碳的同素异形体优秀PPT.ppt

第第1讲碳的多样性讲碳的多样性 考纲展示考纲展示热点定位热点定位1.了解碳元素单质及其化合物的主了解碳元素单质及其化合物的主要性质及其应用。要性质及其应用。2.了解碳元素单质及其重要化合物了解碳元素单质及其重要化合物对环境质量的影响。对环境质量的影响。3.碳元素单质及化合物知识的综合碳元素单质及化合物知识的综合应用。应用。1.碳单质各种同素异形体结构、性碳单质各种同素异形体结构、性质、用途及其他相关概念辨析。质、用途及其他相关概念辨析。2.利用碳单质及其化合物的性质和利用碳单质及其化合物的性质和转化关系进行综合实验、推断和相转化关系进行综合实验、推断和相关计算。关计算。3.CO2、SO2性质比较及综合拓展。性质比较及综合拓展。提示：提示：1.2.3.4.一、碳单质的多样性一、碳单质的多样性1同素异形体：由同素异形体：由互称同素异形体。互称同素异形体。2碳的同素异形体碳的同素异形体(1)石墨：碳原子呈石墨：碳原子呈 排排列列，每每一一层层上上的的碳碳原原子子以以强强的的相互作用形成相互作用形成 结构；层与层之间的相互作用结构；层与层之间的相互作用 ，简简洁洁发发生相对滑动。生相对滑动。(2)金金刚刚石石：每每个个碳碳原原子子都都与与相相邻邻的的 个个碳碳原原子子以以强强的的相相互互作作用用干干脆脆连接，形成连接，形成结构。结构。同一种元素组成的性质不同的单质同一种元素组成的性质不同的单质层状层状平面六边形平面六边形较弱较弱4正四面体正四面体(3)C60：由由 个个碳碳原原子子构构成成的的分分子子，形形似似足足球球，碳碳原原子子位位于于球球的的表表面，面，排列，球内是空的。排列，球内是空的。二、广泛存在的含碳化合物二、广泛存在的含碳化合物1自然界中存在形态自然界中存在形态：。2主要存在物质主要存在物质(1)蛋白质、淀粉等有机化合物。蛋白质、淀粉等有机化合物。(2)大气中的大气中的CO2。(3)多多种种碳碳酸酸盐盐类类矿矿石石：大大理理石石(CaCO3)、方方解解石石(CaCO3)、白白云云石石CaMg(CO3)2、菱锌矿、菱锌矿(ZnCO3)、菱镁矿、菱镁矿(MgCO3)、菱铁矿、菱铁矿(FeCO3)等。等。60呈正五边形和正六边形呈正五边形和正六边形游离态和化合态游离态和化合态三、碳及其化合物之间的转化三、碳及其化合物之间的转化1写出标有序号的化学方程式写出标有序号的化学方程式Ca(OH)2CO2=CaCO3H2OCaCO3CO2H2O=Ca(HCO3)2 CaCO3CO2H2O=Ca(HCO3)2 2(1)钟乳石、石笋的形成涉及反应钟乳石、石笋的形成涉及反应 (填写序号，下同填写序号，下同)。(2)溶洞的形成涉及反应溶洞的形成涉及反应 。(3)高炉炼铁中涉及高炉炼铁中涉及 及及CO和和Fe2O3的反应。的反应。(4)水垢中水垢中CaCO3的形成涉及反应的形成涉及反应。(5)木炭燃烧过程中涉及反应木炭燃烧过程中涉及反应 。开开放放探探究究1能能否否用用稀稀盐盐酸酸鉴鉴别别Na2CO3和和NaHCO3两两瓶瓶无无色色溶溶液液？提提示示：能能。各各取取两两种种无无色色溶溶液液少少许许分分装装在在两两试试管管中中，分分别别逐逐滴滴加加入入稀稀盐盐酸酸，起起先先就就有有气气泡泡冒冒出出的的是是NaHCO3溶溶液液；起起先先无无现现象象，盐盐酸酸过过量后有气泡冒出的是量后有气泡冒出的是Na2CO3溶液。溶液。(或或)(或或)1科科学学家家发发觉觉C60后后，近近年年又又合合成成了了很很多多球球形形分分子子(富富勒勒烯烯)，如如C50、C70、C120、C540等，它们互称为等，它们互称为()A同系物同系物B同分异构体同分异构体C同素异形体同素异形体 D同位素同位素解解析析：明明显显这这些些球球形形分分子子分分子子式式不不同同，也也不不相相差差若若干干个个CH2原原子子团，团，A、B不正确；它们都是由碳原子组成的单质，故不正确；它们都是由碳原子组成的单质，故D不正确，不正确，C正确。