2021届高考化学一轮复习第四章非金属及其化合物1碳硅及其重要化合物课件鲁科版

第一节碳、硅及其重要化合物最新考纲：1.掌握碳元素、硅元素的单质的主要性质及应用。2.掌握碳元素、硅元素的重要化合物的主要性质及应用。3.了解碳元素、硅元素的单质及重要化合物的制备方法。4.了解碳元素、硅元素的单质及其重要化合物对环境质量的影响。核心素养：1.宏观辨识与微观探析；能从不同层次认识碳、硅及其化合物的多样性，并对物质进行分类。能从宏观和微观相结合的视角分析与解决实际问题。2.科学精神与社会责任：了解二氧化碳对环境的影响，具有可持续性发展意识，绿色低碳的生活方式；赞赏碳、硅单质及其化合物对社会发展的重大贡献。知识点一碳及其化合物1．碳单质(1)存在形式有金刚石、石墨、无定形碳、足球烯，它们互为同素异形体。(2)主要化学性质——还原性可燃性2C＋O2(不足)=====点燃2CO、C＋O2(足量)=====点燃CO2与氧化物反应CuO：(冶炼金属)SiO2：(制取粗硅)H2O：(制取水煤气)2CuO＋C=====△2Cu＋CO2↑SiO2＋2C=====高温Si＋2CO↑C＋H2O(g)=====高温CO＋H2可燃性2C＋O2(不足)=====点燃2CO、C＋O2(足量)=====点燃CO2与强氧化性酸反应浓H2SO4：浓HNO3：C＋2H2SO4(浓)=====△CO2↑＋2SO2↑＋2H2OC＋4HNO3(浓)=====△CO2↑＋4NO2↑＋2H2O2.一氧化碳(CO)(1)物理性质无色气体，有毒，难溶于水。(2)化学性质——还原性①燃烧：2CO＋O2=====点燃2CO2，淡蓝色火焰；②还原CuO：CuO＋CO=====△Cu＋CO2(冶炼金属)。3．二氧化碳(CO2)(1)物理性质：CO2是一种无色的、无味的气体，能溶于水，固态CO2俗称干冰。(2)化学性质：与H2O、Na2O、Ca(OH)2(足量、澄清)、Mg反应的方程式表示为CO2＋H2OH2CO3、Na2O＋CO2===Na2CO3、。CO2＋Ca(OH)2===CaCO3↓＋H2O、2Mg＋CO2=====点燃2MgO＋C(3)CO2在自然界中的循环①CO2的主要来源：大量含碳燃料的燃烧。②自然界消耗CO2的主要反应：a．溶于江水、海水中：CO2＋H2OH2CO3；b．光合作用将CO2转化为O2；c．岩石的风化：CaCO3＋H2O＋CO2===Ca(HCO3)2。4．碳酸(H2CO3)弱酸性、不稳定性。碳酸(H2CO3)只能在水中存在。H2CO3在水中与CO2共存，因此常把CO2＋H2O当碳酸用。5．碳酸的酸式盐和正盐的比较(1)在水中的溶解性含K＋、Na＋、NH＋4的正盐易溶于水，其余一般不溶于水；酸式盐均能溶于水。一般来说，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)水溶液酸碱性强弱物质的量浓度相同时，正盐溶液的pH大于其酸式盐溶液，如pH：Na2CO3溶液NaHCO3溶液。(3)热稳定性一般来说，热稳定性顺序为正盐酸式盐碳酸，如稳定性Na2CO3NaHCO3H2CO3。可溶性正盐难溶性正盐，如CaCO3高温分解，而K2CO3不易分解。(4)与酸的反应①CaCO3与盐酸反应的离子方程式：。②Ca(HCO3)2与盐酸反应的离子方程式：。CaCO3＋2H＋===H2O＋CO2↑＋Ca2＋HCO－3＋H＋===H2O＋CO2↑(5)与碱的反应①Na2CO3与Ca(OH)2反应的离子方程式：。②NaHCO3与足量Ca(OH)2反应的离子方程式：。Ca(OH)2与足量NaHCO3反应的离子方程式：。CO2－3＋Ca2＋===CaCO3↓HCO－3＋Ca2＋＋OH－===CaCO3↓＋H2OCa2＋＋2OH－＋2HCO－3===CaCO3↓＋CO2－3＋2H2O判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)1．碳酸钡可用于胃肠X­射线造影检查()2．