2019-2020年高三化学一轮复习 第三章 第一节 碳的多样性导学案.doc

2019-2020年高三化学一轮复习 第三章 第一节 碳的多样性导学案【学习目标】1.了解同素异形体的概念，以及它们的物理性质与内部结构的关系。2.知道含碳元素的化合物种类繁多以及存在无机物和有机物两大类型。3.了解碳元素的单质、氧化物和碳酸盐之间的转化关系。4.据生产、生活实例，了解碳单质、一氧化碳、二氧化碳、碳酸盐、碳酸氢盐之间的转化。【课前预习案】一、碳在自然界中的存在碳在自然界中既可以以 化合态 存在，也可以以 游离态 存在，但主要以 存在。二、多种多样的碳单质1同素异形体是指由同一种元素组成的性质不同的几种单质。例如， 、 和C60是碳元素的同素异形体， 和 是氧元素的同素异形体。2碳的化学性质 主要性质具体事实点燃点燃化学方程式可燃性与O2反应C + O2 (足量) = CO2 ，2C + O2 (不足) = 2CO还原性与CO2反应C + CO2 =与CuO反应C + CuO =与H2O反应C + H2O =与SiO2反应C + SiO2 = 【练习1】科学研制的一种新的分子，它具有空心的类似足球状的结构，分子式为C60，下列说法正确的是（ ）A. C60是一种原子 B. C60是一种新型的化合物C.C60的摩尔质量是720 D.C60、金刚石和石墨都是碳元素的同素异形体【练习2】.近期美国化学会志报道，中国科学家以二氧化碳为碳源，金属钠为还原剂，在470、80MPa下合成出金刚石，具有深远意义。下列说法不正确的是（ ）A.金刚石是碳元素的一种同素异形体B.金刚石在空气中完全燃烧只生成CO2C.由CO2合成金刚石是物理变化 D.CO2中碳元素为化合态，而金刚石中碳元素为游离态三、碳的氧化物点燃1一氧化碳的化学性质：CO具有可燃性，其反应方程式为：2CO + O2 = 2CO2。CO具有还原性，它与CuO、Fe2O3、H2O反应的化学方程式分别为： ， ， 【练习3】用足量的CO还原32.0 g某种氧化物，将生成的气体通入足量澄清石灰水中，得到60 g沉淀，则该氧化物是（ ） AFeO BFe2O3 CCuO DCu2O 2二氧化碳的化学性质： 主要性质具体事实化学方程式酸性氧化物的通性与水反应CO2 +H2O=与碱反应CO2 +Ca (OH)2 =与碱性氧化物反应CO2 +CaO= 与某些盐反应Na2SiO3 + CO2 + H2O = 弱氧化性与镁反应其它与过氧化钠反应制法：工业制法：CaCO3 = (完成方程式，下同)实验室制法： 【练习4】某学生设计的实验室制取并收集二氧化碳的装置回答：（1）指出图中编号仪器的名称：_ ,_（2）指出该装置中的错误_（3）证明二氧化碳已集满的方法是 【练习5】（xx海南改）“碳捕捉技术”是指通过一定的方法将工业生产中产生的CO2分离出来并利用。如可利用NaOH溶液来“捕捉”CO2，其基本过程如下图所示（部分条件及物质未标出）。下列有关该方法的叙述中正确的是（ ）A. 该方法优点是操作简便、能耗低 B.整个过程中，只有一种物质可以循环利用C.“反应分离”环节中，分离物质的基本操作是蒸发结晶、过滤D.