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班级： 姓名： 编审：林小丽 时间：2014.4.14
【学习目标】
1.了解同素异形体的概念，以及它们的物理性质与内部结构的关系。
2.知道含碳元素的化合物种类繁多以及存在无机物和有机物两大类型。
3.了解碳元素的单质、氧化物和碳酸盐之间的转化关系。
4.据生产、生活实例，了解碳单质、一氧化碳、二氧化碳、碳酸盐、碳酸氢盐之间的转化。
【课前预习案】
一、碳在自然界中的存在
碳在自然界中既可以以 化合态 存在，也可以以 游离态 存在，但主要以 存在。
二、多种多样的碳单质
1．同素异形体是指由同一种元素组成的性质 ( http: / / www.21cnjy.com )不同的几种单质。例如， 、 和C60是碳元素的同素异形体， 和 是氧元素的同素异形体。
2．碳的化学性质
主要性质 具体事实 化学方程式
可燃性 ①与O2反应 C + O2 (足量) === CO2 ，2C + O2 (不足) === 2CO
还原性 ②与CO2反应 C + CO2 ==
③与CuO反应 C + CuO ==
④与H2O反应 C + H2O ==
⑤与SiO2反应 C + SiO2 ===
【练习1】科学研制的一种新的分子，它具有空心的类似足球状的结构，分子式为C60，下列说法正确的是（ ）
A. C60是一种原子 B. C60是一种新型的化合物
C.C60的摩尔质量是720 D.C60、金刚石和石墨都是碳元素的同素异形体
【练习2】.近期《美国化学会志》报道，中国 ( http: / / www.21cnjy.com )科学家以二氧化碳为碳源，金属钠为还原剂，在470℃、80MPa下合成出金刚石，具有深远意义。下列说法不正确的是（ ）
A.金刚石是碳元素的一种同素异形体 B.金刚石在空气中完全燃烧只生成CO2
C.由CO2合成金刚石是物理变化 D.CO2中碳元素为化合态，而金刚石中碳元素为游离态
三、碳的氧化物
1．一氧化碳的化学性质：
①CO具有可燃性，其反应方程式为：2CO + O2 === 2CO2。
②CO具有还原性，它与CuO、Fe2O3、H2O反应的化学方程式分别为：
， ，
【练习3】用足量的CO还原32.0 g某种氧化物，将生成的气体通入足量澄清石灰水中，得到60 g沉淀，则该氧化物是（ ）
A．FeO B．Fe2O3 C．CuO D．Cu2O
2．二氧化碳的化学性质：
主要性质 具体事实 化学方程式
酸性氧化物的通性 ①与水反应 CO2 +H2O==
②与碱反应 CO2 +Ca (OH)2 ====
③与碱性氧化物反应 CO2 +CaO===
④与某些盐反应 Na2SiO3 + CO2 + H2O =
弱氧化性 ⑤与镁反应
其它 ⑥与过氧化钠反应
制法：工业制法：CaCO3 == (完成方程式，下同)
实验室制法：
【练习4】某学生设计的实验室制取并收集二氧化碳的装置．回答：
（1）指出图中编号仪器的名称：①_____________ ,②______________．
（2）指出该装置中的错误_______________________________
（3）证明二氧化碳已集满的方法是
【练习5】（2011海南改 ( http: / / www.21cnjy.com )）“碳捕捉技术”是指通过一定的方法将工业生产中产生的CO2分离出来并利用。如可利用NaOH溶液来“捕捉”CO2，其基本过程如下图所示（部分条件及物质未标出）。下列有关该方法的叙述中正确的是（ ）
A. 该方法优点是操作简便、能耗低 B.整个过程中，只有一种物质可以循环利用
C.“反应分离”环节中，分离物质的基本操作是蒸发结晶、过滤
D.该方法可减少碳排放，捕捉到的CO2还可用来制备甲醇等产品
四、碳酸钠和碳酸氢钠
Na2CO3 NaHCO3
俗名 纯碱、苏打
色态 白色固体 白色晶体
溶解度比较 Na2CO3 NaHCO3（填=，＜，＞）
化学性质 稳定性 写出化学方程式
与同浓度的盐酸反应及速率大小比较
与碱反应 NaOH溶液
Ca(OH)2溶液 2NaHCO3+ Ca(OH)2== Na2CO3+ CaCO3↓+2 H2O
