鲁科版碳的多样性PPT教学课件1

(2)NaHCO3 转化为 Na2CO3 有关反应的化学方程式为： ①2NaHCO3==△===Na2CO3＋CO2↑＋H2O ②NaHCO3＋NaOH===Na2CO3＋H2O
2．Na2CO3、NaHCO3的鉴别 (1)利用热稳定性不同 分别加热少量固体，能产生使澄清石灰水变浑浊气体的固体为 NaHCO3。 (2)利用与酸反应的快慢 分别取一定量的固体，滴入浓度、体积均相同的盐酸，气泡逸 出速率快的为NaHCO3。
Na2CO3＋HCl===NaCl＋NaHCO3(1) NaHCO3＋HCl===NaCl＋CO2↑＋H2O(2) 则反应(1)消耗盐酸0.1 L×1 mol·L－1＝0.1 mol，生成0.1
mol NaHCO3，过量盐酸(0.025 mol)与NaHCO3反应生成0.025 mol CO2，所以n(CO2)1∶n(CO2)2＝0.062 5∶0.025＝5∶2。
(4)按气流方向连接各仪器。用字母表示接口的顺序： g—ab—_________________。 (5)能证明混合气中含有CO的实验依据是 ____________________________________________________________ ____________。 (6)能证明混合气中含有H2的实验依据是 ____________________________________________________________ ____________ ________________________________________________________ ________________。
(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
(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 ______________。
(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
【名师解析】 化合物A受热分解可生成三种化合物，在中学常 见的化合物范围内，固体A可能是不稳定的酸式盐或碱式碳酸铜，又 因为A分解产生的两种化合物都能与化合物E反应产生单质G。G可能为 O2，E为Na2O2，据此可判断C、D应为H2O、CO2。再根据A、B在溶液中可 通过与F、C反应可相互转化，综合分析可确定C为CO2，D为H2O，则A为 NaHCO3，B为Na2CO3。
4．(全国卷Ⅰ)水蒸气通过灼热的焦炭后，流出气体的主要成分
是CO和H2，还有CO2和水蒸气等。请用下图中提供的仪器，选择必要的 试剂，设计一个实验，证明上述混合气中有CO和H2。(加热装置和导管 等在图中略去)
回答下列问题： (1)盛浓H2SO4的装置用途是__________， 盛NaOH溶液的装置用途是____________。 (2)仪器B中需加入试剂的名称(或化学式)是_____________，所 发生反应的化学方程式是_______。 (3)仪器C中需加入试剂的名称(或化学式)是_______________， 其目的是________。
【名师解析】 (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。
一、碳单质及其氧化物的化学性质 1．碳单质的化学性质 (1)可燃性：C＋O2=点==燃==CO2 2C＋O2(不足)=点==燃==2CO (2)还原性：2CuO＋C==△===2Cu＋CO2↑。 CO2＋C=高==温==2CO SiO2＋2C=高==温==Si＋2CO C＋4HNO3(浓)==△===CO2↑＋4NO2↑＋2H2O C＋2H2SO4(浓)==△===CO2↑＋2SO2↑＋2H2O
【解析】 本题得分关键是要明确实验目的(证明混合气体中
有CO和H2)，要想达到目的，只能利用它们的还原性将之转化为CO2 和H2O来检验，同时又要防止原混合气体中CO2和水蒸气的干扰，所 以用CO、H2还原CuO之前，必须首先除去CO2和水蒸气。本题应首先 解决第(4)问。
【答案】 (1)除去水蒸气 除去 CO2 (2)氧化铜(CuO) CuO＋H2==△===Cu＋H2O CuO＋CO==△===Cu＋CO2 (3)无水硫酸铜(CuSO4) 检验 H2O (4)(g—ab)—kj—hi—cd(或 dc)—fe—lm (5)原混合气中的 CO2 已被除去，其中 CO 与 CuO 反应生成 的 CO2 使澄清石灰水变浑浊 (6)原混合气中的 H2O 已被除去，其中 H2 与 CuO 反应生成 的 H2O 使无水硫酸铜由白色变为蓝色
(3)C60：由60 个碳原子构成的分子，形似足球，碳原子位于球的 表面，呈呈正五边形和正六边形排列，球内是空的。
二、广泛存在的含碳化合物 1．自然界中存在形态： 游离态和化合态 。 2．主要存在物质 (1)蛋白质、淀粉等有机化合物。 (2)大气中的CO2。 (3)多种碳酸盐类矿石：大理石(CaCO3)、方解石(CaCO3)、白云石 [CaMg(CO3)2]、菱锌矿(ZnCO3)、菱镁矿(MgCO3)、菱铁矿(FeCO3)等。
A．5∶2 B．2∶5 C．2∶1 D．1∶1 【解析】 操作(1)：纯碱滴入盐酸中，发生反应： Na2CO3＋2HCl===2NaCl＋CO2↑＋H2O。 生成的CO2与盐酸用量有关： n(CO2)＝1/2n(HCl)＝1/2×0.1 L×1.25 mol·L－1 ＝0.062 5 mol。
