高三化学一轮复习 第三章 第1节 碳的多样性 精品课件 鲁科版必修1

• 解析 (1)CO2能溶于水，溶于水后会与 CaCO3反应，导致CaCO3溶解。 • (3)从原子守恒的角度去分析，1 mol CO2与4 mol H2反应时，生成了2 mol H2O，生成的 另一物质中必有1 mol C和4 mol H，由方程 式的化学计量数可知，此物质必为CH4。 • (4)植物发生呼吸作用放出CO2；其蒸腾作用 与外界温度及水分有关，与CO2的浓度无关； 植物的光合作用需要吸收CO2，且CO2溶于 土壤中的水而生成的H2CO3电离出的H＋可 以改良碱性土壤，调节pH，促进植物对Ca2 ＋、Mg2＋的吸收。所以“汽水”浇灌植物
• 考纲定位 • (1)了解碳元素单质及其化合物的主要性质 及其应用。 • (2)了解碳元素单质及其重要化合物对环境 质量的影响。 • (3)碳元素单质及化合物知识的综合应用。
• 命题趋势 • (1)碳单质各种同素异形体结构、性质、用 途及其他相关概念辨析。 • (2)利用碳单质及其化合物的性质和转化关 系进行综合实验、推断和相关计算。 • (3)CO2、SO2性质比较及综合拓展。
－
＋
Ca(OH)2＋ 与某些碱反应 Na2CO3===CaCO3↓ ＋2NaOH
Ca(OH)2===CaCO3↓ ＋NaOH＋H2O 2NaHCO3＋ Ca(OH)2===CaCO3↓ ＋Na2CO3＋2H2O
名称和 化学式 与某些 盐反应 与 CO2 反应 相互转 化
碳酸钠(Na2CO3) 2Al3 ＋3CO2 3 ＋
△ 2NaHCO3===== Na2CO3＋CO2↑＋H2O
Δm(固) 62 g
2×84 g
106 g
44 g
18 g
其固体差量可用下列两种方法得出： (2NaHCO3～Na2CO3)或(CO2＋H2O) (2×84 g～106 g)或(44 g＋18 g)。
• • 化学活动课上，三组学生用如图所示甲、 乙两装置探究“NaHCO3和Na2CO3与稀盐酸 的反应”，按表中的试剂用量，在相同条 件下，将两个气球中的固体粉末同时倒入 试管中(装置的气密性已检查过)。
2．实验室中 CO2、CO2 3 、HCO3 的相互转化
－ －
实现上述六个转化的反应有： (1)有活泼金属氧化物反应：CO2＋Na2O===Na2CO3；
2－ 与过量碱反应：CO2＋2OH－===CO3 ＋H2O。 2－ (2)与过量酸反应：CO3 ＋2H＋===H2O＋CO2↑。 2－ (3)与少量酸反应：CO3 ＋H＋===HCO－ 3； 2 与 CO2、H2O 反应：CO3 ＋H2O＋CO2===2HCO3 。
＋ －
碳酸氢钠(NaHCO3) Al3 ＋3HCO3 ===
＋ －
3H2O===2Al(OH)3↓＋3CO2↑ Na2CO3＋CO2＋H2O===2NaHCO3
Al(OH)3↓＋3CO2↑ 不反应
Na2CO3
NaHCO3 加酸产生 CO2 较 Na2CO3 快，加热分解 出 CO2
鉴别
加酸产生 CO2 加热难分解
非导体
非导体
化学性质
、
相似 钻探机
• • • •
二、广泛存在的含碳化合物 1．一氧化碳 (1)物理性质 颜色： 无色 ，状态：气体 ，气味： 无味 难溶 稍小 ，溶解性： ，密度：比空气 ，有毒。 • (2)化学性质 2CO＋O2 2CO2 • ①可燃性 在空气中安静燃烧，有淡蓝色火焰 • CO燃烧的化学方程式为： ， • 现象： 。
• 请回答： • (1)各组反应开始时，________装置中的气 球体积先变大，该装置中反应的离子方程 式是： _____________________________________ ___________________________________。 • (2)当试管中不再有气体生成时，三组实验 出现不同现象，填写下表的空格。
• 1．与足量盐酸反应的比较 • (1)速率：由于Na2CO3需逐步结合两个H＋才 放出CO2，故NaHCO3与盐酸反应放出CO2 的速率快。 • (2)耗酸量：等质量的Na2CO3与NaHCO3前 者耗酸多，等物质的量时前者耗酸多。 • (3)CO2的生成量：等物质的量时产生的CO2 相等，等质量时NaHCO3产生的CO2多。