与盐反应 CaCl2溶液
相互转化
用途 玻璃和造纸 焙制糕点的发酵粉、治疗胃酸过多
【练习6】下列有关Na2CO3和NaH ( http: / / www.21cnjy.com )CO3性质比较中，正确的是 ( )
A.热稳定性：Na2CO3＜NaHCO3 B.常温时水溶液中的溶解度：Na2CO3＜NaHCO3
C.与稀盐酸反应快慢：Na2CO3＜NaHCO3
D.物质的量相同时，消耗盐酸：Na2CO3＜NaHCO3
五、碳及其化合物的转化
1．自然界中碳及其化合物的转化
溶洞及石笋、钟乳石形成的有关的化学方程式为：
，
2．生产和生活中碳及其化合物间的转化
（1）高炉炼铁是将铁矿石还原成铁的过程，原料是焦炭和铁矿石（Fe2O3），但实际起还原作用的主要是一氧化碳（反应方程式）：
C+O2 == CO2 + C== CO+ Fe2O3==
（2）写出下列变化的化学方程式，指出反应中的氧化剂和还原剂：
（3）水垢的一种成分是 ，用化学方程式表示其形成过程
___ 。
【预习检测】
1.石墨炸弹爆炸时能在方圆几百米范围内撒下大量石墨纤维，造成输电线、电厂设备损坏，这是由于石墨（ ）
A. 有放射性 B. 易燃易爆 C. 能导电 D. 有剧毒
2.Na2CO3俗名纯碱，下面是对纯碱采用不同分类法的分类，不正确的是( )
A．Na2CO3是碱 B．Na2CO3是盐 C．Na2CO3是钠盐 D．Na2CO3是碳酸盐
3.下列物质既可以与碳酸钠反应，又可以与碳酸氢钠反应的是 （ ）
A. NaOH溶液 B. CaCl2溶液 C. Ca(OH)2溶液 D. 硝酸
4.向下列溶液中通入CO2，一定不会变浑浊的是（ ）
A.Ca(OH)2溶液 B.Ba(OH)2溶液 C.CaCl2溶液 D.次氯酸钙溶液
5.下列有关苏打和小苏打的叙述中，不正确的是（ ）
A.苏打和小苏打都溶于水 B.在受热的条件下，苏打比小苏打稳定
C.苏打和小苏打溶液可用CaCl2溶液或Ca(OH)2溶液鉴别
D.相同质量的苏打和小苏打分别与足量等浓度的盐酸反应，苏打放出的气体比小苏打少
6.将足量CO2通入KOH和Ca(OH)2的混合稀溶液中，生成沉淀的物质的量（n）和通入CO2体积（V）的关系正确的是（ ）
7.写出下列反应的化学方程式，是离子反应的写出离子方程式
1. CO2通入澄清石灰水至过量
2.将NaHCO3溶液与稀盐酸混合
3. 向Na2CO3溶液中逐滴滴入稀盐酸至过量
4. 向NaHCO3溶液中加入NaOH溶液 ( http: / / www.21cnjy.com )
5. NaHCO3固体受热 ( http: / / www.21cnjy.com )分解
【课堂探究案】
【探究点1】碳及其氧化物的化学性质
【例题1】有关气体除杂的方法（括号内为杂质）
CO（CO2）：通过 CO2（CO）：通过
CO2（HCl）：通过
【探究点2】Na2CO3和NaHCO3的化学性质
思考：Na2CO3和NaHCO3的化学性质的异同？
【例题2】有关纯碱和小苏打的叙述正确的是 （ ）
A. 等质量的Na2CO3、NaHCO3分别与足量稀盐酸反应，NaHCO3产生的CO2多
B. 等质量的Na2CO3、NaHCO3分别与足量的同种盐酸反应，NaHCO3消耗的盐酸多
C. 向NaHCO3溶液中滴入Ba(OH)2溶液无沉淀，而Na2CO3溶液中加入Ba(OH)2溶液出现白色沉淀
D. Na2CO3和NaHCO3都既能与酸反应，又能与氢氧化钠反应
【练习1】除去下列括号中的杂质的方法
⑴.Ｎa2CO3 固体(NaHCO3) ___________⑵.NaHCO3溶液(Ｎa2CO3)____________
⑶.NaCl溶液(NaHCO3)________________⑷.NaOH溶液(Ｎa2CO3)________________
【探究点3】Na2CO3、NaHCO3的鉴别
（1）Na2CO3、NaHCO3固体鉴别的方法 （2）Na2CO3、NaHCO3溶液鉴别的方法
【讨论】⑴能用Ca(OH)2溶液或Ba(OH)2溶液鉴别Na2CO3、NaHCO3溶液吗？为什么？
⑵有两瓶无色溶液，分别为稀盐酸和Na2CO3溶液，不用任何试剂能鉴别吗？如何鉴别？写出反应的化学方程式。
