2013高考化学一轮总复习课件：第3章 第1讲 碳的多样性(鲁科版)

一、碳单质的多样性1．同素异形体由同一种组成的性质不同的。2．碳的同素异形体、石墨、C60。元素单质金刚石3．碳的化学性质二、广泛存在的含碳化合物1．碳的氧化物——CO、CO2(1)物理性质：颜色状态气味密度溶解性毒性CO与空气相当CO2Ρco2ρ空气微溶于水无色气体无味无色气体无味不溶于水有毒无毒(2)化学性质：(3)实验室制取CO2的原理：。CaCO3＋2HCl===CaCl2＋CO2↑＋H2O[思考·感悟]1．向澄清石灰水中不断通入CO2，有何现象？并用相应的化学方程式解释原因。[提示]开始溶液变浑浊，出现白色沉淀，过一段时间沉淀又溶解，溶液又变澄清。开始：Ca(OH)2＋CO2===CaCO3↓＋H2O，后期：CaCO3＋CO2＋H2O===Ca(HCO3)2。2．碳酸钠和碳酸氢钠(离子反应用离子方程式表示)化学式Na2CO3NaHCO3俗名或苏打溶解度同温下，SNa2CO3SNaHCO3与盐酸反应纯碱小苏打CO2－3＋2H＋===CO2↑＋H2OHCO－3＋H＋===CO2↑＋H2O化学式Na2CO3NaHCO3与Ca(OH)2反应NaHCO3不足：NaHCO3过量：Ca2＋＋CO2－3===CaCO3↓Ca2＋＋OH－＋HCO－3===CaCO3↓＋H2OCa2＋＋2OH－＋2HCO－3===CaCO3↓＋2H2O＋CO2－3化学式Na2CO3NaHCO3与Al2(SO4)3反应相互转化固体：溶液：2Al3＋＋3CO2－3＋3H2O===2Al(OH)3↓＋3CO2↑Al3＋＋3HCO－3===Al(OH)3↓＋3CO2↑CO2－3＋CO2＋H2O===2HCO－32NaHCO3=====△Na2CO3＋CO2↑＋H2OHCO－3＋OH－===CO2－3＋H2O[思考·感悟]2．将CO2分别通入CaCl2溶液和饱和Na2CO3溶液中，有何现象？[提示]前者无现象，后者出现沉淀。三、碳及其化合物之间的相互转化写出以上各数字对应的化学方程式：2C＋O2(不足)=====点燃2CO(或CO2＋C=====高温2CO)CO2＋2Mg=====点燃2MgO＋CCO2＋2NaOH===Na2CO3＋H2OCO2(过量)＋NaOH===NaHCO3Na2CO3＋CO2＋H2O===2NaHCO3C＋O2=====点燃CO2①，②，③，④，⑤，⑥。1．下列关于石墨的性质和用途的说法中，不正确的是()A．熔点高，有滑腻感，可用于制润滑剂B．质软，在纸上划过留痕迹，可用于制铅笔芯C．有良好的导电性，可用于制干电池的电极D．耐高温，与氧气不反应.解析：物质的用途与性质是紧密联系的。由于石墨有滑腻感，可减小物质间的摩擦力，可作润滑剂，又由于耐高温，因此可作耐高温的润滑剂；具有良好的导电性，可作电池电极材料，石墨属于碳单质，在加热条件下能与氧气反应。答案：D2．(2012·石家庄模拟)下列说法中正确的是()A．CO2和CH4都是引起“温室效应”的气体B．CO2和SO2都是产生酸雨的气体C．使用天然气可避免CO2的排放D．CO2是一种有害而无益的气体解析：B项，二氧化碳不是产生酸雨的气体；C项，天然气的主要成分是甲烷，燃烧产物中也有二氧化碳；D项，二氧化碳是光合作用的原料之一。答案：A3．由一气体甲开始，可发生如下四个变化：甲气体―――――――→通过灼热的炭层乙气体―――――――→通过灼热的炭层丙气体―――――――→通过灼热的CUO乙气体――――――→通过石灰水丁固体，则甲、乙、丙、丁分别为()A．CO2、CO、O2、CAOB．O2、CO、CO2、CACO3C．O2、CO2、CO、CACO3D．CO、CO2、O2、CA(OH)2解析：以丙气体作为突破口，丙通过灼热的CuO后生成的乙气体可与石灰水反应生成沉淀，说明乙是CO2，丙是CO，则甲是O2，丁是CaCO3。答案：C4．