正确。答案：答案：C2旅旅游游洞洞窟窟一一般般是是指指供供游游人人观观览览的的喀喀斯斯特特洞洞窟窟。多多姿姿多多彩彩的的石石钟钟乳乳、石石笋笋、石石柱柱、石石花花等等碳碳酸酸钙钙沉沉积积体体是是喀喀斯斯特特洞洞窟窟中中的的主主要要景景观观。由由于于游游人人呼呼吸吸有有时时会会使使旅旅游游洞洞窟窟中中二二氧氧化化碳碳浓浓度度大大幅幅度度上上升升，可可能能造造成成的的后果是后果是()抑制碳酸钙沉积体的生长抑制碳酸钙沉积体的生长促进碳酸钙沉积体的生长促进碳酸钙沉积体的生长使游客有憋闷的感觉使游客有憋闷的感觉使照明灯下的植物大量死亡使照明灯下的植物大量死亡A BC D解解析析：CO2的的浓浓度度上上升升，使使Ca(HCO3)2的的量量增增大大，抑抑制制CaCO3沉积体的生长，同时也使沉积体的生长，同时也使O2的浓度降低，让游客有憋闷的感觉。的浓度降低，让游客有憋闷的感觉。答案：答案：A3过量的过量的CO2通入下列溶液中，最终出现浑浊的是通入下列溶液中，最终出现浑浊的是()A氯化钙溶液氯化钙溶液 B石灰水石灰水C饱和亚硫酸钠溶液饱和亚硫酸钠溶液 D水玻璃水玻璃解解析析：CaCl2、Na2SO3均均属属比比碳碳酸酸酸酸性性强强的的酸酸的的盐盐，不不能能与与H2CO3(CO2H2O)反反应应生生成成新新盐盐和和新新酸酸；CO2与与石石灰灰水水最最终终生生成成可可溶溶性性Ca(HCO3)2；Na2SiO3为为比比碳碳酸酸酸酸性性更更弱弱的的酸酸的的盐盐，故故可可反反应应生生成成H2SiO3沉淀。沉淀。答案：答案：D4为除去括号内的杂质，所选用的试剂或方法不正确的是为除去括号内的杂质，所选用的试剂或方法不正确的是()ANa2CO3溶液溶液(NaHCO3)，选用适量的，选用适量的NaOH溶液溶液BNaHCO3溶液溶液(Na2CO3)，应通入过量的，应通入过量的CO2气体气体CNa2O2粉末粉末(Na2O)，将混合物在氧气中加热，将混合物在氧气中加热DNa2CO3溶液溶液(Na2SO4)，加入适量，加入适量Ba(OH)2溶液，过滤溶液，过滤解解 析析：Ba(OH)2 Na2SO4=BaSO4 2NaOH，虽虽 除除 去去 了了Na2SO4但又增加了新的杂质但又增加了新的杂质NaOH。答案：答案：D5.(1)通通常常用用NaHCO3除除去去混混在在CO2中中的的少少量量HCl气气体体，其其反反应应的离子方程式为的离子方程式为_。(2)不不用用NaOH溶溶液液的的缘缘由由(用用离离子子方方程程式式表表示示)_。不不用用饱饱和和Na2CO3溶溶液液的的缘缘由由(用用离离子子方方程程式式表表示示)_。.向向NaOH溶溶液液中中通通入入CO2气气体体制制备备Na2CO3，由由于于通通入入CO2的的量量难难以以限限制制，常常混混有有NaOH或或NaHCO3，请请利利用用所所学学学学问问设设计计方方案案制制得得纯纯净的净的Na2CO3溶液：溶液：_。解解析析：.(1)利利用用NaHCO3HCl=NaClCO2H2O除除去去HCl气体。气体。(2)不不用用NaOH、饱饱和和Na2CO3溶溶液液的的缘缘由由是是它它们们不不但但与与HCl反反应应也也与与CO2反应。反应。.向向NaOH溶溶液液中中通通入入CO2制制备备Na2CO3，CO2量量少少则则混混有有NaOH；CO2量量多多则则混混有有NaHCO3。若若通通入入过过量量的的CO2，则则只只生生成成NaHCO3，若若再再向向其其中中加加入入等等量量的的NaOH溶溶液液即即发发生生NaOHNaHCO3=Na2CO3H2O，得到纯净的，得到纯净的Na2CO3溶液。