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(yè)/共33頁(yè)方解石珊瑚CaCO3CCaCO3第2頁(yè)/共33頁(yè)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(yè)/共33頁(yè)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(wú)色透明的晶體，無(wú)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(yè)/共33頁(yè)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(yè)/共33頁(yè)335pm核間距142pm結(jié)論：碳原子的排列方式不同第6頁(yè)/共33頁(yè)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(gè)碳原都被相鄰的4個(gè)碳原子包圍，處于4個(gè)碳原子的中心，以共價(jià)鍵與4個(gè)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(yè)/共33頁(yè)- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -

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

4、- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 120共價(jià)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(gè)碳原子與其它3個(gè)碳原子以共價(jià)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(jià)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(dòng)，使石墨的硬度很小。石墨第8頁(yè)/共33頁(yè)C60分子結(jié)構(gòu)示意圖共價(jià)鍵第9頁(yè)/共33頁(yè)二、廣泛存在含碳的化合物天然氣天然碳酸鹽含碳無(wú)機(jī)化合物（

5、礦物）含碳有機(jī)化合物（幾十萬(wàn)種）第10頁(yè)/共33頁(yè)含碳化合物無(wú)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(yè)/共33頁(yè)(一)Na2CO3與NaHCO3物理性質(zhì)比較名名 稱(chēng)稱(chēng)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(yè)/共33頁(yè)練習(xí)：向飽和Na2CO3溶液中通入CO2,寫(xiě)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(yè)/共

6、33頁(yè)根據(jù)學(xué)過(guò)的碳酸鈣的性質(zhì)預(yù)測(cè)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(dòng)探究第14頁(yè)/共33頁(yè)（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(wú)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(wú)現(xiàn)象NaHCO3分解產(chǎn)生CO22NaHCO3=Na2CO3+CO2+H2ONa2CO3不分解第15頁(yè)/共33頁(yè)2NaHCO3=Na2CO3+CO2+H2O碳酸氫鈉受熱分解實(shí)驗(yàn)裝置：第16頁(yè)/共33頁(yè) 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(yè)/共33頁(yè)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(yè)/共33頁(yè)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(yè)/共33頁(yè)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(dòng)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(dòng)植物遺體演變?nèi)⑻技捌浠衔镏g的轉(zhuǎn)化三、碳及其化合物之間的轉(zhuǎn)化第20頁(yè)/共33頁(yè)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(shù)造林，減少化石燃料使用。第21頁(yè)/共33頁(yè)通過(guò)閱讀材料，討論溶洞形成的原因， 設(shè)計(jì)和實(shí)施簡(jiǎn)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(jì)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(yè)/共33頁(yè)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(kāi)始出現(xiàn)白色沉淀,CO2過(guò)量時(shí)

10、沉淀溶解澄清溶液加熱出現(xiàn)白色沉淀第23頁(yè)/共33頁(yè)2、生產(chǎn)和生活中碳及其化合物間的轉(zhuǎn)化寫(xiě)出高爐煉鐵過(guò)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(yè)/共33頁(yè)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(yè)/共33頁(yè)1828年，

11、德國(guó)化學(xué)家維勒用無(wú)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(wú)機(jī)化合物與有機(jī)化合物之間的界限。第26頁(yè)/共33頁(yè)關(guān)于Na2CO3與NaHCO3混合物中各成份的計(jì)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(shí)，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(yè)/共33頁(yè)解:用差量法計(jì)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(yè)/