《金新學案》高三化學一輪復習 碳的多樣性課件

第1講碳的多樣性最新展示1.了解碳元素單質及其化合物的主要性質及其應用。2.了解碳元素單質及其重要化合物對環(huán)境質量的影響。3.碳元素單質及其化合物知識的綜合應用。熱點定位1.碳單質各種同素異形體結構、性質、用途及其他相關概念辨析。2.利用碳單質及其化合物的性質和轉化關系進行綜合實驗、推斷和相關計算。3.CO2、SO2性質比較及綜合拓展。4.低碳經濟，CO2與環(huán)境保護問題。一、碳單質的多樣性1．同素異形體：由互稱同素異形體。同一種元素組成的性質不同的單質2．碳的同素異形體(1)石墨：碳原子呈

排列，每一層上的碳原子以強的相互作用形成

結構；層與層之間的相互作用

，容易發(fā)生相對滑動。(2)金剛石：每個碳原子都與相鄰的

個碳原子以強的相互作用直接連接，形成

結構。(3)C60：由

個碳原子構成的分子，形似足球，碳原子位于球的表面，

排列的空心球體。層狀平面六邊形較弱4正四面體60呈正五邊形和正六邊形二、廣泛存在的含碳化合物1．自然界中存在形態(tài)：

。2．主要存在物質(1)蛋白質、淀粉等有機化合物。(2)大氣中的CO2。(3)多種碳酸鹽類礦石：大理石(CaCO3)、方解石(CaCO3)、白云石[CaMg(CO3)2]、菱鋅礦(ZnCO3)、菱鎂礦(MgCO3)、菱鐵礦(FeCO3)等。游離態(tài)和化合態(tài)三、碳及其化合物之間的轉化1．寫出標有序號的化學方程式2．(1)鐘乳石、石筍的形成涉及反應

(填寫序號，下同)。(2)溶洞的形成涉及反應

。(3)高爐煉鐵中涉及

及CO和Fe2O3的反應。(4)水垢中CaCO3的形成涉及反應

。(5)木炭燃燒過程中涉及反應

。⑨(或⑧)⑩①②③④⑨(或⑧)①②③④⑩能否用稀鹽酸酸鑒別Na2CO3和NaHCO3兩瓶無色溶液液？【提示】能。各取兩種種無色溶液少少許分裝在兩兩試管中，分分別逐滴加入入稀鹽酸，開開始就有氣泡泡冒出的是NaHCO3溶液；開始無無明顯現象，，鹽酸過量后后有氣泡冒出出的是Na2CO3溶液。1．(上海高考)科學家發(fā)現C60后，近年又合合成了許多球球形分子(富勒烯)，如C50、C70、C120、C540等，它們互稱稱為()A．同系物B．同分異構體體C．同素異形體體D．同位素【解析】顯然這些球形形分子分子式式不同，也不不相差若干個個CH2原子團，A、B不正確；它們們都是由碳原原子組成的單單質，故D不正確，C正確?！敬鸢浮緾2．(2008年山東理基)旅游洞穴一般般是指供游人人觀覽的喀斯斯特洞穴。多多姿多彩的石石鐘乳、石筍筍、石柱、石石花等碳酸鈣鈣沉積體是喀喀斯特洞穴中中的主要景觀觀。由于游人人呼吸有時會會使旅游洞穴穴中二氧化碳碳濃度大幅度度升高，可能能造成的后果果是()①抑制碳酸鈣沉沉積體的生長長②促進碳酸鈣沉沉積體的生長長③使游客有憋悶悶的感覺④使照明燈下的的植物大量死死亡A．①③B．②③C．①④D．②④【解析】CO2的濃度升高，，使Ca(HCO3)2的量增大，抑抑制CaCO3沉積體的生長長，同時也使使O2的濃度降低，，讓游客有憋憋悶的感覺。。【答案】A3．(2009年海南南高考考)用足量量的CO還原13.7g某鉛氧氧化物物，把把生成成的CO2全部通通入到到過量量的澄澄清石石灰水水中，，得到到的沉沉淀干干燥后后質量量為8.0g，則此此鉛氧氧化物物的化化學式式是()A．PbOB．Pb2O3C．Pb3O4D．PbO2【解析】根據CO～CO2～CaCO3的關系系可知知，13.7g鉛的氧氧化物物中，，n(O)＝0.08mol，則n(Pb)＝0.06mol，所以以n(Pb)∶n(O)＝3∶4，則該該鉛氧氧化物物的化化學式式為Pb3O4。【答案】C4．(全國卷卷Ⅰ)水蒸氣氣通過過灼熱熱的焦焦炭后后，流流出氣氣體的的主要要成分分是CO和H2，還有有CO2和水蒸蒸氣等等。請請用下下圖中中提供供的儀儀器，，選擇擇必要要的試試劑，，設計計一個個實驗驗，證證明上上述混混合氣氣中有有CO和H2。(加熱裝裝置和和導管管等在在圖中中略去去)回答下下列問問題：：(1)盛濃H2SO4的裝置置用途途是____________________________________________________________________，盛NaOH溶液的的裝置置用途途是____________。(2)儀器B中需加加入試試劑的的名稱稱(或化學學式)是________________________________________________________________________，所發(fā)生生反應應的化化學方方程式式是__________________________________________________________________。(3)儀器C中需加入試試劑的名稱稱(或化學式)是________________________________________________________________________，其目的是_________________________________。(4)按氣流方向向連接各儀儀器。用字字母表示接接口的順序序：g—ab—___________________________________________________________________。(5)能證明混合合氣中含有有CO的實驗依據據是_________