溶液。答案：答案：.(1)HHCO3=CO2H2O(2)CO22OH=CO32H2OCO32CO2H2O=2HCO3.将将NaOH溶液分成两等份，向其中一份中通入过量溶液分成两等份，向其中一份中通入过量CO2，然后再，然后再将另一份将另一份NaOH溶液加入第一份中，即得纯净的溶液加入第一份中，即得纯净的Na2CO3溶液溶液一、碳酸钠与碳酸氢钠一、碳酸钠与碳酸氢钠(老师可依据实际状况确定例题老师可依据实际状况确定例题)1向向Na2CO3溶溶液液中中逐逐滴滴滴滴入入盐盐酸酸，随随着着盐盐酸酸滴滴入入量量的的变变更更，溶溶液中某离子数目发生如图所示的变更，这种离子是液中某离子数目发生如图所示的变更，这种离子是()ANaBClCCO32 DHCO3解解析析：Na2CO3溶溶液液中中逐逐滴滴滴滴入入盐盐酸酸依依次次发发生生反反应应：Na2CO3HCl=NaClNaHCO3NaHCO3HCl=NaClCO2H2O因因此此HCO3的数目先增后减。的数目先增后减。答案：答案：D2下列叙述中正确的是下列叙述中正确的是()A向向含含有有CaCO3沉沉淀淀的的水水中中通通入入CO2至至沉沉淀淀恰恰好好溶溶解解，再再向向溶溶液液中加入中加入NaHCO3饱和溶液，又有饱和溶液，又有CaCO3沉淀生成沉淀生成B向向Na2CO3溶溶液液中中逐逐滴滴加加入入含含等等物物质质的的量量HCl的的稀稀盐盐酸酸，生生成成的的CO2与原与原Na2CO3的物质的量之比为的物质的量之比为12C等等质质量量的的NaHCO3和和Na2CO3分分别别与与足足量量盐盐酸酸反反应应，在在同同温温同同压压下，生成的下，生成的CO2体积相同体积相同D向向Na2CO3饱和溶液中通入饱和溶液中通入CO2，有，有NaHCO3结晶析出结晶析出解解 析析：CaCO3与与 CO2、H2O反反 应应 生生 成成 的的 Ca(HCO3)2不不 会会 与与NaHCO3反反应应，A错错；向向Na2CO3溶溶液液中中逐逐滴滴加加入入含含等等物物质质的的量量HCl的的稀稀盐盐酸酸，只只发发生生反反应应：Na2CO3HCl=NaClNaHCO3，不不会会生生成成CO2，B错错；等等质质量量时时，NaHCO3的的物物质质的的量量大大于于Na2CO3，因因此此NaHCO3与与盐盐酸酸反反应应生成的生成的CO2多，多，C错。错。答案：答案：DNa2CO3NaHCO3俗名俗名纯碱、苏打纯碱、苏打小苏打小苏打色态色态白色粉末白色粉末白色晶体白色晶体溶解度溶解度Na2CO3的溶解度大于的溶解度大于NaHCO3稳定性稳定性稳定稳定受热易分解受热易分解与盐酸反应与盐酸反应CO322H=H2OCO2HCO3H=H2OCO2与与NaOH反应反应OHHCO3=CO32H2O与与CaCl2反应反应Ca2CO32=CaCO3Na2CO3NaHCO3鉴别鉴别法一：与法一：与CaCl2溶液反应生成溶液反应生成白色沉淀；白色沉淀；法二：加盐酸产生的气体使法二：加盐酸产生的气体使澄清石灰水变浑浊澄清石灰水变浑浊法一：加热易分解；法一：加热易分解；法二：与法二：与CaCl2溶液不反应溶液不反应转化转化用途用途玻璃、造纸玻璃、造纸发酵粉、治胃酸过多发酵粉、治胃酸过多【特特殊殊提提示示】Na2CO3与与盐盐酸酸反反应应时时，因因CO32首首先先与与H反反应应生生成成HCO3，然然后后HCO3再再与与H反反应应生生成成H2O和和CO2，因因此此Na2CO3与与NaHCO3相相比比，后后者者与与盐盐酸酸反反应应放放出出CO2更更快快。向向饱饱和和Na2CO3溶液中通入溶液中通入CO2，会有，会有NaHCO3固体析出。固体析出。