1、碳的多樣性導學案【學習目標】1了解同素異形體的概念，知道碳有三種同素異形體，它們的物理性質有較大的差別，導致物理性質相異的主要原因是碳原子的排列方式不同。2知道含碳元素的化合物種類繁多，一般分為無機含碳化合物與有機化合物兩大類；認識碳酸鈉和碳酸氫鈉的主要性質，體會它們性質的差異。3通過活動探究碳酸鈉和碳酸氫鈉的主要性質，進一步熟悉研究物質性質的基本程序，學會利用實驗科學探究的能力；并激發學習化學的興趣、發揚合作學習的精神、養成嚴謹科學的學習習慣。課前延伸一、填寫下表二氧化碳一氧化碳化學式化學鍵溶解性毒性（對環境的影響）氧化性/還原性可燃性跟NaOH溶液反應跟Na2CO3溶液反應制備相互轉化鑒別

2、方法【思考】我國著名文房四寶包括筆墨紙硯。你知道墨的主要成分什么嗎？我國古代一些書法家、畫家用墨書寫或繪制的字畫能夠保存很長時間而不變色，這是為什么？1 / 12現在用的碳素墨水的有效成分是什么？從物質分類的角度講，墨水屬于哪一類？【思考】你知道碳在自然界中存在形態還有哪些？請列舉你所知道的含碳物質寫出來。并請把自己寫出的物質加以分類。 【練習題】隨著工業化程度的提高以及世界范圍內的人工采伐使森林面積銳減，導致大氣中CO2濃度迅速增加；同時生物的新陳代謝也產生大量CO2。大氣中的CO2對來自太陽的短波輻射幾乎不吸收，因而地表能受到太陽的輻射而增溫；另一方面對從地表射向太空的長波，特別是紅外輻射

3、有強烈的吸收作用，從而阻礙了地球向太空輻射能量。（1）人們習慣上把大氣中以CO2為主的氣體所產生的效應稱為 （選擇）；這種效應會使 （填空）。A 光熱效應 B 光氣效應 C 溫室效應 D 光電效應（2）大量采伐森林會使大氣中CO2濃度增加的原因是 。（3）為了減緩大氣中CO2濃度的增加，除了植樹造林，主要有效可行的措施還有 等。A.優化能源結構 B.減少地球上的生物，因為它們的新陳代謝要產生大量CO2C.對燃料及燃燒進行優化處理 D.將燃油汽車改為燃液化氣汽車 E.降低工業化程度閱讀材料近年來，科學家們發現，除金剛石、石墨外，還有一些新的以單質形式存在的碳。其中發現較早并已在研究中取得重要進展

4、的是C60分子。 C60分子是一種由60個碳原子構成的分子，它形似足球，因此又名足球烯。 C60在室溫下為紫紅色固態分子晶體，有微弱熒光。C60分子的直徑約為7.1×10 -10m,密度為1.68g/cm3 。不溶于水等強極性溶劑，在正己烷、苯、二硫化碳、四氯化碳等非極性溶劑中有一定的溶解性；常態下不導電。 超導性：我國在這方面的研究也很有成就，北京大學和中國科學院物理所合作，成功地合成了K3C60和Rb3C60超導體，超導起始溫度分別為8K和28K。有科學工作者預言，如果摻雜C240和摻雜C540，有可能合成出具有更高超導起始溫度的超導體。 磁性：阿勒曼（Allemand）等人在C

5、60的甲苯溶液中加入過量的強供電子有機物四(二甲氨基)乙烯(TDAE)，得到了C60(TDAE)C0.86的黑色微晶沉淀，經磁性研究后表明是一種不含金屬的軟鐵磁性材料。課內探究案【知識梳理與拓展】一、多種多樣的碳單質1.金剛石、石墨、C60 的結構有什么特點？請用簡單的語言描述。2.金剛石、石墨、C60屬于同素異形體。三者的物理性質各有什么特點？請你再舉出幾個實例。同素異形體之間的轉化為化學變化還是物理變化？【思考】如何用實驗證明三種單質均為碳元素構成的？【例題】美國化學會志報道了中國科學家以二氧化碳和鈉在一定條件下制得金剛石，其化學方程式為3CO2 +4Na=2X+C（金剛石）。則X的化學式

6、為（ ） A、Na2O2 B、Na2CO3 C、Na2O D、Na4C2O6 二、廣泛存在的含碳化合物（一）一氧化碳和二氧化碳1.寫出能生成一氧化碳的反應的化學方程式。（1）碳在氧氣中燃燒（2）碳與水高溫反應（3）碳與某些金屬氧化物反應（4）甲烷不完全燃燒（5）乙醇不完全燃燒2.一氧化碳具有較強的還原性。寫出一氧化碳跟氧化鐵、氧化銅、氧氣等物質反應的化學方程式。【典型例題】為了證明CO具有還原性，有人設計了下列實驗：A B C D E F（1）裝置B中最適宜的試劑是 ；（2）裝置D中發生反應的化學方程式是 ；（3）必須用裝置C吸收除去氣體中水蒸氣的理由是 ；（4）若根據F中石灰水變渾濁的現象也