【练习2】可以说明溶液中大量存在CO32-的理由是（ ）
A. 加入AgNO3 溶液有白色沉淀产生
B. 加入盐酸有无色无味气体产生，该气体能使澄清石灰水变浑浊
C. 加入BaCl2 时有白色沉淀产生，再加稀盐酸沉淀溶解，且产生使澄清石灰水变浑浊的无色无味气体
D. 加入Ba(OH)2溶液有白色沉淀产生,再加稀盐酸沉淀溶解，且产生使澄清石灰水变浑浊的无色无味气体
【练习3】（2010年上海）将0. ( http: / / www.21cnjy.com )4gNaOH和1.06gNa2CO3 混合并配成溶液，向溶液中滴加0.1mol/l稀盐酸。图像能正确表示加入盐酸的体积和生成CO2的物质的量的关系的是（ ）
( http: / / www.21cnjy.com )
【练习4】(201上海17)120 mL ( http: / / www.21cnjy.com )含有0.20 mol碳酸钠的溶液200 mL盐酸，不管将前者滴加入后者，还是将后者滴加入前者，都有气体产生，但最终生成的气体体积不同，则盐酸的浓度合理的是（ ）
A．2.0mol/L B．1.5 mol/L C．0.18 mol/L D．0.24mol/L
【课堂检测】
1．（08重庆卷改编）下列叙述正确的是（ ）
A．稀硝酸、稀硫酸均能将木炭氧化成二氧化碳
B．Na2O2与水反应，红热的Fe与水蒸气反应均能生成碱
C．Na、C、Fe分别在足量氧气中燃烧均生成一种相应氧化物
D．NaHCO3、Na2CO3、（NH4）2CO3三种固体受热后均能生成气体
2、将过量的CO2分别通入①CaCl ( http: / / www.21cnjy.com )2溶液；②Na2SiO3溶液；③Ca(ClO)2溶液；④饱和Na2CO3溶液。最终溶液中有白色沉淀析出的是（ ）
A．①②③④ B．②④ C．①②③ D．②③
3、日常生活中，经常用到苏打（又叫纯碱）和小苏打两种物质。
⑴下列有关苏打和小苏打的叙述中，不正确的是 （ ）
A. 苏打和小苏打都溶于水 B. 在受热的条件下，苏打比小苏打稳定
C. 苏打和小苏打分别与足量等浓度的盐酸反应，苏打放出气体的速度比小苏打慢
D. 相同质量的苏打和小苏打分别与足量等浓度的盐酸反应，苏打放出气体的比小苏打多
⑵欲除去小苏打溶液中少量的苏打杂质，加入的物质最适宜的是 （ ）
A. 过量的二氧化碳 B. 足量的盐酸
C. 适量的NaOH溶液 D. 适量的Ca(HCO3)2溶液
⑶除去苏打面中的小苏打杂质的方法是 （ ）
A. 加入盐酸 B. 通入二氧化碳 C. 加热 D. 加入氢氧化钙
4.某种混合气可能含有N2，HCl，C ( http: / / www.21cnjy.com )O。把混合气体依次通过足量的NaHCO3溶液和灼热CuO，气体体积都没有变化，再通过足量的Na2O2固体，气体体积减少，最后通过灼热的铜网，经充分反应后气体体积又减小，但还有剩余气体，下列对混合气体组分的判断，正确的是（ ）
A.一定没有N2，CO和HCl中至少有一种 B.一定有N2、HCl和CO
C.一定有N2，CO和HCl中至少有一种 D.一定有N2和HCl，没有CO
【课后拓展案】
1．美国科学家用有机分子和球形 ( http: / / www.21cnjy.com )笼状分子C60，首次制成了“纳米车”(如图)，每辆“纳米车”是用一个有机分子和4个球形笼状分子“组装”而成。“纳米车”可以用来运输单个的有机分子，生产复杂的材料和药物，成为“纳米生产”中的有用工具。下列说法正确的是 ( )
A．我们可以直接用肉眼清晰地看到这种“纳米车”的运动
B．“纳米车”的诞生，说明人类操纵分子的技术进入一个新阶段
C．C60是一种新型化合物 D．C60的硬度比金刚石的硬度大
2. 向同浓度同体积的Na2CO3和NaHCO3溶液中，分别加入等体积等浓度的盐酸，结果是
A. Na2CO3产生的CO2多 B．NaHCO3产生的CO2多
C. NaHCO3的反应速率快 D．二者产生CO2一样多
3．现有25mL 2mol/L的Na2 ( http: / / www.21cnjy.com )CO3 溶液和75mL 1mol/L的稀盐酸，①将Na2CO3溶液缓缓滴加到盐酸中 ②将稀盐酸缓缓滴加到Na2CO3溶液中，在标准状况下产生的气体情况是（ ）