二、二、CO2与碱、盐的反应及与碱、盐的反应及CO32的检验的检验(老师可依据实际状况确定例题老师可依据实际状况确定例题)3将过量的将过量的CO2分别通入分别通入CaCl2溶液；溶液；Na2SiO3溶液；溶液；Ca(OH)2溶溶液液；饱饱和和Na2CO3溶溶液液。最最终终溶溶液液中中有有白白色色沉沉淀淀析析出的是出的是()A BC D解解析析：CO2溶溶于于水水：CO2H2OH2CO3，H2CO3的的酸酸性性比比盐盐酸酸弱弱，而而比比硅硅酸酸强强。依依据据酸酸与与盐盐反反应应的的规规律律，CO2通通入入CaCl2溶溶液液无无明明显显现现象象(一一般般弱弱酸酸不不能能制制强强酸酸)；过过量量的的CO2通通入入Na2SiO3溶溶液液中中有有白白色色 沉沉 淀淀 H2SiO3生生 成成；CO2通通 入入 Ca(OH)2溶溶 液液 至至 过过 量量：Ca(OH)2CO2=CaCO3H2O，CaCO3H2OCO2=Ca(HCO3)2，最最终终生生成成Ca(HCO3)2而而无无沉沉淀淀产产生生；过过量量CO2通通入入饱饱和和Na2CO3溶溶液液中中：Na2CO3 H2O CO2=2NaHCO3，生生 成成 的的 NaHCO3溶溶 解解 度度 比比Na2CO3溶解度小而结晶析出。溶解度小而结晶析出。答案：答案：B4将将足足量量CO2通通入入KOH和和Ca(OH)2的的混混合合稀稀溶溶液液中中，生生成成沉沉淀淀的的物质的量物质的量(n)和通入和通入CO2体积体积(V)的关系正确的是的关系正确的是()解解析析：当当KOH和和Ca(OH)2的的混混合合溶溶液液中中通通入入CO2时时，CO2与与OH反反应应生生成成CO32，CO32与与Ca2结结合合犯犯难难溶溶的的CaCO3，所所以以可可理理解解为为Ca(OH)2先先反反应应，KOH后后反反应应，当当OH完完全全反反应应后后，CO2与与CO32反反应应生生成成HCO3，此此时时CaCO3还还不不会会溶溶解解，可可理理解解为为K2CO3先先反反应应，CaCO3后反应，故选后反应，故选D。答案：答案：D5下列叙述可以确定溶液中大量存在下列叙述可以确定溶液中大量存在CO32的是的是()A加入加入AgNO3溶液有白色沉淀产生溶液有白色沉淀产生B加加入入稀稀盐盐酸酸有有无无色色无无味味气气体体产产生生，该该气气体体可可使使澄澄清清的的石石灰灰水水变变浑浊浑浊C加加入入MgCl2溶溶液液有有白白色色沉沉淀淀产产生生，再再加加入入稀稀盐盐酸酸沉沉淀淀溶溶解解，并并产生可使澄清石灰水变浑浊的无色无味气体产生可使澄清石灰水变浑浊的无色无味气体D加入加入Ba(OH)2溶液有白色沉淀产生溶液有白色沉淀产生解解析析：A选选项项中中Cl、SO32、SO42等等均均会会干干扰扰CO32的的检检验验；B选选项项中中也也可可能能存存在在HCO3，而而非非CO32；D选选项项中中SO42、SO32、HCO3等均会干扰等均会干扰CO32的检验。的检验。答案：答案：C(2)反应后溶质成分的推断反应后溶质成分的推断也可用数轴表示也可用数轴表示2与盐溶液的反应与盐溶液的反应(1)CO2Na2CO3H2O=2NaHCO3(2)CO2(少量少量)2Al(OH)4=2Al(OH)3CO32H2OCO2(过量过量)Al(OH)4=Al(OH)3HCO33CO32的检验的检验向待检验溶液中滴加确定量的向待检验溶液中滴加确定量的Ca2或或Ba2的可溶性盐溶液，有的可溶性盐溶液，有白色沉淀生成，再加入适量的强酸，白色沉淀溶解且生成无色无味能使白色沉淀生成，再加入适量的强酸，白色沉淀溶解且生成无色无味能使澄清石灰水变浑浊的气体，则待检溶液中有澄清石灰水变浑浊的气体，则待检溶液中有CO32。