7、能確認CO具有還原性，應在上圖中裝置 與裝置 之間連接下列的哪一種裝置? 。3.實驗室制取二氧化碳（1）原理 該反應的化學方程式 （2）實驗室制備裝置畫出該裝置圖（3）如何驗證二氧化碳？ （4）若二氧化碳中混有氯化氫和水蒸氣，如何除去這些雜質得到純凈的二氧化碳氣體？4.如何實現CO和CO2的相互轉化？寫出相關反應的化學方程式。5.二氧化碳是一種酸性氧化物。根據酸性氧化物的通性，寫出二氧化碳發生反應的化學方程式。是離子反應的用離子方程式表示。6.二氧化碳具有一定的氧化性，能跟碳、金屬鎂等發生反應，寫出反應的化學方程式。簡述金屬鎂與二氧化碳反應的現象。【典型例題】為探究CO2和NaOH確實發生了化

8、學反應，某實驗小組的同學設計出了下列4種實驗裝置，請回答下列問題：（1）選擇任意一種實驗裝置，簡述出現的實驗現象，解釋產生該實驗現象的原因：選擇的實驗裝置是_，實驗現象為：_。產生該實驗現象的原因是：_。（2）某同學質疑上述實驗設計，該同學質疑的依據是 。（3）在原實驗基礎上，請你設計實驗證明CO2和NaOH肯定發生了化學反應。_ 把CO、CO2的混合物V L緩緩的通入足量的過氧化鈉中，氣體體積減小了1/5，則混合物中CO、CO2的體積比為 （二）碳酸鈉與碳酸氫鈉觀察思考：請同學們觀察碳酸鈉與碳酸氫鈉，完成下列表格： 名稱化學式俗稱顏色狀態溶解性碳酸鈉碳酸氫鈉碳酸鈉與碳酸氫鈉的化學性質比較思考

9、1：為什么實驗中碳酸氫鈉溶液與鹽酸反應比碳酸鈉溶液反應更劇烈？思考2：為什么實驗中加入NaOH后會看到白色沉淀？思考3：兩種鹽溶液與氫氧化鈉溶液反應換成與氫氧化鈣溶液反應，情況又如何呢？總結：碳酸鈉和碳酸氫鈉的化學性質，寫出相關反應的化學方程式和離子反應方程式。思考4：如何除去碳酸鈉固體中的碳酸氫鈉？總結：如何實現碳酸鹽和碳酸氫鹽之間的相互轉化？【練習】下列說法中正確的是（ ）A碳酸氫鈉的熱穩定性比碳酸鈉的強B等質量的碳酸鈉、碳酸氫鈉分別與足量的鹽酸反應，前者產生的二氧化碳多C足量碳酸鈉和碳酸氫鈉分別與等物質的量的鹽酸反應，兩者產生的二氧化碳一樣多D等物質的量的碳酸鈉和碳酸氫鈉分別與足量鹽酸反

10、應，前者消耗的鹽酸多三、生產和生活中碳及其化合物間的轉化1、高爐煉鐵過程中的原料是 。在其中起還原作用的主要是 。它是如何產生的，在還原鐵礦石的過程中如何變化，寫出相關反應的化學方程式。2、用化學方程式描述木炭燃燒過程中碳的轉化過程，指出所發生的氧化還原反應的氧化劑和還原劑。 CCO CO2思考：上述碳及其化合物間的轉化涉及哪幾類物質間的轉化？3.水垢中一定含有哪種物質？它是怎樣形成的？如何除去水壺中的水垢？寫出相關反應的化學方程式。【典型例題】1.全國有不少古都的建筑保存完好，這與所用的建筑材料有關。一研究小組從古建筑維修現場搜集了一些舊墻灰進行研究。取12.0g墻灰（主要成分是碳酸鈣）放入

11、燒杯中，并加入足量的稀鹽酸（假設其他物質不與鹽酸反應，也不考慮H2O、HCl逸出）。反應開始時，燒杯及所盛物質的總質量為300.0g。實驗數據記錄見下表。反應時間/min024681012141618燒杯及所盛物質的總質量/g300.0299.0298.0297.2296.5296.0295.7295.6m295.6（1）該小組因故沒有記錄反應時間為16min時的數據。由表中數據推測，m g。（2）反應最終生成的CO2在標準狀況下所占的體積是 L。（3）該舊墻灰中CO32-的質量分數為 。2.某種牙膏中的摩擦劑是碳酸鈣，它可以用石灰石來制備，某同學設計了一個制備碳酸鈣的方案，其流程圖為：石灰石