该方法可减少碳排放，捕捉到的CO2还可用来制备甲醇等产品四、碳酸钠和碳酸氢钠Na2CO3NaHCO3俗名纯碱、苏打色态白色固体白色晶体溶解度比较Na2CO3 NaHCO3（填=，）化学性质稳定性写出化学方程式与同浓度的盐酸反应及速率大小比较与碱反应NaOH溶液Ca(OH)2溶液2NaHCO3+ Ca(OH)2= Na2CO3+ CaCO3+2 H2O与盐反应CaCl2溶液相互转化用途玻璃和造纸焙制糕点的发酵粉、治疗胃酸过多【练习6】下列有关Na2CO3和NaHCO3性质比较中，正确的是 ( )A.热稳定性：Na2CO3NaHCO3 B.常温时水溶液中的溶解度：Na2CO3NaHCO3C.与稀盐酸反应快慢：Na2CO3NaHCO3D.物质的量相同时，消耗盐酸：Na2CO3NaHCO3五、碳及其化合物的转化1自然界中碳及其化合物的转化溶洞及石笋、钟乳石形成的有关的化学方程式为： ， 2生产和生活中碳及其化合物间的转化（1）高炉炼铁是将铁矿石还原成铁的过程，原料是焦炭和铁矿石（Fe2O3），但实际起还原作用的主要是一氧化碳（反应方程式）：C+O2 = CO2 + C= CO+ Fe2O3= _ _（2）写出下列变化的化学方程式，指出反应中的氧化剂和还原剂：（3）水垢的一种成分是 ，用化学方程式表示其形成过程 _ 。【预习检测】1.石墨炸弹爆炸时能在方圆几百米范围内撒下大量石墨纤维，造成输电线、电厂设备损坏，这是由于石墨（ ） A. 有放射性 B. 易燃易爆 C. 能导电 D. 有剧毒2.Na2CO3俗名纯碱，下面是对纯碱采用不同分类法的分类，不正确的是( )ANa2CO3是碱 BNa2CO3是盐 CNa2CO3是钠盐 DNa2CO3是碳酸盐3.下列物质既可以与碳酸钠反应，又可以与碳酸氢钠反应的是 （ ）A. NaOH溶液B. CaCl2溶液C. Ca(OH)2溶液D. 硝酸4.向下列溶液中通入CO2，一定不会变浑浊的是（ ）A.Ca(OH)2溶液 B.Ba(OH)2溶液 C.CaCl2溶液 D.次氯酸钙溶液5.下列有关苏打和小苏打的叙述中，不正确的是（ ）A.苏打和小苏打都溶于水 B.在受热的条件下，苏打比小苏打稳定C.苏打和小苏打溶液可用CaCl2溶液或Ca(OH)2溶液鉴别D.相同质量的苏打和小苏打分别与足量等浓度的盐酸反应，苏打放出的气体比小苏打少6.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（ ）7.写出下列反应的化学方程式，是离子反应的写出离子方程式1. CO2通入澄清石灰水至过量 2.将NaHCO3溶液与稀盐酸混合 3. 向Na2CO3溶液中逐滴滴入稀盐酸至过量 4. 向NaHCO3溶液中加入NaOH溶液 5. NaHCO3固体受热分解 【课堂探究案】【探究点1】碳及其氧化物的化学性质【例题1】有关气体除杂的方法（括号内为杂质）CO（CO2）：通过 CO2（CO）：通过 CO2（HCl）：通过 【探究点2】Na2CO3和NaHCO3的化学性质思考：Na2CO3和NaHCO3的化学性质的异同？【例题2】有关纯碱和小苏打的叙述正确的是 （ ） A. 等质量的Na2CO3、NaHCO3分别与足量稀盐酸反应，NaHCO3产生的CO2多B. 等质量的Na2CO3、NaHCO3分别与足量的同种盐酸反应，NaHCO3消耗的盐酸多C. 向NaHCO3溶液中滴入Ba(OH)2溶液无沉淀，而Na2CO3溶液中加入Ba(OH)2溶液出现白色沉淀D. Na2CO3和NaHCO3都既能与酸反应，又能与氢氧化钠反应【练习1】除去下列括号中的杂质的方法.a2CO3 固体(NaHCO3) _.NaHCO3溶液(a2CO3)_.NaCl溶液(NaHCO3)_.NaOH溶液(a2CO3)_【探究点3】Na2CO3、NaHCO3的鉴别（1）Na2CO3、NaHCO3固体鉴别的方法 （2）Na2CO3、NaHCO3溶液鉴别的方法【讨论】能用Ca(OH)2溶液或Ba(OH)2溶液鉴别Na2CO3、NaHCO3溶液吗？