《2022年高考化學(xué)一輪復(fù)習(xí) 碳的多樣性教案 魯科版必修1》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《2022年高考化學(xué)一輪復(fù)習(xí) 碳的多樣性教案 魯科版必修1（5頁(yè)珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

1、2022年高考化學(xué)一輪復(fù)習(xí) 碳的多樣性教案 魯科版必修11 碳單質(zhì)的多樣性1同素異形體（1）同素異形體的概念：由同一種元素組成的性質(zhì)不同的幾種單質(zhì)，叫做該元素的同素異形體。（2）常見的同素異形體：碳：金剛石、石墨、C60；氧：氧氣、臭氧（O3）?！绢I(lǐng)悟整合】由于同素異形體由同種元素構(gòu)成，所以同素異形體往往具有相似的化學(xué)性質(zhì)；但由于組成同素異形體各種單質(zhì)的原子間連接的方式不同（即結(jié)構(gòu)不同），因此同素異形體的物理性質(zhì)往往有很大差別。2金剛石、石墨、C60（1）結(jié)構(gòu)金剛石：每個(gè)碳原子與另外4個(gè)碳原子以一種較強(qiáng)的相互作用相連接，形成正四面體結(jié)構(gòu)，向空間伸展形成空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。石墨：石墨晶體是層狀結(jié)構(gòu)。在

2、同一層內(nèi)，碳原子排列成正六邊形(碳原子位于正六邊形的頂點(diǎn)上)，一個(gè)個(gè)正六邊形排列成平面網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，每一個(gè)碳原子都跟其他3個(gè)碳原子相連。在同一層內(nèi)，相鄰的碳原子以較強(qiáng)的相互作用相結(jié)合，但層與層之間以一種較弱的相互作用相結(jié)合。C60：C60分子是由60個(gè)碳原子構(gòu)成的，它的形狀像足球，由12個(gè)正五邊形和20個(gè)正六邊形組成。分子內(nèi)部，碳原子間以較強(qiáng)的相互作用結(jié)合，但分子間的相互作用較弱。（2）性質(zhì)同素異形體金剛石石墨C60主要物理性質(zhì)硬度大、熔沸點(diǎn)高硬度小、熔沸點(diǎn)高，易導(dǎo)電硬度小、熔沸點(diǎn)低主要化學(xué)性質(zhì)相似，如在一定條件下都可與氧氣反應(yīng)，生成CO2【知識(shí)鏈接】 昂貴的實(shí)驗(yàn)：1797年英國(guó)化學(xué)家錢南為了測(cè)出

3、金剛石的成分，做了一個(gè)非常昂貴的實(shí)驗(yàn)。他將金剛石放在密閉的、充滿氧氣的箱子里進(jìn)行燃燒（箱子是純金制的），結(jié)果卻令人非常意外-子里的氣體成分竟然是二氧化碳。 碳-60家族：這一類物質(zhì)的分子式可以表示為Cn，n為28到540之間的整數(shù)值，有C50、C60、C70、C84、C240等，科學(xué)家預(yù)言C540有可能實(shí)現(xiàn)室溫超導(dǎo)；也有設(shè)想將某些藥物置入C60球體空腔內(nèi)，成為緩釋型的藥物。碳-60家族已經(jīng)廣泛地影響到物理、化學(xué)、材料科學(xué)、生命及醫(yī)藥科學(xué)各領(lǐng)域。碳納米管：碳納米管可分單層及多層的碳納米管，它是由單層或多層同心軸石墨層卷曲而成的中空碳管。碳納米管非常微小，5萬(wàn)個(gè)并排起來(lái)才有人的一根頭發(fā)絲寬。利用碳

