3.1碳的多样性

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1、第三章自然界中的元素第一节碳的多样性一、碳的单质1.同素异形体与：同种元素结构不同的单质。（针对单质而言，分子水平）2.常见的同素异形体：1)金刚石，石墨，。2)红磷，白磷。(白磷的分子式：，红磷的化学式目前科学界仍然没有测定出）3)氧气，臭氧。4)※白磷：1.分子式：2.结构特点：由四个P构成的正四面体，四个P位于四个顶点，键角60°白磷有6个P—P共价键，M=124g/mol3.同素异形体之间的转化为化学变化。3.碳单质的比较：金刚石石墨组成元素碳物质类型非金属单质结构正四面体的空间网状结构层状结构，每一层碳原子形成平面六边形结构形似足球，碳原子位于足球表面，呈

2、正六边形和正五边形排列碳原子排列方式物理性质硬度极高，无色透明晶体，不到点，熔沸点高深灰色固体，质软，不透明，片状，有润滑性，能导电灰黑色固体，硬度小，不导电，熔沸点高用途饰品、切割工具制造电极、铅笔芯、润滑剂特殊材料稳定性最稳定稳定不稳定，要贮存在四氯化碳中化学式C(金刚石)C(石墨)4.碳的化学性质：常温下碳的化学性质不活泼，随温度升高活动新增强，以还原性为主。若碳过量则产物为一氧化碳二、含碳化合物1.常见的含碳化合物：所有的有机物：甲烷，乙醇，乙酸等。无机物：氧化物：一氧化碳，二氧化碳含氧酸：碳酸盐：碳酸钠，碳酸氢钠2.碳的氧化物：一氧化碳，二氧化碳1)物理性

3、质：一氧化碳：无色无味，剧毒，难溶于水二氧化碳：无色无味，无毒，能溶于水(体积比1:1)。固态二氧化碳俗称干冰。2)化学性质：一氧化碳：可燃性，还原性，不成盐氧化物二氧化碳：不能燃烧(但是可以助燃与Mg反应)，氧化性，酸性氧化物※3)实验室制法：一氧化碳：甲酸与浓硫酸共热。二氧化碳：石灰石与稀盐酸。工业制法：一氧化碳：碳与水蒸气反应。(水煤气）二氧化碳：高温煅烧石灰石。4)收集：一氧化碳：排水法二氧化碳：向向上排空气法5)检验：一氧化碳：点燃气体后有蓝色火焰，产物不能使无水硫酸铜变蓝，能使澄清石灰水变浑浊。二氧化碳：通入澄清石灰水，石灰水变浑浊。6)除杂：①一氧化碳

4、(二氧化碳)：通入氢氧化钠或氢氧化钙溶液。②二氧化碳(一氧化碳)：通过灼热的氧化铜。③二氧化碳(氧气)：通过灼热的铜网。④二氧化碳(二氧化硫)：通过饱和碳酸氢钠溶液或酸性高锰酸钾溶液。⑤二氧化碳(氯化氢)：通过饱和碳酸氢钠溶液。⑥二氧化碳(硫化氢)：通过硫酸铜溶液。3.碳的含氧酸盐：碳酸钠，碳酸氢钠。名称碳酸钠碳酸氢钠俗名纯碱，苏打小苏打色态白色晶体细小的白色晶体水溶性易溶于水，水溶液呈碱性易溶于水，水溶液呈碱性稳定性稳定，但碳酸钠晶体易失水风化受热易分解与反应与氢氧化钙反应反应，白色沉淀与氯化钙反应不反应主要用途玻璃、造纸、制皂、洗涤发酵、医药、灭火器1)水溶性：

5、的正盐易溶于水，其余离子的正盐一般不溶于水。所有的酸式盐均易溶于水难溶性正盐的溶解度小于其酸式盐；可溶性正盐的溶解度大于其酸式盐。2)热稳定性：正盐＞酸式盐＞碳酸；可溶性正盐＞难溶性正盐2)鉴别方法：①热稳定性不同：分别加热少量固体观察质量有无减少。②和酸反应速率不同：碳酸氢钠与酸反应速率较快。③阴离子不同：利用氯化钡溶液或者氯化钙溶液。④酸碱度不同：碳酸钠pH约为12，碳酸氢钠pH约为83)分离与除杂：碳酸氢钠(碳酸钠)：通过量二氧化碳。碳酸钠(碳酸氢钠)：加热(固体)/滴入氢氧化钠溶液(溶液中)4)转化：溶液中：固体中：5)溶液的互滴问题：将碳酸钠溶液中逐滴加入

6、稀盐酸至过量：※试管中氢离子多，每个碳酸氢根离子进入试管抢两个氢离子即可发生反应。将稀盐酸中逐滴加入碳酸钠溶液至过量：※试管中碳酸氢根离子多，只有所有的碳酸根离子获得一个氢离子变为碳酸氢根离子后，才能继续反应。6)碳酸氢盐与强碱的反应：方程式配平原则：谁少谁为主，谁多谁来配方法：拆物质的量少的化合物的化学式，用多的化合物的阴离子来配平。例：碳酸氢钠与氢氧化钙反应①碳酸氢钠少量：②氢氧化钙少量：三、碳及其化合物的转化：1.自然界中碳及其化合物的转化：动植物遗体变为化石燃料化石燃料燃烧光合作用森林、草原、燃烧产生二氧化碳大气中的二氧化碳消耗二氧化碳火山喷发溶解动植物呼吸

7、2.溶洞的形成：若在实验室模拟形成过程条件必须为加热3.高炉炼铁：1)原料：焦炭，铁矿石(三氧化二铁)2)设备：高炉3)原理：4.水垢的形成：自来水中有大量的可溶性钙、镁化合物(碳酸氢该，碳酸氢镁)5.无机化合物与有机化合物：1828年，德国化学家维勒首次用无机化合物氰酸铵()合成有机物尿素