为什么？ 有两瓶无色溶液，分别为稀盐酸和Na2CO3溶液，不用任何试剂能鉴别吗？如何鉴别？写出反应的化学方程式。 【练习2】可以说明溶液中大量存在CO32- 的理由是（ ）A. 加入AgNO3 溶液有白色沉淀产生B. 加入盐酸有无色无味气体产生，该气体能使澄清石灰水变浑浊C. 加入BaCl2 时有白色沉淀产生，再加稀盐酸沉淀溶解，且产生使澄清石灰水变浑浊的无色无味气体D. 加入Ba(OH)2溶液有白色沉淀产生,再加稀盐酸沉淀溶解，且产生使澄清石灰水变浑浊的无色无味气体【练习3】（xx年上海）将0.4gNaOH和1.06gNa2CO3 混合并配成溶液，向溶液中滴加0.1mol/l稀盐酸。图像能正确表示加入盐酸的体积和生成CO2的物质的量的关系的是（ ）【练习4】(201上海17)120 mL含有0.20 mol碳酸钠的溶液200 mL盐酸，不管将前者滴加入后者，还是将后者滴加入前者，都有气体产生，但最终生成的气体体积不同，则盐酸的浓度合理的是（ ）A2.0mol/L B1.5 mol/L C0.18 mol/L D0.24mol/L【课堂检测】1（08重庆卷改编）下列叙述正确的是（ ）A稀硝酸、稀硫酸均能将木炭氧化成二氧化碳BNa2O2与水反应，红热的Fe与水蒸气反应均能生成碱CNa、C、Fe分别在足量氧气中燃烧均生成一种相应氧化物DNaHCO3、Na2CO3、（NH4）2CO3三种固体受热后均能生成气体2、将过量的CO2分别通入CaCl2溶液；Na2SiO3溶液；Ca(ClO)2溶液；饱和Na2CO3溶液。最终溶液中有白色沉淀析出的是（ ）A B C D3、日常生活中，经常用到苏打（又叫纯碱）和小苏打两种物质。下列有关苏打和小苏打的叙述中，不正确的是 （ ）A. 苏打和小苏打都溶于水 B. 在受热的条件下，苏打比小苏打稳定C. 苏打和小苏打分别与足量等浓度的盐酸反应，苏打放出气体的速度比小苏打慢D. 相同质量的苏打和小苏打分别与足量等浓度的盐酸反应，苏打放出气体的比小苏打多欲除去小苏打溶液中少量的苏打杂质，加入的物质最适宜的是 （ ）A. 过量的二氧化碳 B. 足量的盐酸 C. 适量的NaOH溶液 D. 适量的Ca(HCO3)2溶液除去苏打面中的小苏打杂质的方法是 （ ）A. 加入盐酸 B. 通入二氧化碳 C. 加热 D. 加入氢氧化钙4.某种混合气可能含有N2，HCl，CO。把混合气体依次通过足量的NaHCO3溶液和灼热CuO，气体体积都没有变化，再通过足量的Na2O2固体，气体体积减少，最后通过灼热的铜网，经充分反应后气体体积又减小，但还有剩余气体，下列对混合气体组分的判断，正确的是（ ）A.一定没有N2，CO和HCl中至少有一种 B.一定有N2、HCl和COC.一定有N2，CO和HCl中至少有一种 D.一定有N2和HCl，没有CO【课后拓展案】1美国科学家用有机分子和球形笼状分子C60，首次制成了“纳米车”(如图)，每辆“纳米车”是用一个有机分子和4个球形笼状分子“组装”而成。“纳米车”可以用来运输单个的有机分子，生产复杂的材料和药物，成为“纳米生产”中的有用工具。