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1、碳的多样性碳的多样性2021/8/9 星期一1美丽的美丽的珊瑚珊瑚世界上最大的钻石世界上最大的钻石库利南一号库利南一号图中的钻石重约五十克拉价值高达五百万美元在一九三四年芝加哥世界博览会上被评为美国最完美的钻石。溶洞中的 石花、石笋、钟乳2021/8/9 星期一2碳元素碳元素游离态游离态化合态化合态碳单质碳单质含碳化合物含碳化合物石石 墨墨金刚石金刚石C60无机化合物无机化合物有机化合物有机化合物CO、CO2碳碳 酸酸碳酸盐、碳酸氢盐碳酸盐、碳酸氢盐（氧化物）（氧化物）（酸）（酸）（盐）（盐）2021/8/9 星期一3金刚石石墨C60金刚石、石墨、金刚石、石墨、C60都是只由一种元素都是只由一
2、种元素碳元素组成，为什么性质有很大差别？碳元素组成，为什么性质有很大差别？它们是同种物质吗？它们是同种物质吗？2021/8/9 星期一42021/8/9 星期一5同素异形体：由同种元素组成的性质不同的几种单质，叫做该同素异形体：由同种元素组成的性质不同的几种单质，叫做该元素的同素异形体。元素的同素异形体。金刚石、石墨和金刚石、石墨和C60是碳元素的同素异形体是碳元素的同素异形体;氧气氧气(O2)和臭氧和臭氧(O3)是氧元素的同素异形体。是氧元素的同素异形体。同素同素 异形异形 体体：同同种种元元素素结结构构不不同同单质单质性质不同性质不同同素异形体的相互转化是化学变化同素异形体的相互转化是化学
3、变化3O2 2O3非氧化还原非氧化还原反应反应2021/8/9 星期一6广泛存在的碳的化合物天天然然碳碳酸酸盐盐有有机机化化合合物物2021/8/9 星期一7Na2CO3与与NaHCO3物理性质比较物理性质比较名名 称称碳酸钠碳酸钠碳酸氢钠碳酸氢钠俗俗 名名 色色 态态水溶性水溶性白色固体白色固体苏打或纯碱苏打或纯碱小苏打小苏打都易溶于水都易溶于水 但溶解度但溶解度S碳酸钠碳酸钠S碳酸氢钠碳酸氢钠玻璃、造纸玻璃、造纸 焙制糕点的发酵粉焙制糕点的发酵粉用途用途2021/8/9 星期一8Na2CO3与与NaHCO3的化学性质比较的化学性质比较实验内容实验内容实验现象实验现象结论结论与与H+反应反应
4、与与NaOH与与CaCl 2加热加热产生气泡产生气泡CO32-+2H+=CO2+H2OHCO3-+H+=CO2+H2O无明显现象无明显现象Na2CO3不反应不反应HCO3-+OH-=CO32-+H2ONa2CO3产生白色沉淀产生白色沉淀NaHCO3无现象无现象CO32-+Ca2+=Ca CO3NaHCO3不反应不反应Na2CO3无现象无现象NaHCO3分解产生分解产生CO22NaHCO3=Na2CO3+CO2+H2ONa2CO3不分解不分解2021/8/9 星期一9Na2CO3与与NaHCO3的相互转变的相互转变 Na2CO3转变成转变成 NaHCO3 _ NaHCO3转变成转变成Na2CO3
5、_Na2CO3+CO2+H2O=2NaHCO32NaHCO3+NaOH=Na2CO3+H2O2NaHCO3=Na2CO3+CO2+H2O碳酸碳酸加热；加碱加热；加碱碳酸盐碳酸盐碳酸氢盐碳酸氢盐2021/8/9 星期一10讨讨 论论1、如何鉴别、如何鉴别Na2CO3与与NaHCO3？2、如何除去、如何除去Na2CO3中少量的中少量的NaHCO3？3、如何除去、如何除去NaHCO3中少量的中少量的Na2CO3？加加CaClCaCl2 2溶液或加热溶液或加热加加适量适量NaOHNaOH溶液或加热溶液或加热通入过量通入过量COCO2 22021/8/9 星期一11Na2CO3+2HCl=2NaCl+H
6、2O+CO2106g 2mol 1molNaHCO3+HCl=NaCl+H2O+CO2思考：思考：1、等物质的量的、等物质的量的Na2CO3和和NaHCO3与盐酸反应，与盐酸反应，消耗盐酸的物质的量之比为：消耗盐酸的物质的量之比为：_；产生的产生的CO2的物质的量之比为：的物质的量之比为：_2、等质量的、等质量的 Na2CO3（106 gmol-1）和）和 NaHCO3（84 gmol-1）与盐酸反应，）与盐酸反应，_消耗盐酸多；消耗盐酸多；_产生的产生的CO2多。多。2：11：1Na2CO3 84g 1mol 1molNaHCO32021/8/9 星期一12关于关于Na2CO3与与NaHCO
