高中化學(xué)《碳的多樣性》課件_魯科版必修1

1、第第1 1節(jié)節(jié) 碳的多樣性1.1.通過介紹各種碳單質(zhì)，使學(xué)生了解同素異形體的概念，知道通過介紹各種碳單質(zhì)，使學(xué)生了解同素異形體的概念，知道碳有三種同素異形體，它們的物理性質(zhì)有較大的差別，導(dǎo)致物碳有三種同素異形體，它們的物理性質(zhì)有較大的差別，導(dǎo)致物理性質(zhì)相異的主要原因是碳原子的排列不同。理性質(zhì)相異的主要原因是碳原子的排列不同。2.2.知道含碳元素的化合物種類巨大，一般分為無(wú)機(jī)含碳化合物知道含碳元素的化合物種類巨大，一般分為無(wú)機(jī)含碳化合物與有機(jī)含碳化合物兩大類。通過活動(dòng)探究認(rèn)識(shí)碳酸鈉和碳酸氫與有機(jī)含碳化合物兩大類。通過活動(dòng)探究認(rèn)識(shí)碳酸鈉和碳酸氫鈉的重要性質(zhì)，初步體會(huì)它們性質(zhì)的差異。鈉的重要性質(zhì)，初

2、步體會(huì)它們性質(zhì)的差異。3.3.根據(jù)生產(chǎn)、生活中碳元素轉(zhuǎn)化實(shí)例，了解碳單質(zhì)、一氧化碳、根據(jù)生產(chǎn)、生活中碳元素轉(zhuǎn)化實(shí)例，了解碳單質(zhì)、一氧化碳、二氧化碳、碳酸鹽、碳酸氫鹽之間的相互轉(zhuǎn)化，進(jìn)一步了解它二氧化碳、碳酸鹽、碳酸氫鹽之間的相互轉(zhuǎn)化，進(jìn)一步了解它們的性質(zhì)。使學(xué)生能夠解釋與含碳物質(zhì)有關(guān)的現(xiàn)象和解決簡(jiǎn)單們的性質(zhì)。使學(xué)生能夠解釋與含碳物質(zhì)有關(guān)的現(xiàn)象和解決簡(jiǎn)單的問題，如水垢的形成與消除，煤燃燒的現(xiàn)象的原理等，體會(huì)的問題，如水垢的形成與消除，煤燃燒的現(xiàn)象的原理等，體會(huì)化學(xué)在人類生產(chǎn)、生活中的應(yīng)用，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)的情趣?；瘜W(xué)在人類生產(chǎn)、生活中的應(yīng)用，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)的情趣。本節(jié)教材的教學(xué)目標(biāo)本節(jié)教材的教

3、學(xué)目標(biāo)本節(jié)教材的重點(diǎn)難點(diǎn)本節(jié)教材的重點(diǎn)難點(diǎn)知識(shí)：知識(shí)：碳元素之間的相互轉(zhuǎn)化，碳酸鈉與碳酸氫鈉的性質(zhì)。碳元素之間的相互轉(zhuǎn)化，碳酸鈉與碳酸氫鈉的性質(zhì)。方法：方法：應(yīng)用各類物質(zhì)之間的反應(yīng)關(guān)系和氧化還原反應(yīng)的知識(shí)，應(yīng)用各類物質(zhì)之間的反應(yīng)關(guān)系和氧化還原反應(yīng)的知識(shí)，探討物質(zhì)的性質(zhì)，以及含有相同元素的物質(zhì)之間的轉(zhuǎn)化。探討物質(zhì)的性質(zhì)，以及含有相同元素的物質(zhì)之間的轉(zhuǎn)化。 教材框架教材框架活動(dòng)探究活動(dòng)探究活動(dòng)探究活動(dòng)探究交流研討交流研討方解石方解石珊瑚珊瑚CaCO3CCaCO3金剛石金剛石C煤煤C1 1、這些物質(zhì)都含有什么元素，以什么形態(tài)存在？、這些物質(zhì)都含有什么元素，以什么形態(tài)存在？2 2、你身邊還有什么物質(zhì)含