溶解度：Na2CO3NaHCO3()3．饱和Na2CO3溶液与CaSO4固体反应的离子方程式：CO2－3＋CaSO4CaCO3＋SO2－4()4．燃料燃烧产物CO2是温室气体之一()5．将某溶液与稀盐酸反应产生的气体通入澄清石灰水，石灰水变浑浊，说明该溶液中一定含有CO2－3()6．向Na2SiO3溶液中通入CO2，溶液变浑浊，继续通入CO2至过量，浑浊消失()×√×√××7．向Ca(ClO)2溶液中通入CO2气体，溶液变浑浊，继续通入CO2至过量，浑浊消失()8．向CaCl2溶液中通入CO2，无明显现象，若先通入NH3再通入CO2，溶液会变浑浊()9．向饱和Na2CO3溶液中通入过量的CO2气体，有晶体析出()10．向NaAlO2溶液中通入CO2气体，一开始有白色沉淀生成，CO2过量，沉淀溶解()×√√√1．碳晶体结构中化学键1mol金刚石含2molC—C键，1mol石墨中含1.5molC—C键。2．CO2不属于污染气体，但与温室效应有关。3．CO2与盐的复分解反应，符合强酸制弱酸原理。酸性HCl(H2SO4、HNO3)CH3COOHH2CO3HCO－31．(2020·武汉模拟)碳循环(如图)对人类生存、发展有着重要的意义。下列说法错误的是()A．碳是构成有机物的主要元素B．光合作用是将太阳能转化为化学能的过程C．化石燃料的大量燃烧是产生温室效应的原因之一D．石油的年产量是一个国家石油化工发展水平的标志D2．(2020·南通二调)我国《可再生能源法》倡导碳资源的高效转化及循环利用(如图所示)。下列做法与上述理念相违背的是()A．大力发展煤的气化及液化技术B．加快石油等化石燃料的开采和使用C．以CO2为原料生产可降解塑料D．将秸秆进行加工转化为乙醇燃料B解析：煤的气化和液化是通过化学变化将煤转化为气体和液体燃料的先进洁净煤技术，可以减少污染物的排放，A项正确；石油等化石燃料为不可再生能源，加快化石燃料的开采和使用，会破坏环境，加重环境污染，B项错误；可降解塑料不会造成“白色污染”，C项正确；将秸秆转化为乙醇燃料，可以减少PM2.5的产生，D项正确。3．(2020·山东莱芜月考)下列关于碳及其氧化物的说法不正确的是()A．过度排放CO2会导致“温室效应”，应提倡“低碳生活”B．一氧化碳易与血液中的血红蛋白结合C．金刚石和石墨都是碳单质，但原子排列方式不同，物理性质也不同D．CO、CO2、葡萄糖都属于有机物D解析：CO、CO2不属于有机物。4．标准状况下，将3.36LCO2气体通入200mL1.00mol·L－1NaOH溶液中，充分反应后溶液中c(CO2－3)与c(HCO－3)的比值为(不考虑CO2－3、HCO－3的水解)()A．1∶1B．1∶2C．2∶1D．1∶3B解析：设Na2CO3为xmol，NaHCO3为ymol，则x＋y＝3.36L22.4L·mol－1＝0.15mol,2x＋y＝0.2L×1.00mol·L－1＝0.2mol，则x＝0.05mol，y＝0.1mol，则CO2－3∶HCO－3＝1∶2。5．研究CO2在海洋中的转移和归宿，是当今海洋科学研究的前沿领域。(1)溶于海水的CO2主要以4种无机碳形式存在，其中HCO－3占95%。写出CO2溶于水产生HCO－3的方程式：CO2＋H2OH2CO3、H2CO3H＋＋HCO－3。(2)在海洋碳循环中，通过下图所示的途径固碳。①写出钙化作用的离子方程式：2HCO－3＋Ca2＋===CaCO3↓＋CO2↑＋H2O。②同位素示踪法证实光合作用释放出的O2只来自于H2O。用18O标记物质的光合作用的化学方程式如下，将其补充完整：＋=====光能叶绿体(CH2O)x＋x18O2＋xH2OxCO22xH182O(3)海水中溶解无机碳占海水总碳的95%以上，其准确测量是研究海洋碳循环的基础。测量溶解无机碳，可采用如下方法：①气提、吸收CO2。用N2从酸化后的海水中吹出CO2并用碱液吸收(装置示意图如下)。将虚线框中的装置补充完整并标出所用试剂。答案：②滴定。