【名师警示】【名师警示】(1)不能用不能用Ca(OH)2溶液和溶液和Ba(OH)2溶液检验溶液检验CO32和和HCO3，缘由是，缘由是OH将将HCO3转化为转化为CO32；(2)不能用加酸看是否有无色无味气体产生的方法检验，因不能用加酸看是否有无色无味气体产生的方法检验，因CO32与与HCO3两种离子都有该现象发生。两种离子都有该现象发生。1下列物质中与其他三组类别不同的是下列物质中与其他三组类别不同的是()A金刚石、石墨、金刚石、石墨、C60B红磷、白磷红磷、白磷C氧气、臭氧氧气、臭氧 D一氧化碳、二氧化碳一氧化碳、二氧化碳答案：答案：D2目目前前，关关于于二二氧氧化化碳碳是是否否为为大大气气污污染染物物有有不不同同的的观观点点。认认为为“二氧化碳不是大气污染物二氧化碳不是大气污染物”的理由是的理由是()二二氧氧化化碳碳是是重重要要的的化化工工原原料料；二二氧氧化化碳碳是是植植物物光光合合作作用用的的必必需需原料；原料；二氧化碳是无色、无味、无毒的气体；二氧化碳是无色、无味、无毒的气体；二氧化碳是温室气体二氧化碳是温室气体A BC D答案：答案：B3下下列列几几种种状状况况都都有有白白色色沉沉淀淀物物质质生生成成，其其中中生生成成物物的的化化学学成成分分相同的是相同的是()(1)块状纯碱久置于空气中生成的白色粉末块状纯碱久置于空气中生成的白色粉末(2)盛澄清石灰水的烧杯内壁附着的白色物质盛澄清石灰水的烧杯内壁附着的白色物质(3)生石灰久置于空气中生成的白色物质生石灰久置于空气中生成的白色物质(4)Na2SiO3水溶液置于敞口容器中，溶液中出现的白色浑浊水溶液置于敞口容器中，溶液中出现的白色浑浊A(1)、(4)B(2)、(3)C(1)、(2)D(3)、(4)解解析析：(1)是是Na2CO310H2O在在空空气气中中发发生生风风化化转转化化为为Na2CO3白白色色粉粉末末；(2)是是Ca(OH)2吸吸取取空空气气中中的的CO2转转化化为为CaCO3；(3)是是生生石石灰灰吸吸取取空空气气中中的的水水蒸蒸气气和和CO2转转化化为为CaCO3；(4)是是Na2SiO3吸吸取取空空气气中中的的CO2转化为转化为H2SiO3白色沉淀，故选白色沉淀，故选B项。项。答案：答案：B4下列关于下列关于NaHCO3的叙述，不正确的是的叙述，不正确的是()A它是一种白色粉末，溶解度小于它是一种白色粉末，溶解度小于Na2CO3B加加热热至至200 左左右右，可可完完全全分分解解，利利用用这这种种性性质质，可可由由NaHCO3制取纯碱制取纯碱C与与Na2CO3相相同同质质量量时时，分分别别跟跟足足量量盐盐酸酸反反应应后后，NaHCO3可可得得到较多的二氧化碳到较多的二氧化碳D它是弱电解质，因为它是弱电解质，因为HCO3不完全电离不完全电离解析：解析：Na2CO3CO2 106 g 1 mol NaHCO3CO2 84 g 1 mol因因此此等等质质量量的的Na2CO3、NaHCO3与与足足量量盐盐酸酸反反应应，Na2CO3得得到到的的CO2要要少少于于NaHCO3；NaHCO3为为强强电电解解质质，因因为为其其溶溶于于水水后后可可全全部部电电离离为为Na和和HCO3。答案：答案：D5已已知知A至至F是是化化合合物物，G是是单单质质，且且A的的焰焰色色反反应应呈呈黄黄色色，它它们们有有如如下下转转化化关关系系(注注：很很多多金金属属或或它它们们的的化化合合物物在在灼灼烧烧时时，都都会会使使火火焰焰呈呈现出特殊的颜色，称为焰色反应现出特殊的颜色，称为焰色反应)：回答下列问题：回答下列问题：(1)推断各物质的化学式：推断各物质的化学式：A_，B_，E_，F_，G_；(2)写出写出AF反应的离子方程式：反应的离子方程式：_。答案：答案：(1)NaHCO3Na2CO3Na2O2NaOHO2(2)HCO3OH=H2OCO32练规范、练技能、练速度