4、有這種元素？、你身邊還有什么物質(zhì)含有這種元素？一、多種多樣的碳單質(zhì)一、多種多樣的碳單質(zhì)石石 墨墨 深灰色、硬度深灰色、硬度小、不透明、易小、不透明、易導(dǎo)電的導(dǎo)電的片狀固體，片狀固體，熔點(diǎn)極高熔點(diǎn)極高。金剛石金剛石 金剛石是硬度金剛石是硬度最大，熔點(diǎn)最高的單質(zhì)，最大，熔點(diǎn)最高的單質(zhì)，無(wú)色透明的晶體，無(wú)色透明的晶體，無(wú)自無(wú)自由電子，不導(dǎo)電。由電子，不導(dǎo)電。C60灰黑色的固體灰黑色的固體, ,不導(dǎo)電，又名不導(dǎo)電，又名富勒烯富勒烯 由由同一種元素同一種元素組成的組成的性質(zhì)不同性質(zhì)不同的幾種的幾種單質(zhì)單質(zhì)，叫做該元素的叫做該元素的同素異形體同素異形體（allotrope)金剛石、石墨、和金剛石、石墨、和

5、C60 是碳元素的同素異形體。是碳元素的同素異形體。氧氣和氧氣和 O3 是氧元素的同素異形體是氧元素的同素異形體為什么同是碳元素能組成不同的碳單質(zhì)？為什么同是碳元素能組成不同的碳單質(zhì)？335pm核間距142pm結(jié)論：結(jié)論：碳原子的碳原子的排列方式排列方式不同不同K3C60由球碳可以合成出由球碳可以合成出品種繁多的各種化品種繁多的各種化合物合物大理石大理石溶洞溶洞二、廣泛存在的含碳化合物二、廣泛存在的含碳化合物含碳化合物含碳化合物無(wú)機(jī)化合物無(wú)機(jī)化合物有機(jī)化合物有機(jī)化合物根據(jù)學(xué)過的碳酸鈣的性質(zhì)預(yù)測(cè)碳酸鈉和碳酸氫鈉的根據(jù)學(xué)過的碳酸鈣的性質(zhì)預(yù)測(cè)碳酸鈉和碳酸氫鈉的性質(zhì)性質(zhì)1、碳酸鈉可能與哪些物質(zhì)反應(yīng)？、

6、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)？、碳酸氫鈉可能與哪些物質(zhì)反應(yīng)？活動(dòng)探究活動(dòng)探究Na2CO3NaHCO3俗俗 名名結(jié)晶水合物結(jié)晶水合物純堿或蘇打純堿或蘇打小蘇打小蘇打Na2CO3.10H2O顏色狀態(tài)顏色狀態(tài)溶解性（比較）溶解性（比較）白色粉末白色粉末白色晶體白色晶體碳酸鈉比碳酸氫鈉易溶于水碳酸鈉比碳酸氫鈉易溶于水物物 理理 性性 質(zhì)質(zhì)化化 學(xué)學(xué) 性性 質(zhì)質(zhì)與酸反應(yīng)與堿反應(yīng)與鹽反應(yīng)對(duì)熱穩(wěn)定性與與 酸酸 反反 應(yīng)應(yīng)Na2CO3Na2CO3+2HCl=2NaCl+ H2O+CO2CO32 -+2H+= H2O + CO2NaHCO3NaHCO3+HCl=NaCl+ H2O +

7、 CO2HCO3-+ H+=H2O+CO2 結(jié)論：結(jié)論： 碳酸鈉和碳酸氫鈉都易與酸反應(yīng)，但是碳酸鈉和碳酸氫鈉都易與酸反應(yīng)，但是碳酸氫鈉碳酸氫鈉與酸反應(yīng)與酸反應(yīng)比碳酸鈉更劇烈比碳酸鈉更劇烈。為什么？反應(yīng)原理（離子方程式）：反應(yīng)原理（離子方程式）：Na2CO3： CO32 - + H+ = HCO3 -NaHCO3：HCO3 - + H += H2O + CO2HCO3 - + H += H2O + CO2Na2CO3NaHCO3 Na2CO3+Ca(OH)2=CaCO3 +2NaOHCO32 -+Ca2+=CaCO3能與所有可溶堿反應(yīng)生成碳酸正鹽和水能與所有可溶堿反應(yīng)生成碳酸正鹽和水NaHCO3

8、+NaOH=Na2CO3+H2OHCO3-+OH -=CO32-+H2O 易與易與Ba2+、Ca2+的堿的堿反應(yīng)生成反應(yīng)生成碳酸碳酸鹽鹽沉淀和沉淀和NaOH 思考：思考： NaHCO3與與Ca(OH)2是否反應(yīng)？若反應(yīng)，反應(yīng)是否反應(yīng)？若反應(yīng)，反應(yīng)用量不同，離子方程式是否相同？用量不同，離子方程式是否相同？與與 鹽鹽 反反 應(yīng)應(yīng)Na2CO3NaHCO3 Na2CO3+CaCl2=CaCO3 +2NaCl與可溶性的鈣鹽、鋇鹽反應(yīng)生成沉淀與可溶性的鈣鹽、鋇鹽反應(yīng)生成沉淀CO32-+Ca2+=CaCO3可與可與NaHSO4反應(yīng)反應(yīng)熱熱 穩(wěn)穩(wěn) 定定 性性Na2CO3NaHCO32NaHCO3= NaCO