A. 均为0.84L B. 均为0.56L C. ①＞② D. ①＜②
4．4g Na2CO3 10H2O和NaH ( http: / / www.21cnjy.com )CO3组成的混合物溶于水，配成100mL溶液，其中c(Na+)＝0.6mol/L，若把等质量的混合物加热到恒重时，残留物的质量是（ ）
A. 3.18g B. 2.21g C. 5.28g D. 4.22g
5．向100 mL 3mol ( http: / / www.21cnjy.com )·L-1的NaOH溶液中缓慢通入一定量的CO2，充分反应，测得最后溶液的pH＞7。（1）此时溶液的溶质如果是单一成分，可能是____________________，如果是多种成分，可能是 。
（2）在上述所得溶液中，逐滴缓慢滴加1mol·L-1的盐酸，所得气体（不考虑溶解于水）的体积与所加的盐酸的体积关系如下图所示：
① 加入盐酸200 mL之前，无气体产生，
写出OA段发生反应的离子方程式
____________
② 产生的CO2在标准状况下的体积为________mL。
6．如下图表示往某Na2CO3溶液中滴入稀盐酸产生CO2的过程。
（1）写出a点以前发生反应的离子方程式：
（2）写出a点到b点发生反应的离子方程式：
（3）若某Na2CO3溶液中含m mo ( http: / / www.21cnjy.com )l Na2CO3，滴入一定量的稀盐酸，恰好使溶液中Cl- 和HCO3-的物质的量之比为2∶1，则滴入稀盐酸的物质的量等于 mol（用m表示）。
7. (2013江苏单科)甲、乙、丙、丁四种物质中,甲、乙、丙均含有相同的某种元素,它们之间具有如下转化关系：甲乙 丙。下列有关物质的推断不正确的是(　　)
A.若甲为焦炭,则丁可能是O2B.若甲为SO2,则丁可能是氨水
C.若甲为Fe,则丁可能是盐酸 D.若甲为NaOH溶液,则丁可能是CO2
*8.(2013浙江理综)捕碳技术(主 ( http: / / www.21cnjy.com )要指捕获CO2)在降低温室气体排放中具有重要的作用。目前NH3和(NH4)2CO3已经被用作工业捕碳剂,它们与CO2可发生如下可逆反应:
反应Ⅰ:2NH3(l)+H2O(l)+CO2(g) (NH4)2CO3(aq)　ΔH1
反应Ⅱ:NH3(l)+H2O(l)+CO2(g) NH4HCO3(aq) ΔH2
反应Ⅲ:(NH4)2CO3(aq)+H2O(l)+CO2 (g) 2NH4HCO3(aq)　ΔH3
请回答下列问题: (1)ΔH3与ΔH1、ΔH2之间的关系是:ΔH3=　　　　。
(2)为研究温度对(NH4)2CO3捕获 ( http: / / www.21cnjy.com )CO2效率的影响,在某温度T1下,将一定量的(NH4)2CO3溶液置于密闭容器中,并充入一定量的CO2气体(用氮气作为稀释剂),在t时刻,测得容器中CO2气体的浓度。然后分别在温度为T2、T3、T4、T5下,保持其他初始实验条件不变,重复上述实验,经过相同时间测得CO2气体浓度,得到趋势图(见图1)。
则:
①ΔH3　　　　0(填>、=或<)。
②在T1-T2及T4-T5二个温度区间,容器内CO2气体浓度呈现如图1所示的变化趋势,其原因
③反应Ⅲ在温度为T1时,溶液pH随时间变化的 ( http: / / www.21cnjy.com )趋势曲线如图2所示。当时间到达t1时,将该反应体系温度迅速上升到T2,并维持该温度。请在该图中画出t1时刻后溶液的pH变化总趋势曲线。
(3)利用反应Ⅲ捕获CO2,在(NH ( http: / / www.21cnjy.com )4)2CO3初始浓度和体积确定的情况下,提高CO2吸收量的措施有　　　　　　 (写出2个)。
(4)下列物质中也可能作为CO2捕获剂的是　　　　。
A.NH4Cl B.Na2CO3 C.HOCH2CH2OH D.HOCH2CH2NH2
点燃
点燃
点燃
①
② ____
③
④ ____

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