• • • • • •
②与碱性氧化物反应 如CaO与CO2的化学方程式为： CaO＋CO2===CaCO3 。 ③与碱反应 如2NaOH NaOH 与 CO 反应的化学方程式为： 2 ＋ CO ===Na 2 2CO3＋H2O 。
• ④与某些盐溶液反应 • 如CO2与CaCO3浊液、NaClO溶液反应的化 学方程式分别为： CaCO3＋CO2＋H2O===Ca(HCO3)2 • ， 2NaClO＋CO2＋H2O===Na2CO3＋2HClO • 。 • ⑤与Na2O2反应 2Na2O2＋2CO2===2Na2CO3＋O2 • 化学方程式为： 。
试剂用量
实验现象 (气体体积变化)
分析原因
甲、乙盐酸 0.42 g 均过量， NaHCO3 n(NaHCO 甲中气球与乙中 0.53 g )＝ 3 第①组 气球的体积相 Na2CO3 n(Na2CO3 等 )，V甲 3 mL 4 mol/L (CO2) ＝V 盐酸 乙(CO2) 0.3 g NaHCO3 甲中气球比乙中 0.3 g Na CO 第②组 2 3
点燃 途径Ⅰ：化石燃料(C 或 CnHm)――→ CO2(或 CO)
途径Ⅱ：化工生产
(2)工业生产中的转化 ①炼钢、炼铁 高炉炼铁时的主要化学反应方程式为：
点燃 高温 C＋O2===== CO2，CO2＋C===== 2CO， 高温 xFe＋yCO 。 FexOy＋yCO===== 2 高温 ②石灰石煅烧的化学方程式为：CaCO3===== CaO＋CO2↑。
• 一、碳单质的多样性 元素 性质 • 1．同素异形体：由同一种 组成的 同的单质。 • 2．石墨、金刚石、C60的比较
不
名称
深灰
颜色、状 态
熔、沸点
硬度 导电性
金刚石 无 色晶 色鳞片状 体、有 固体 强折光 性 很高 很高
质软
石墨
C60
灰黑wenku.baidu.com
色固 体 较低
硬度最大 硬度小
钻头
电极 铅笔芯 良导体
稳定
碳酸氢钠 (NaHCO3) 小苏打 白色晶体 易溶(比 Na 不稳定 2CO3)小
名称和化学式
碳酸钠(Na2CO3) CO2 3 ＋H ===HCO3
－ ＋ －
碳酸氢钠(NaHCO3) HCO3 ＋H === CO2↑ ＋H2O NaHCO3＋
－ ＋
与酸反应
HCO3 ＋H === H2O ＋CO2↑
等的溶液代替，但不可用 Ca(OH)2 溶液或 Ba(OH)2 溶液，原因 是无法排除 HCO3 的干扰。 对白色沉淀要加入稀盐酸或稀硝酸溶解，以排除 Ag 、
2 SiO3 等的干扰。 但不可用硫酸溶液， 原因是 H2SO4 溶解 CaCO3
－ ＋ －
或 BaCO3 的效果不佳。 白色沉淀溶解之后还要通过气体及其气味来进一步排除
• (3)为了控制温室效应，各国科学家提出了 不少方法和设想。科学家致力于二氧化碳 组合转化方面的技术研究，把过多的二氧 化碳转化为对人类有益的物质。如将二氧 化碳和氢气以1∶4的比例混合，通入反应 器，在适当的条件下反应，可获得一种重 要的能源。请完成下列化学方程式：CO2＋ 4H2===____＋2H2O。
－ － － 2－ (4)与碱反应：HCO－ ＋ OH ===H O ＋ CO 3 2 3 ；
△ Na CO ＋H O＋CO ↑。 受热分解：2NaHCO3===== 2 3 2 2
(5)与少量碱反应：CO2＋OH ===HCO3 ；
－ － 2－ 与 CO3 、H2O 反应：CO2＋CO2 3 ＋H2O===2HCO3 。 ＋ (6)与酸反应：HCO－ ＋ H ===H2O＋CO2↑； 3
－
－
△ 受热分解：Ca(HCO3)2===== CaCO3＋CO2↑＋H2O。
•
(1)图瓦卢是由多个珊瑚礁形成的岛国。 由于大气中CO2含量的剧增，大量珊瑚礁 (主要成分是碳酸钙)被海水侵蚀，其原因是 ____________________________。 • (用化学方程式表示) • (2)温室效应导致海平面上升，引起温室效 应的人为原因主要是 _________________________________。