9、3+H2O+CO2結(jié)論：結(jié)論： 加熱時(shí)，碳酸鈉不分解，而碳酸氫鈉則分解。加熱時(shí)，碳酸鈉不分解，而碳酸氫鈉則分解。即：即：碳酸鈉比碳酸氫鈉更穩(wěn)定。碳酸鈉比碳酸氫鈉更穩(wěn)定。碳酸鈉受熱不分解碳酸鈉受熱不分解 所以可以利用它們對(duì)熱的穩(wěn)定性來鑒別它們。所以可以利用它們對(duì)熱的穩(wěn)定性來鑒別它們。1 1、如何鑒別碳酸鈉和碳酸氫鈉、如何鑒別碳酸鈉和碳酸氫鈉2 2、如何除去碳酸氫鈉中的碳酸鈉、如何除去碳酸氫鈉中的碳酸鈉3 3、如何除去碳酸鈉中的碳酸氫鈉、如何除去碳酸鈉中的碳酸氫鈉 分別取少量固體加熱，能產(chǎn)生使澄清石分別取少量固體加熱，能產(chǎn)生使澄清石灰水變渾濁的氣體的為碳酸氫鈉灰水變渾濁的氣體的為碳酸氫鈉在混合物溶

10、液中通入足量的二氧化碳在混合物溶液中通入足量的二氧化碳加熱固體混合物至質(zhì)量不再改變加熱固體混合物至質(zhì)量不再改變用用 途途制玻璃、制玻璃、制皂、制皂、造紙、造紙、紡織等紡織等 Na2CO3中國(guó)古代造紙流程中國(guó)古代造紙流程發(fā)酵劑、發(fā)酵劑、制藥、制藥、滅滅火劑等火劑等NaHCO3納納 米米 玻玻 璃璃 日前，美國(guó)兩大玻璃制造商皮爾金頓和日前，美國(guó)兩大玻璃制造商皮爾金頓和PPG分別宣布，他們分別宣布，他們利用納米技術(shù)研制成功了新型的利用納米技術(shù)研制成功了新型的“自凈玻璃自凈玻璃” 。新型玻璃會(huì)自動(dòng)。新型玻璃會(huì)自動(dòng)“洗臉洗臉”、“美容美容”，保持明凈。，保持明凈。 這種玻璃的神奇之處全在于它穿上了這種玻

11、璃的神奇之處全在于它穿上了40納米厚的二氧化鈦納米厚的二氧化鈦“外套外套”，相當(dāng)于頭發(fā)絲粗細(xì)的，相當(dāng)于頭發(fā)絲粗細(xì)的1/1500。自凈玻璃上的納米膜與。自凈玻璃上的納米膜與太陽(yáng)光線中的紫外線反應(yīng)，會(huì)產(chǎn)生雙重作用：其一是催化作用，太陽(yáng)光線中的紫外線反應(yīng)，會(huì)產(chǎn)生雙重作用：其一是催化作用，即可以使可見光中的遠(yuǎn)紫外線分解落在玻璃上的有機(jī)物，使有機(jī)即可以使可見光中的遠(yuǎn)紫外線分解落在玻璃上的有機(jī)物，使有機(jī)污物化為烏有；其二它能使玻璃表面變成親水性的，能把雨點(diǎn)或污物化為烏有；其二它能使玻璃表面變成親水性的，能把雨點(diǎn)或霧氣變成一個(gè)薄層而使玻璃表面濕潤(rùn)，并洗掉玻璃表面的臟物。霧氣變成一個(gè)薄層而使玻璃表面濕潤(rùn)，并洗