12、 高溫 生石灰 加水 石灰水 加溶液 碳酸鈣（1）請寫出上述方案有關的化學方程式： （2）請你仍用石灰石為原料（其他試劑自選），設計了一個制備碳酸鈣的方案，其流程圖為：石灰石你所設計的方案的優點為： （3）檢驗牙膏中是否含有碳酸鹽的實驗方法： 【課內檢測】1.在不同反應中既能吸收CO2，又能參加反應放出CO2的是A.KOH B. K2CO3 C. KHCO3 D. Ca(OH)22.將石墨置于熔融的鉀或氣態的鉀中，石墨會吸收了鉀而形成的鉀石墨的物質，其組成可以是C8K、C24K、C36K、C48K和C8K。在鉀石墨中，鉀元素處于石墨層中間，因之石墨層之間被脹大，層間的距離增加。下列對鉀石墨的敘

13、述中，正確的是 A.鉀石墨是一類離子化合物 B.鉀石墨導電性比石墨強 C.鉀石墨與水相遇，不發生任何反應D. C8K、C24K、C36K、C48K和C8K同屬于同素異形體3. 10g含雜質的碳酸鈣和足量的鹽酸反應，產生標況下2.24升CO2，試推斷雜質的組成是A.碳酸鎂和二氧化硅 B.碳酸鎂和碳酸氫鉀C.碳酸鉀和二氧化硅 D.碳酸氫鉀和二氧化硅4.已知天然氣的主要成分CH4也是一種會產生溫室效應的氣體，等物質的量的CH4和CO2產生的溫室效應，前者大。下面是有關天然氣的幾種敘述，其中正確的是（）天然氣與煤、柴油相比是較清潔的能源；等質量的CH4和CO2產生的溫室效應也是前者大；天然氣不完全燃燒

14、時會生成COAB只有 C和D只有5.為制備干燥、純凈的CO2 ，將大理石和鹽酸反應生成的氣體先后通過有下列物質的兩個吸收裝置，兩個裝置中應分別盛放（ ）A. 水；無水CaCl2 固體 B. 飽和NaHCO3 溶液； 濃H2SO4C. 濃H2SO4 ; 飽和NaHCO3 溶液 D. 飽和NaHCO3 溶液; 稀H2SO46.把7.4gNa2CO310H2O和NaHCO3組成的混合物溶于水，配成100mL的溶液，其中c(Na+)=0.6mol/L.若把等質量的混合物加熱到恒重時，殘留物的質量是（ A. 3.18gB. 2.21gC. 5.28gD. 4.22g課后提升1.下列離子方程式正確的是（

15、）A次氯酸與氫氧化鈉溶液反應：H+ + OH=H2OB碳酸納與稀鹽酸反應：CO32+2H+= CO2 +H2OC碳酸氫鈣與鹽酸反應：CO32+2H+= CO2 +H2OD碳酸氫鈣與氫氧化鈉反應：HCO3-+OH-= CO32- +H2O 2.向下列物質大理石，鐘乳石，鍋垢，貝殼，蛋殼，分別滴加醋酸，會產生相同氣體的是（ ）A只有B只有C只有D3.（1）圖瓦盧是由多個珊瑚礁形成的島國。由于大氣中CO2含量的劇增，大量珊瑚礁（主要成分是碳酸鈣）被海水侵蝕，其原因是（用化學方程式表示）： 。（2）溫室效應導致海平面上升，引起溫室效應的人為原因主要是 。（3）快速、有效地減緩大氣中CO2大量增加的生態

16、學措施是 。A使用天然氣等燃料 B控制全球人口增長C植樹造林，保護森林 D立即減少煤和石油的燃燒5.近年來，科學家在氦的氣氛中給石墨通電，使石墨揮發，在石墨揮發的黑煙中發現了C60，它的金屬滲入物具有可貴的超導性質。北京大學首先將C60滲錫，獲超導轉變溫度為37 K的好成績。下列關于C60的敘述正確的是 ( )A是一種新型的化合物 BC60 的結構與石墨相似CC60燃燒時可生成CO2 D摩爾質量是7206.關于金剛石、石墨的說法不正確的是 （ ）A 它們都是由碳元素組成的單質。B 它們都是電的良導體。C 金剛石質硬，石墨質軟。D 他們的碳原子的排列方式不同。7.將石墨在一定條件下轉化為金剛石的

17、變化說法正確的是 （ ）A不是化學變化 B金剛石和石墨性質相同 C是氧化還原反應 D是化學變化但不是氧化還原反應8.（1）古代土法制堿中，用Na2CO3 和Ca(OH)2 反應制燒堿（用化學方程式表示） _。（2）通常用小蘇打的飽和溶液除去CO2中的HCl，反應的離子方程式為_ 。不能用NaOH溶液的原因是_ _ ，也不能用Na2CO3的原因是_ _（以上兩空均用離子方程式表示原因）。9.如何鑒別一種白色固體粉末是碳酸鈉還是碳酸氫鈉10.已知某純堿試樣中含有NaCl雜質，為測定試樣中純堿的質量分數，可用下圖中的裝置進行實驗。主要實驗步驟如下：按圖組裝儀器，并檢查裝置的氣密性將ag試樣放入錐形瓶中，加適量蒸餾水溶解，得到試樣溶液稱量盛有堿石灰的U型管的質量，得到bg從分液漏斗滴入6mol·L1的硫酸