4、納米管可以制成高強(qiáng)度碳纖維材料和復(fù)合材料，如其強(qiáng)度為鋼的100倍，重量則只有鋼的1/6，被科學(xué)家稱為未來(lái)的“超級(jí)纖維”。 碳納米管在航天、電子、儲(chǔ)氫等諸多領(lǐng)域有廣泛的應(yīng)用前景。2 廣泛存在的含碳化合物1常見的含碳化合物（1）有機(jī)化合物：如蛋白質(zhì)、淀粉、油脂、以及石油、液化氣、天然氣等的主要成分；（2）無(wú)機(jī)化合物：CO、CO2、H2CO3、碳酸鈉、碳酸氫鈉、大理石、方解石、白云石、菱鋅礦、菱鎂礦、菱鐵礦等。2碳酸鈉和碳酸氫鈉（1）碳酸鈉和碳酸氫鈉的比較化學(xué)式Na2CO3NaHCO3俗名純堿、蘇打小蘇打色態(tài)白色粉末細(xì)小白色晶體溶解性易溶于水較易溶于水(溶解度較Na2CO3小)熱穩(wěn)定性不易分解受熱易

5、分解2NaHCO3Na2CO3CO2H2O與HCl反應(yīng)Na2CO32HClCO2H2O(較快)NaHCO3HClCO2H2O(劇烈)與NaOH反應(yīng)不反應(yīng)HCO3-OHCO32-H2O與CO2反應(yīng)Na2CO3CO2H2O2NaHCO3不反應(yīng)用途用于玻璃、肥皂、造紙、紡織等工業(yè)；洗滌劑發(fā)酵劑、滅火器，醫(yī)療上用于治胃酸過(guò)多（2）碳酸鈉和碳酸氫鈉的鑒別方法熱穩(wěn)定性不同。分別加熱少量固體，若發(fā)生分解反應(yīng)，將產(chǎn)生的氣體通入澄清的石灰水中，石灰水變渾濁的原試劑是NaHCO3，另一個(gè)為Na2CO3。和酸反應(yīng)生成氣體的速率不同。分別取一定量的固體，加入等濃度等體積的鹽酸，反應(yīng)快、產(chǎn)生氣體相應(yīng)多的為碳酸氫鈉，另一

6、個(gè)為碳酸鈉。陰離子不同。分別取其稀溶液，滴加氯化鋇稀溶液或CaCl2溶液，產(chǎn)生沉淀的原試劑為碳酸鈉，另一個(gè)為碳酸氫鈉（特別注意：該方法必須取極稀溶液）。（3）Na2CO3和NaHCO3在一定條件下的相互轉(zhuǎn)化：溶液中：NaHCO3+NaOH=Na2CO3+H2O， Na2CO3+CO2+H2O=2NaHCO3固體中：NaOH+NaHCO3Na2CO3+H2O，2NaHCO3Na2CO3+CO2+H2O【品思感悟】Na2CO3與鹽酸反應(yīng)是分步進(jìn)行的：Na2CO3HClNaHCO3NaCl， NaHCO3HClCO2H2O（1）由于NaHCO3跟HCl反應(yīng)一步完成，所以NaHCO3跟HCl反應(yīng)比Na

7、2CO3跟HCl反應(yīng)放出CO2的速率快。（2）當(dāng)Na2CO3溶液與稀鹽酸反應(yīng)時(shí)，加入試劑的次序不同，產(chǎn)生的現(xiàn)象不同若往碳酸鈉溶液中滴加鹽酸，由于碳酸鈉的量多，而加入的酸（氫離子）少，第二步反應(yīng)尚未進(jìn)行，產(chǎn)生的氣體較少（有可能在滴加的局部范圍內(nèi)完成二步反應(yīng)，看到有氣體產(chǎn)生）。滴加一定量以后，溶液已轉(zhuǎn)化為碳酸氫鈉溶液，再加入鹽酸，很快反應(yīng)產(chǎn)生氣體，量也較多若將碳酸鈉溶液滴加到鹽酸中，則情況大不一樣，試管中酸充足過(guò)量，滴入碳酸鈉溶液很快完成上述二步反應(yīng)，因此很容易觀察到氣體產(chǎn)生。利用上述現(xiàn)象，可以不用任何試劑鑒別二者。3碳及其化合物間的轉(zhuǎn)化1自然界中碳及其化合物的轉(zhuǎn)化（1）碳及其化合物在自然界中的轉(zhuǎn)