_______________________________________________________________。(6)能證明混合合氣中含有有H2的實驗依據據是________________________________________________________________________?！窘馕觥勘绢}得分關關鍵是要明明確實驗目目的(證明混合合氣體中中有CO和H2)，要想達達到目的的，只能能利用它它們的還還原性將將之轉化化為CO2和H2O來檢驗，，同時又又要防止止原混合合氣體中中CO2和水蒸氣氣的干擾擾，所以以用CO、H2還原CuO之前，必必須首先先除去CO2和水蒸氣氣。本題題應首先先解決第第(4)問?！敬鸢浮?1)除去水蒸蒸氣除除去CO2(2)氧化銅(CuO)CuO＋H2Cu＋H2OCuO＋COCu＋CO2(3)無水硫酸酸銅(CuSO4)檢驗H2O(4)(g—ab)—kj—hi—cd(或dc)—fe—lm(5)原混合氣氣中的CO2已被除去去，其中中CO與CuO反應生成成的CO2使澄清石石灰水變變渾濁(6)原混合氣氣中的H2O已被除去去，其中中H2與CuO反應生成成的H2O使無水硫硫酸銅由由白色變變?yōu)樗{色色一、碳單單質及其其氧化物物的化學學性質1．碳單質的的化學性性質2．一氧化化碳的化化學性質質3．二氧化化碳的化化學性質質(1)具有酸性性氧化物物的性質質CO2＋Ca(OH)2===CaCO3↓＋H2OCO2＋CaO===CaCO3CO2＋Na2SiO3＋H2O===H2SiO3↓＋Na2CO3(2)具有氧化化性二氧化碳碳的過量量排放，，嚴重影影響人類類的生存存環(huán)境，，處理和和利用二二氧化碳碳是全球球關注的的重大問問題?；鼗卮鹨韵孪?1)～(5)題。(1)大氣中二二氧化碳碳增加的的原因有有________、________。(2)大氣中二二氧化碳碳增加，，影響植植物的生生長，例例如水果果越來越越大。這這提示我我們：隨隨著大氣氣中二氧氧化碳含含量升高高()A．植物中中的有機機物含量量降低B．植物的的生長速速率降低低C．植物光光合作用用減弱D．植物光光合作用用增強(3)鐘乳石和和石筍的的主要成成分是碳碳酸鈣。。隨著旅旅游人數數的增加加，潮濕濕溶洞中中的鐘乳乳石和石石筍受到到二氧化化碳侵蝕蝕，其化化學方程程式為：：____________________________。(4)某學生提提出一個個修復溶溶洞底部部受損石石筍的研研究方案案，由以以下五步步組成，，正確的的實驗步步驟依次次是________。①將盛有堿堿溶液的的容器置置于石筍筍的上部部②配制一定定濃度的的堿溶液液③選擇合適適的堿④調節(jié)堿溶溶液下滴滴的速度度⑤觀察石筍筍表面復復原情況況(5)合理利用用二氧化化碳，可可以提高高生活質質量，促促進工業(yè)業(yè)發(fā)展。。