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()解析：将足量CO2通入KOH和Ca(OH)2的混合稀溶液中，发生的有关反应有：CO2＋2KOH===K2CO3＋H2O，同时发生反应：K2CO3＋Ca(OH)2===CaCO3↓＋2KOH，随即有沉淀生成，且沉淀量逐步增加，当Ca2＋沉淀完全后，CO2和OH－继续反应，CO2＋2KOH===K2CO3＋H2O，曲线图上必然出现平台，继续再通入CO2，CaCO3沉淀开始转化成可溶性的酸式盐：CaCO3＋CO2＋H2O===Ca(HCO3)2，而导致沉淀逐步减少。答案：D5．判断下列说法的正误。(1)金刚石、石墨、C60为不同的碳单质，在足量的O2中燃烧时，产物不同。()(2)CO不溶于水，故实验室既可用排水法又可用向下排空气法收集CO。()(3)CO2是一种温室气体，属于大气污染物。()(4)向饱和Na2CO3溶液中通入足量CO2时，析出白色晶体。()(5)CO具有强还原性，不能用H2SO4进行干燥。()答案：6．用离子方程式填写下列空白：(1)将盐酸逐滴加入Na2CO3溶液中：_________________________________________________，(2)将Na2CO3溶液逐滴加入盐酸中：_________________________________________________，(3)除去NaHCO3溶液中的Na2CO3：_________________________________________________，(4)除去Na2CO3溶液中的NaHCO3：________________________________________________，(5)除去CO2中的HCl气体：________________________________________________。答案：(1)H＋＋CO2－3===HCO－3，H＋＋HCO－3===CO2↑＋H2O(2)CO2－3＋2H＋===CO2↑＋H2O(3)CO2－3＋CO2＋H2O===2HCO－3(4)HCO－3＋OH－===H2O＋CO2－3(5)HCO－3＋H＋===CO2↑＋H2O考纲展示考点关注(1)了解碳单质及其重要化合物的主要性质及应用(2)了解碳单质及其重要化合物对环境质量的影响(1)C、CO的还原性(2)CO2酸性氧化物的通性(3)CO2－3、HCO－3离子的检验(4)C、CO、CO2、CO2－3、HCO－3之间的相互转化CO2与碱、盐溶液的反应1．CO2与碱的反应(1)反应原理：CO2＋2NaOH(足量)===Na2CO3＋H2O，CO2＋NaOH(少量)===NaHCO3。(2)反应后溶质成分的判断：x＝nNaOHnCO2溶质成分x≤1∶1NaHCO31∶1＜x＜2∶1Na2CO3、NaHCO3x＝2∶1Na2CO3x＞2∶1NaOH、Na2CO3也可用数轴来表示：2．与盐溶液的反应(1)CO2(少量)＋2[Al(OH)4]－===CO2－3＋2Al(OH)3↓＋H2O，CO2(过量)＋[Al(OH)4]－===HCO－3＋Al(OH)3↓；(2)CO2(少量)＋Ca(ClO)2＋H2O===CaCO3↓＋2HClO，2CO2(过量)＋Ca(ClO)2＋2H2O===Ca(HCO3)2＋2HClO；(3)CO2(少量)＋Na2SiO3＋H2O===Na2CO3＋H2SiO3↓，2CO2(足量)＋Na2SiO3＋2H2O===2NaHCO3＋H2SiO3↓。[特别提醒](1)CO2与碱、盐溶液反应时，CO2的量不同，发生的反应不同，所得产物不同。(2)CO2与碱溶液反应产物的确定方法：①数轴法；②极值法；③计算法：守恒法——利用C、金属阳离子守恒法列方程组求解。[例1](2011·全国理综，有改动)将足量CO2通入下列各溶液中，所含离子还能大量共存的是()A．K＋、SiO2－3、Cl－、NO－3B．