8、化示意圖（2）模擬溶洞的形成溶洞的形成原理石灰?guī)r的主要成分是碳酸鈣。碳酸鈣遇到溶有二氧化碳的水時(shí)，會(huì)慢慢變成可溶于水的碳酸氫鈣Ca(HCO3)2。當(dāng)受熱或壓強(qiáng)突然變小時(shí)，水中碳酸氫鈣會(huì)分解，重新變成碳酸鈣沉積下來(lái)。在自然界里不斷發(fā)生上述反應(yīng)，石灰?guī)r逐漸變成碳酸氫鈣而溶解掉，形成溶洞；碳酸氫鈣不斷分解，生成的碳酸鈣逐漸沉積，形成千姿百態(tài)的鐘乳石、石筍和石柱。實(shí)驗(yàn)報(bào)告：實(shí)驗(yàn)?zāi)康模禾骄咳芏吹男纬稍韺?shí)驗(yàn)準(zhǔn)備：將CO2通入澄清石灰水中，得到CaCO3白色沉淀，備用。實(shí)驗(yàn)方案及實(shí)驗(yàn)記錄：實(shí)驗(yàn)步驟實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象化學(xué)方程式向得到的懸濁液中繼續(xù)通入足量的CO2氣體CaCO3白色沉淀逐漸溶解CaCO3CO2+H2OC

9、a(HCO3)2 將所得溶液小心加熱溶液重新變渾濁并冒出氣泡Ca(HCO3)2CaCO3CO2+H2O【梳理總結(jié)】自然界在永不停息的進(jìn)行著碳的轉(zhuǎn)化，這種轉(zhuǎn)化形式多種多樣，速度也有快有慢，總體上處于平衡狀態(tài)。但是，由于現(xiàn)代化工業(yè)社會(huì)過(guò)多燃燒煤炭、石油和天然氣，這些燃料燃燒后放出大量的二氧化碳?xì)怏w進(jìn)入大氣，破壞了這種平衡，造成了“溫室效應(yīng)”。2生產(chǎn)和生活中碳及其化合物間的轉(zhuǎn)化（1）高爐煉鐵原料：焦炭、鐵礦石；高爐煤氣的主要成分：CO、CO2、Fe2O3、N2等；CO生成的化學(xué)方程式： CO2CO2；CCO2 2CO還原鐵的氧化物的化學(xué)方程式：Fe2O3 3CO2 Fe 3CO2（2）木炭燃燒：CO

10、2 CO2 2CO22CO 2COO22CO2 CCO2 2CO生成水煤氣的化學(xué)方程式為：CH2OCOH2【聯(lián)想發(fā)散】碳作還原劑的特殊性碳作還原劑，溫度越高，還原性越強(qiáng)，在反應(yīng)中碳的氧化產(chǎn)物可以是CO2和CO。當(dāng)溫度較低時(shí)（理論上小于710），碳傾向生成穩(wěn)定的CO2（如：實(shí)驗(yàn)室用C還原CuO），一般溫度超過(guò)1000，只要有固態(tài)碳存在，生成的氣體是CO而CO作還原劑，溫度越低還原性越強(qiáng)，如CO只有在低于600時(shí)，才能還原FeO，所以在高爐中主要的出鐵反應(yīng)是在爐體上部（低溫區(qū)）發(fā)生的。（3）水垢的形成：有關(guān)化學(xué)方程式為：Ca(HCO3)2CaCO3 CO2H2O如何除去水壺中的水垢？加入醋酸，可以將CaCO3物質(zhì)等溶解。（4）無(wú)機(jī)化合物與有機(jī)化合物間的轉(zhuǎn)化1828年，德國(guó)化學(xué)家維勒用無(wú)機(jī)物氰酸銨合成出有機(jī)化合物尿素，打破了無(wú)機(jī)物和有機(jī)物之間的界限。碳及其化合物的轉(zhuǎn)化，對(duì)人的生活、生產(chǎn)來(lái)說(shuō)意義重大。