下列说法正确的是 ( )A我们可以直接用肉眼清晰地看到这种“纳米车”的运动B“纳米车”的诞生，说明人类操纵分子的技术进入一个新阶段CC60是一种新型化合物 DC60的硬度比金刚石的硬度大2. 向同浓度同体积的Na2CO3和NaHCO3溶液中，分别加入等体积等浓度的盐酸，结果是 A. Na2CO3产生的CO2多 BNaHCO3产生的CO2多 C. NaHCO3的反应速率快 D二者产生CO2一样多3现有25mL 2mol/L的Na2CO3 溶液和75mL 1mol/L的稀盐酸，将Na2CO3溶液缓缓滴加到盐酸中 将稀盐酸缓缓滴加到Na2CO3溶液中，在标准状况下产生的气体情况是（ ）A. 均为0.84L B. 均为0.56L C. D. 44g Na2CO310H2O和NaHCO3组成的混合物溶于水，配成100mL溶液，其中c(Na+)0.6mol/L，若把等质量的混合物加热到恒重时，残留物的质量是（ ）A. 3.18g B. 2.21g C. 5.28g D. 4.22g5向100 mL 3molL-1的NaOH溶液中缓慢通入一定量的CO2，充分反应，测得最后溶液的pH7。（1）此时溶液的溶质如果是单一成分，可能是_，如果是多种成分，可能是 。（2）在上述所得溶液中，逐滴缓慢滴加1molL-1的盐酸，所得气体（不考虑溶解于水）的体积与所加的盐酸的体积关系如下图所示： 加入盐酸200 mL之前，无气体产生，写出OA段发生反应的离子方程式_ 产生的CO2在标准状况下的体积为_mL。6如下图表示往某Na2CO3溶液中滴入稀盐酸产生CO2的过程。（1）写出a点以前发生反应的离子方程式： （2）写出a点到b点发生反应的离子方程式： （3）若某Na2CO3溶液中含m mol Na2CO3，滴入一定量的稀盐酸，恰好使溶液中Cl- 和HCO3-的物质的量之比为21，则滴入稀盐酸的物质的量等于 mol（用m表示）。7. (xx江苏单科)甲、乙、丙、丁四种物质中,甲、乙、丙均含有相同的某种元素,它们之间具有如下转化关系：甲乙 丙。下列有关物质的推断不正确的是()A.若甲为焦炭,则丁可能是O2B.若甲为SO2,则丁可能是氨水C.若甲为Fe,则丁可能是盐酸 D.若甲为NaOH溶液,则丁可能是CO2*8.(xx浙江理综)捕碳技术(主要指捕获CO2)在降低温室气体排放中具有重要的作用。目前NH3和(NH4)2CO3已经被用作工业捕碳剂,它们与CO2可发生如下可逆反应:反应:2NH3(l)+H2O(l)+CO2(g) (NH4)2CO3(aq)H1反应:NH3(l)+H2O(l)+CO2(g) NH4HCO3(aq)H2反应:(NH4)2CO3(aq)+H2O(l)+CO2 (g) 2NH4HCO3(aq)H3请回答下列问题: (1)H3与H1、H2之间的关系是:H3=。(2)为研究温度对(NH4)2CO3捕获CO2效率的影响,在某温度T1下,将一定量的(NH4)2CO3溶液置于密闭容器中,并充入一定量的CO2气体(用氮气作为稀释剂),在t时刻,测得容器中CO2气体的浓度。然后分别在温度为T2、T3、T4、T5下,保持其他初始实验条件不变,重复上述实验,经过相同时间测得CO2气体浓度,得到趋势图(见图1)。则:H30(填、=或)。在T1-T2及T4-T5二个温度区间,容器内CO2气体浓度呈现如图1所示的变化趋势,其原因 反应在温度为T1时,溶液pH随时间变化的趋势曲线如图2所示。当时间到达t1时,将该反应体系温度迅速上升到T2,并维持该温度。请在该图中画出t1时刻后溶液的pH变化总趋势曲线。