• (4)科学家研究发现，用“汽水”(一种能释 放CO2的弱酸性溶液)浇灌植物能促进植物 的生长。原因是它能________。 • ①加强呼吸作用 • ②加强光合作用 • ③改良碱性土壤、调节pH • ④加强植物蒸腾作用 • A．①② B．②③ • C．③④ D．②③④
• (5)快速、有效地减缓大气中CO2大量增加的 生态学措施是________。 • A．使用天然气等燃料 • B．控制全球人口增长 • C．植树造林，保护森林 • D．立即减少煤和石油的燃烧
• ②还原性 • CO与CuO反应的化学方程式为： CO＋CuO Cu＋CO2 。 还原剂 燃料 • (3)用途： 、 。
• 2．二氧化碳 • (1)物理性质 无色 气体 无味 • 颜色： ，状态： ，气味： ， 能溶于水 大 干冰， 溶解性： ，密度：比空气 升华 固态时俗称 ，易 。 • (2)化学性质 • ①与H2O反应 CO2＋H2O H2CO3 • 化学方程式为： 。
• 2．转化
2－ 3．CO3 与 HCO－ 3 的检验方法 2－ (1)CO3 的检验方法：向待检溶液中滴加过量的 CaCl2 溶
液，若生成白色沉淀，再加入稀盐酸或稀硝酸，若白色沉淀又
－ 溶解，且生成无色、无味的气体，则检得溶液中有 CO2 3 。
注意
试剂 CaCl2 溶液也可用 Ca(NO3)2、 BaCl2、 Ba(NO3)2
• 1．化合物A、B、C、D各由两种元素组成， 甲、乙、丙是三种单质。这些常见的化合 物与单质之间存在如下图所示的关系(已知 化合物C是一种有机物)
• 写出下列物质的化学式：A________， B________，D________，甲________。 • 解析 化合物C为含两种元素的有机化合物， 显然C是烃；与单质甲反应生成化合物A和 化合物B应是CO2和H2O；甲应为O2；再由 化合物B与化合物D的反应推断B为H2O，D 为CO，丙为H2，乙为单质碳。 • 答案 CO2 H2O CO O2
• (5)随着社会的进步，对能源的消耗也将进 一步增大，所以不可能立即减少煤和石油 的燃烧。使用天然气等燃料也会产生CO2， 只有绿色植物的光合作用会吸收大量的CO2， 且见效快。 • 答案 (1)CaCO3＋CO2＋H2O===Ca(HCO3)2 • (2)大量燃烧煤、石油等化石燃料 • (3)CH4 (4)B (5)C
• (3)实验室制法原理： • CaCO3＋2HCl===CaCl2＋CO2↑＋H2O。 灭火 制尿素 汽水 人工降雨 • (4)用途： 、 、 、 、 光合作用等。
• 名称和化学 3．Na2CO3与NaHCO 的比较 3 碳酸钠 式
俗名 颜色和状态 水中溶解性 热稳定性
(Na2CO3)
纯碱 白色粉末 易溶
2－ SO3 等的干扰。
(2)HCO 3 的检验方法：向待检溶液中滴加足量的 Ca2 或
－ ＋
Ba2＋的可溶性盐溶液。若无明显现象，再向溶液中加入足量的 酸(如盐酸、硝酸、醋酸等 )溶液。若溶液中逸出无色、无味的 气体，则待检溶液中有 HCO3 。
－
• 4．差量法在NaHCO3分解计算中的应用 • 在化学反应中，根据质量守恒定律，反应 物和生成物按一定的质量比发生反应。在 具体的一个反应中，还可以根据需要进行 某些特定的组合，即反应方程式中某些项 目进行加减组合。如碳酸氢钠固体的分解 反应，产物中的二氧化碳是气体，水是液 体，若讨论固体质量的变化，可以是前后 固体质量的差值，也可以是非固体物质质 量的和，将非固体物质中的比例关系合并 为一个比例量，与原方程式中各种量成比 例关系。具体如下：
• CO2通入饱和Na2CO3溶液中有晶体析出，其 原因是什么？ • 提示 原因有：①因Na2CO3＋CO2＋ H2O===2NaHCO3，消耗溶剂H2O；②生成 的NaHCO3比Na2CO3质量大；③NaHCO3的 溶解度比Na2CO3的溶解度小。
1．生产和生活中碳及其化合物间的转化 (1)转化途径