成输电线、电厂设备损坏。这是由于石墨
A．有放射性 B．易燃、易爆 C．能导电 D．有剧毒
2．氢气、一氧化碳、炭粉与黑色的氧化铜反应，下列叙述中错误的是
A．反应都需加热 B．都有红色的固体物质生成
C．都属于氧化还原反应 D．都属于置换反应
3．以下气体因与人体的血红蛋白作用而引起中毒的是
A．Cl2 B．SO2 C．CO D．CO2
4．当下列物质：①大理石 ②钟乳石 ③白云石 ④菱镁矿 ⑤蛋壳，分别滴加醋酸时，会产生相同气体的
A．只有①② B．只有④⑤ C．只有①②③ D．①②③④⑤
5．最近，科学家研制得到一种新的分子，它具有空心的类似足球状结构，分子式为C60，结合有关内容回答：
（1）下列关于C60分子的说法正确的是
A．C60是一种新型的化合物
B．C60和石墨、金刚石等都是碳的同素异形体
C．C60是灰黑色固体，其分子中碳原子呈正六边形和正五边形排列
D．C60的相对分子质量是720g/mol
（2）如何证明C60和金刚石、石墨都是碳的同素异形体？
6．（1）碳酸氢钠干粉灭火器的灭火原理是：
。
（2）写出向Na2CO3溶液中逐滴加入稀盐酸反应的离子方程式：
。
7．除杂质括号内为杂质：
（1）Na2CO3 (NaHCO3)
方法 ，有关化学方程式 。
（2）NaHCO3溶液(Na2CO3)
方法 ，有关化学方程式 。
（3）NaCl溶液(Na2CO3)
方法 ，有关化学方程式 。
8．有两瓶无色溶液，分别是稀盐酸(a)和碳酸钠(b)溶液，不用任何试剂，如何鉴别这两种溶液？
9．水蒸气通过灼热的煤所产生的混合气，其主要成分是CO、H2，还含有CO2和水蒸气。
请用下列装置设计一个实验，以确认上述混合气中含有CO和H2。（假设各装置中所给物质是足量的）
（1）上图所示装置的正确连接顺序是(填各接口的代码字母)：
混合气→( )( )接( )( )接( )( )接( )( )接( )( )。
（2）确认混合气体中含有H2的实验现象是 。其理由是 。
10．Na2CO3和NaHCO3的混合物13.7g，与100ml某浓度的盐酸恰好完全反应，释放出3.36L的气体(标准状况)，求
（1）混合物中Na2CO3、NaHCO3的物质的量。
（2）该盐酸的物质的量浓度。
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