操作(2)：盐酸滴入纯碱中，发生反应：
3．(2009年海南高考)用足量的CO还原13.7 g某铅氧化物，把生 成的CO2全部通入到过量的澄清石灰水中，得到的沉淀干燥后质量为 8.0 g，则此铅氧化物的化学式是( )
A．PbO B．Pb2O3 C．Pb3O4 D．PbO2 【解析】 根据CO～CO2～CaCO3的关系可知，13.7 g铅的氧化物 中，n(O)＝0.08 mol，则n(Pb)＝0.06 mol，所以n(Pb)∶n(O)＝ 3∶4，则该铅氧化物的化学式为Pb3O4。 【答案】 C
过量的CO2通入下列溶液中，最终出现浑浊的是( ) A．氯化钙溶液 B．石灰水 C．饱和亚硫酸钠溶液 D．水玻璃 【思路点拨】 解答本题应抓住如下关键：较强酸＋较弱酸盐 ―→较弱酸＋较强酸盐，即较强酸能制较弱的酸。 【尝试解答】 CaCl2、Na2SO3均属比碳酸酸性强的酸的盐，不能 与H2CO3(CO2＋H2O)反应生成新盐和新酸；CO2与石灰水最终生成可溶性 Ca(HCO3)2；Na2SiO3为比碳酸酸性更弱的酸的盐，故可反应生成H2SiO3 沉淀。 【答案】 D
二、Na2CO3、NaHCO3之间的相互转化及鉴别 1．Na2CO3与NaHCO3的相互转化
(1)Na2CO3转化为NaHCO3 有关反应的化学方程式为： ①Na2CO3＋CO2＋H2O===2NaHCO3 ②Na2CO3＋HCl===NaCl＋NaHCO3 ③Na2CO3＋Ca(HCO3)2===CaCO3↓＋2NaHCO3
(3)与盐的反应 分别取少量稀溶液，滴入BaCl2或CaCl2稀溶液，产生沉淀的为 Na2CO3溶液。 (4)利用溶液的碱性不同 分别测其0.1 mol·L－1溶液的pH，pH大的原溶液为Na2CO3溶液。
下图中A到F是化合物，G是单质。
写出A、B、E、F的化学式： A________，B________，E________，F________。
C．同素异形体 D．同位素
【解析】 显然这些球形分子分子式不同，也不相差若干个CH2 原子团，A、B不正确；它们都是由碳原子组成的单质，故D不正确，
C正确。
【答案】 C
2．(2008年山东理基)旅游洞穴一般是指供游人观览的喀斯特洞
穴。多姿多彩的石钟乳、石笋、石柱、石花等碳酸钙沉积体是喀斯特
洞穴中的主要景观。由于游人呼吸有时会使旅游洞穴中二氧化碳浓度
【答案】 A
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三、自然界和生产生活中碳元素的转化 1．自然界中碳及其化合物间的转化
2．生产和生活中碳及其化合物间的转化 (1)转化途径 途径Ⅰ：化石燃料(C 或 CnHm)―燃―烧→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： C＋O2=燃==烧==CO2，CO2＋C=高==温==2CO， FexOy＋yCO=高==温==xFe＋yCO2。 ②石灰石煅烧的化学方程式为：CaCO3=高==温==CaO＋CO2↑。
大幅度升高，可能造成的后果是( )
①抑制碳酸钙沉积体的生长 ②促进碳酸钙沉积体的生长
③使游客有憋闷的感觉 ④使照明灯下的植物大量死亡
A．①③
B．②③
C．①④ D．②④
【解析】 CO2的浓度升高，使Ca(HCO3)2的量增大，抑制CaCO3沉 积体的生长，同时也使O2的浓度降低，让游客有憋闷的感觉。
【答案】 A
(3)高炉炼铁中涉及 ①②③④ 及CO和Fe2O3的反应。 (4)水垢中CaCO3的形成涉及反应 ⑨(或⑧) 。 (5)木炭燃烧过程中涉及反应 ①②③④ 。
1．(上海高考)科学家发现C60后，近年又合成了许多球形分子(
富勒烯)，如C50、C70、C120、C540等，它们互称为( )
A．同系物
B．同分异构体
三、碳及其化合物之间的转化
1．写出标有序号的化学方程式
①2C＋O2==△===2CO ②C＋O2=点==燃==CO2 ③2CO＋O2=点==燃==2CO2 ④CO2＋C==△===2CO ⑤Ca(OH)2＋CO2===CaCO3↓＋H2O
2．(1)钟乳石、石笋的形成涉及反应 ④(或⑧ (填写序号，下同)。 (2)溶洞的形成涉及反应 10 。
2．一氧化碳的化学性质 2CO＋O2=点==燃==2CO2 3CO＋Fe2O3==△===2Fe＋3CO2 3．二氧化碳的化学性质 (1)具有酸性氧化物的性质 CO2＋Ca(OH)2===CaCO3↓＋H2O CO2＋CaO===CaCO3 CO2＋Na2SiO3＋H2O===H2SiO3↓＋Na2CO3 (2)具有氧化性 CO2＋C=高==温==2CO CO2＋2Mg=点==燃==2MgO＋C
碳的多样性
一、碳单质的多样性 1．同素异形体：由 同一种元素组成的性质不同的单质 互称同素 异形体。 2．碳的同素异形体 (1)石墨：碳原子呈 层状 排列，每一层上的碳原子以强的相互作 用形成平面六边形 结构；层与层之间的相互作用较弱 ，容易发生相对 滑动。 (2)金刚石：每个碳原子都与相邻的 4 个碳原子以强的相互作用 直接连接，形成 正四面体 结构。
【答案】 NaHCO3 Na2CO3 Na2O2 NaOH
【拓展训练】 ①将0.1 L 1 mol·L－1的纯碱溶液逐滴滴入到 0.1 L 1.25 mol·L－1的盐酸中； ②将0.1 L 1.25 mol·L－1的盐酸 逐滴滴入到0.1 L 1 mol·L－1的纯碱溶液中，这两种操作产生CO2的 体积比为( )