7、3混合物中各成份的计算。混合物中各成份的计算。例题例题将某碳酸钠和碳酸氢钠的混合物将某碳酸钠和碳酸氢钠的混合物 2.74g 加热到质量不再变化时，剩余物质量为加热到质量不再变化时，剩余物质量为 2.12g 。求：。求：混合物中碳酸氢钠与碳酸钠的物质的量；混合物中碳酸氢钠与碳酸钠的物质的量；将这种混合物与足量的稀盐酸反应可以将这种混合物与足量的稀盐酸反应可以 生成标准状况下的气体体积。生成标准状况下的气体体积。2021/8/9 星期一13解解:用差量法计算：2NaHCO3=Na2CO3+CO2+H2O 固体质量减少固体质量减少 2mol 62.0g n(NaHCO3)0.620gn(NaHCO3
8、)=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=0.672L2021/8/9 星期一14自然界中碳及其化合物间的转化自然界中碳及其化合物间的转化大大气气中中的的二二氧氧化化碳碳绿色植物绿色植物海洋海洋光合作用光合作用呼吸呼吸动物动物呼吸排泄呼吸排泄岩石岩石风化溶解风化溶解光合作用光合作用森林草原森林草原化石燃料化石燃料喷发喷发火山
9、火山燃烧燃烧燃烧燃烧动植物遗体演变动植物遗体演变2021/8/9 星期一152021/8/9 星期一16【活动活动探究探究】模拟模拟“溶洞的形成溶洞的形成”实验方案及实验记录：实验方案及实验记录：实验内容实验内容实验现象实验现象离子方程式离子方程式澄清石灰水澄清石灰水持续通入持续通入CO2开始出现白色沉淀开始出现白色沉淀CO2过量时沉淀溶解过量时沉淀溶解澄清溶液澄清溶液加热加热出现白色沉淀出现白色沉淀Ca2+2OH-+CO2=Ca CO3+H2OCa CO3+CO2+H2O=Ca2+2 H CO3-Ca2+2 H CO3-=Ca CO3 +CO2+H2O 2021/8/9 星期一17生产和生活
10、中碳及其化合物间的转化生产和生活中碳及其化合物间的转化1、工业炼铁、工业炼铁原料：原料：铁矿石、焦炭、铁矿石、焦炭、石灰石、空气石灰石、空气原理：原理：Fe2O3+3CO2Fe+3CO22021/8/9 星期一18CCO2CO碳“三角”2、木炭燃烧、木炭燃烧2021/8/9 星期一19作业作业：写出下列反应的化学方程式：写出下列反应的化学方程式CCO2Na2CO3NaHCO3COCaCO3Ca(HCO3)2注：不能重复注：不能重复在水溶液中的反应写出离子方程式在水溶液中的反应写出离子方程式2021/8/9 星期一20足球烯足球烯C60的用途：的用途：（1）超导性）超导性 1991年，赫巴德年，
11、赫巴德(Hebard)等首先提出掺钾等首先提出掺钾C60具有超导性，超导起始温度具有超导性，超导起始温度为为18 K。我国在这方面的研究也很有成就，北京大学和。我国在这方面的研究也很有成就，北京大学和中国科学院物理所合作，成功地合成了中国科学院物理所合作，成功地合成了K3C60和和Rb3C60超超导体，超导起始温度分别为导体，超导起始温度分别为8 K和和28 K。（2）增强金属）增强金属（3）医疗应用，如杀死癌细胞，对艾滋病的应用也在）医疗应用，如杀死癌细胞，对艾滋病的应用也在研究中研究中（4）储存气体，利用）储存气体，利用C60独特的分子结构，可以将独特的分子结构，可以将C60用用作比金属及其合金更为有效和新型的吸氢材料。作比金属及其合金更为有效和新型的吸氢材料。（5）光学应用（制成可以保护眼睛的产品）光学应用（制成可以保护眼睛的产品）（6）新型催化剂）新型催化剂 2021/8/9 星期一212NaHCO3=Na2CO3+CO2+H2O碳酸氢钠受热分解实验装置：碳酸氢钠受热分解实验装置：2021/8/9 星期一22