要吸收液吸收的无机碳转化为NaHCO3，再用xmol·L－1HCl溶液滴定，消耗ymLHCl溶液。海水中溶解无机碳的浓度＝xyzmol·L－1。解析：(1)CO2溶于水生成H2CO3，H2CO3电离出H＋和HCO－3。(2)①根据钙化作用的反应物是HCO－3和Ca2＋，生成物是CaCO3和CO2，故不难写出反应的离子方程式为2HCO－3＋Ca2＋===CaCO3↓＋CO2↑＋H2O。②根据元素守恒及示踪原子的标记知，方程式中的空白处为xCO2和2xH182O。(3)①该装置为洗气装置，要注意装置中长管进、短管出，且用分液漏斗滴加酸化所用试剂为稀硫酸，因HCl易挥发出来影响后续的滴定而不能用盐酸。②根据该滴定过程得关系式：CO2～HCO－3～HCl，n(CO2)＝n(HCl)＝xmol·L－1×y×10－3L＝xy×10－3mol，所以c(CO2)＝xy×10－3molz×10－3L＝xyzmol·L－1。素养一CO、CO2的净化1．CO、CO2气体的除杂方法CO中混有CO2通过盛有NaOH溶液的洗气瓶，然后干燥气体CO2中混有CO通过盛有灼热CuO的硬质试管CO2中混有少量SO2或HCl通过盛有饱和NaHCO3溶液的洗气瓶，然后干燥气体①澄清石灰水只用于检验CO2，不能用于除去混合气体中的CO2，应用NaOH溶液除去；②CO2、SO2通入CaCl2或BaCl2溶液均无沉淀产生2.确认混合气体(CO、CO2)中含有CO气体的实验设计方法各装置的作用是：A——除去混合气体中的CO2气体B——检验混合气体中CO2是否除尽C——除去CO中携带的H2OD——CO还原CuO：CO＋CuO=====△Cu＋CO2E——验证CO的氧化产物CO2F——除去尾气中的CO2气体G——除去尾气中的CO气体、防止污染环境确定混合气体中含有CO气体的实验现象是：D中的物质由黑色变成红色，B中无明显现象，E中的澄清石灰水变浑浊。1．写出除去下列气体中混有的杂质(括号内为杂质)可采取的方法。(1)CO(CO2)：。(2)CO2(CO)：。(3)CO2(O2)：。(4)CO2(SO2)：。(5)CO2(HCl)：。通过盛有浓NaOH溶液的洗气瓶通过盛放灼热CuO的硬质玻璃管通过盛放灼热铜网的硬质玻璃管通过盛有饱和NaHCO3溶液或酸性KMnO4溶液的洗气瓶通过盛有饱和NaHCO3溶液的洗气瓶2．(2020·重庆七校联考)一氧化碳在工业上常用作燃料、精炼金属的还原剂和化学合成的原料等。回答下列问题：(1)实验室常用甲酸与浓硫酸共热制取CO，其装置如图所示。①图中仪器M为滴液漏斗，实验时用其代替分液漏斗来滴加甲酸效果更佳，原因是。②制取CO的化学方程式为。系统内气体上下相通，甲酸更易滴入烧瓶中HCOOH――→浓H2SO4△CO↑＋H2O(2)为探究CO的化学性质，某课外小组的同学按如图所示装置进行实验。打开K2，关闭K1和K3。已知Cu2Cl2的氨水溶液可以将CO氧化为草酸铵，同时本身被还原为Cu。①实验前需进行的操作是。②一段时间后b处(填现象)，打开K1，并在F处点燃CO，试管中氧化铜由黑色逐渐变红，a处澄清石灰水变浑浊。说明CO具有的化学性质有。(3)待试管中固体颜色全部变为红色，关闭K1，稍后关闭K2，停止通入CO,再打开K3。c装置的作用是，此处反应的离子方程式为。检查装置的气密性活鼠中毒死亡毒性和还原性吸收尾气CO2CO＋Cu2Cl2＋4NH3＋2H2O===2Cu↓＋2Cl－＋4NH＋4＋C2O2－4解析：(1)①滴液漏斗内气体上下相通，甲酸更容易滴入烧瓶中。②该实验利用浓硫酸的脱水性，用HCOOH制取CO，其化学方程式为HCOOH――→浓H2SO4△CO↑＋H2O。(2)①有气体通过的装置在实验前都需要检查装置的气密性。②b处的活鼠因CO而中毒死亡；在加热条件下，CO还原氧化铜得到二氧化碳，试管中黑色的氧化铜变为红色的铜，生成的二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊，由以上实验现象可以说明CO有