12、掉玻璃表面的臟物。通常，這個(gè)涂層被光照通常，這個(gè)涂層被光照“充電充電”5日后，夜間也能工作。日后，夜間也能工作。 在自潔的同時(shí)，這種納米涂層還能不斷分解甲醛、苯、氨氣在自潔的同時(shí)，這種納米涂層還能不斷分解甲醛、苯、氨氣等有害氣體，殺滅室內(nèi)空氣中的各種細(xì)菌和病毒，有效地凈化空等有害氣體，殺滅室內(nèi)空氣中的各種細(xì)菌和病毒，有效地凈化空氣，減少污染。不過生產(chǎn)商承認(rèn)，如果消費(fèi)者所住的地區(qū)灰塵和氣，減少污染。不過生產(chǎn)商承認(rèn)，如果消費(fèi)者所住的地區(qū)灰塵和油污極重，這種玻璃的效果可能不盡如人意。但對(duì)除去普通灰塵，油污極重，這種玻璃的效果可能不盡如人意。但對(duì)除去普通灰塵，納米自凈玻璃得心應(yīng)手。鑒于其巨大的市場(chǎng)需求

13、，目前美國(guó)、愛納米自凈玻璃得心應(yīng)手。鑒于其巨大的市場(chǎng)需求，目前美國(guó)、愛爾蘭、英國(guó)等國(guó)家已經(jīng)開始批量生產(chǎn)這種新產(chǎn)品。爾蘭、英國(guó)等國(guó)家已經(jīng)開始批量生產(chǎn)這種新產(chǎn)品。 候德榜，著名化工專家。 古代古代，人們從草木灰中提取碳酸鉀，后來又從鹽堿地和鹽湖等天然資源中獲取碳酸鈉，但量太小。 18621862年年，比利時(shí)人索爾維以食鹽、氨、二氧化碳食鹽、氨、二氧化碳原料發(fā)明的制堿法，即索爾維制堿法。該法實(shí)現(xiàn)了連續(xù)化生產(chǎn)，食鹽利用率得到提高，使純堿價(jià)格大大降低，并且產(chǎn)品質(zhì)量純凈，故被稱純堿。 候氏制堿法候氏制堿法，對(duì)上述方法做了較大的改進(jìn)，此法的最大特點(diǎn)是不從固體碳酸氫銨(NH4HCO3)，而是由鹽鹵先吸收氨后再

14、碳酸化以進(jìn)行連續(xù)生產(chǎn)，此法的原理是：低溫下用氨飽和的飽和食鹽水通入二氧化碳（CO2）可析出碳酸氫鈉(NaHCO3)，此時(shí)母液中Na+減少而Cl-相對(duì)多，此時(shí)再加入細(xì)鹽末，因同離子效應(yīng)，低溫氯化銨（NH4Cl）溶解度突然降低，而食鹽(NaCl)的溶解度變化不大，所以氯化銨（NH4Cl）析出而食鹽不析出，再用氨飽和后通二氧化碳（CO2），結(jié)果往返析出NaHCO3和NH4Cl，其中氨由氮與水中的氫化合制成，CO2是提取氫氣和氮?dú)獾陌胨簹庵碑a(chǎn)品，這樣巧妙的把氮?dú)夤I(yè)和制堿工業(yè)聯(lián)合起來，故候氏制堿法又稱聯(lián)合制堿法候氏制堿法又稱聯(lián)合制堿法。該法生產(chǎn)的堿質(zhì)量?jī)?yōu)良，純白如雪，在1926年獲美國(guó)費(fèi)城“萬(wàn)國(guó)博

15、萬(wàn)國(guó)博覽會(huì)金質(zhì)獎(jiǎng)?wù)掠[會(huì)金質(zhì)獎(jiǎng)?wù)隆?。侯?氏氏 制制 堿堿 法法習(xí) 題 一 有一包白色碳酸鈉粉末，如何證明里面是否混有一包白色碳酸鈉粉末，如何證明里面是否混有碳酸氫鈉？如果有碳酸氫鈉，如何除去？有碳酸氫鈉？如果有碳酸氫鈉，如何除去？ 加熱，產(chǎn)生氣體，而且氣體能使澄清石灰水變混濁加熱，產(chǎn)生氣體，而且氣體能使澄清石灰水變混濁則證明碳酸鈉粉末中含有碳酸氫鈉。則證明碳酸鈉粉末中含有碳酸氫鈉。 加熱直到?jīng)]有氣體放出，碳酸氫鈉就已除盡。加熱直到?jīng)]有氣體放出，碳酸氫鈉就已除盡。習(xí) 題 二 有兩瓶無(wú)色溶液，分別是稀鹽酸有兩瓶無(wú)色溶液，分別是稀鹽酸(a)(a)和碳酸鈉和碳酸鈉(b)(b)溶液，溶液，不用任何試劑，如何鑒別這兩種溶液？不用任