H＋、NH＋4、Al3＋、SO2－4C．Na＋、S2－、OH－、SO2－4D．Na＋、CO2－3、CH3COO－、HCO－3[解析]A项，2CO2＋SiO2－3＋2H2O===H2SiO3↓＋2HCO－3；C项，CO2＋OH－===HCO－3及CO2与S2－反应；D项，CO2＋CO2－3＋H2O===2HCO－3。[答案]B归纳拓展在溶液中与CO2反应的物质(1)碱：如NaOH，KOH、Ca(OH)2、Ba(OH)2，反应实质CO2＋2OH－(足量)===CO2－3＋H2O、CO2＋OH－(少量)===HCO－3。中间产物有可能再与反应物反应，如Ca2＋＋CO2－3===CaCO3↓。(2)强碱弱酸盐(对应酸的酸性弱于碳酸)：如Na2S、NaHS、Na2CO3、NaClO、NaCN等。反应实质为“强酸”制弱酸1－1.(2011·杭州八校高三联考)向一定浓度的下列物质的澄清溶液中通入过量的CO2气体，最后肯定没有沉淀生成的是()①Ca(OH)2②Na2CO3③CaCl2④Ca(ClO)2A．①③④B．②③④C．①②③D．①②③④解析：向Ca(OH)2、Ca(ClO)2溶液中分别通入过量的CO2，最终生成Ca(HCO3)2，没有沉淀生成；饱和Na2CO3溶液中通入CO2，会析出NaHCO3晶体；CO2与CaCl2不反应。答案：A1－2.(2012·深圳高三质量检测)向0.50L0.3mol·L－1的NaOH溶液中缓慢通入CO2气体至溶液增重4.4g，下列说法正确的是()A．增重的4.4g为参加反应的CO2的质量B．溶质为Na2CO3C．溶质为NaHCO3D．低温蒸干溶液，所得固体的质量为8.4g；原溶液中NaOH的质量为4.0g解析：n(CO2)＝4.4g44g·mol－1＝0.1mol，n(NaOH)＝0.3mol·L－1×0.50L＝0.15mol，m(NaOH)＝0.15mol×40g·mol－1＝6g。2NaOH＋CO2===Na2CO3＋H2O，21NaOH＋CO2===NaHCO3，11n(NaOH)∶n(CO2)＝1∶1时，生成NaHCO3，n(NaOH)∶n(CO2)＝2∶1时，生成Na2CO3，而此题中n(NaOH)∶n(CO2)＝3∶2，介于1∶1和2∶1之间，故溶质为Na2CO3和NaHCO3。答案：A1－3.吸烟有害健康，科学实验表明香烟产生的烟雾中至少有300多种化合物不同程度上对人体有害。为了鉴定该烟雾中是否存在CO2和CO，在对香烟燃烧产生的烟雾进行适当处理后依次通过足量的以下试剂：①澄清石灰水②浓H2SO4③灼热的黑色CuO粉末④澄清石灰水。发现①④澄清石灰水变浑浊，其他无明显现象。试回答：(1)①中澄清石灰水变浑浊的现象说明_______________________________________________；②烟雾中________(填“存在”或“不存在”)CO；做出此判断所依据的实验现象为___________________；(3)③中无明显变化的原因可能是__________________。解析：①中的石灰水变浑浊，说明烟雾中存在CO2；④中的澄清石灰水变浑浊，说明烟雾中存在CO，CO与③中CuO反应生成CO2，CO2使④中澄清石灰水变浑浊；③中CuO没有明显的颜色变化，说明CO还原CuO生成的Cu又迅速被O2氧化为CuO。答案：(1)烟雾中存在CO2(2)存在④中澄清石灰水变浑浊(3)CuO被还原生成的Cu又迅速被氧化为CuO(1)在水中的溶解性规律：①含K＋、Na＋、NH的正盐易溶于水，其余碳酸盐一般不溶于水；酸式盐均易溶于水。②一般地，在相同温度下，难溶性正盐溶解度小于其酸式盐溶解度，如溶解度Ca(HCO3)2CaCO3；可溶性正盐溶解度大于其酸式盐溶解度，如溶解度Na2CO3NaHCO3。(2)热稳定性：①热稳定性顺序：正盐酸式盐碳酸，如Na2CO3NaHCO3H2CO3。②可溶性正盐难溶性正盐，如CaCO3高温分解，而K2CO3不易分解。(3)遇