①在常壓下下，－78℃時，二氧氧化碳氣氣體凝結結成固態(tài)態(tài)二氧化化碳，俗俗稱干冰冰。某學學生買回回一盒冰冰淇淋月月餅，盒盒里有很很多作為為制冷劑劑的碎干干冰。下下列關于于干冰處處理的正正確做法法是()A．將干冰冰放入冰冰箱B．讓干冰冰在通風風處自然然升華C．直接將將干冰倒倒入下水水道D．用手取取干冰扔扔入廢物物箱②在采煤工工業(yè)上，，把干冰冰與炸藥藥放在一一起，既既能增強強爆炸威威力，又又能防止止火災。。能增強強爆炸威威力的原原因是________________________________________________________________________；能防止火火災的原原因是__________________。③使用傳統(tǒng)統(tǒng)催化劑劑，使二二氧化碳碳與某些些有機物物反應可可以生成成塑料，，但反應應時間長長。目前前誕生的的納米級級催化劑劑增加了了催化劑劑的表面面積，提提高了________。使用這這種塑料料能減少少白色污污染，因因為它在在微生物物作用下下，可以以實現100%的______?！窘馕觥可钪信c與CO2有關的知知識主要要有：碳碳酸飲料料；鐘乳乳石或珊珊瑚的形形成與破破壞；植植物的光光合作用用與呼吸吸作用；；溫室效效應；舞舞臺上干干冰升華華產生云云霧繚繞繞的景象象等。(1)化石燃料料的燃燒燒、植被被減少等等均可造造成大氣氣中CO2增加。(2)水果越來來越大，，說明光光合作用用增強，，由CO2轉化成的的有機物物增多。。(3)鐘乳石和和石筍的的主要成成分是CaCO3，游人增增多，CO2排放量增增加，CaCO3＋H2O＋CO2===Ca(HCO3)2，Ca(HCO3)2溶于水造造成Ca2＋和HCO3-的流失。。(5)①干冰氣化化后生成成的CO2對人體無無毒，讓讓干冰在在通風處處自然升升華即可可。②爆炸威力力增強說說明單位位空間內內氣壓增增大，即即氣體增增多，這這是由于于爆炸過過程中產產生的熱熱量使干干冰迅速速升華所所致。能能防火災災的原因因：升華華產生的的CO2不支持燃燃燒，干干冰升華華時要吸吸熱。③增加催化劑的的表面積，可可提高化學反反應速率，該該塑料可被【答案】(1)化石燃料燃燒燒、植被減少少、汽車尾氣氣排放等(答其中兩個即即可)(2)D(3)CaCO3＋H2O＋CO2===Ca(HCO3)2(4)③②①④⑤(5)①B②爆炸時產生的的熱量使干冰冰變?yōu)闅怏w，，增加了單位位空間內氣體體的物質的量量，壓強增大大干冰升華華帶走熱量、、CO2不支持燃燒③反應速率降降解(或分解)【拓展訓練】1.過量的CO2通入下列溶液液中，最終出出現渾濁的是是()A．氯化鈣溶液液B．石灰水C．飽和亞硫【解析】解答本題應【答案】

D二、Na2CO3、NaHCO3之間的相互轉轉化及鑒別1．Na2CO3與NaHCO3的相互轉化(1)Na2CO3轉化為NaHCO3有關反應的化化學方程式為為：①Na2CO3＋CO2＋H2O===2NaHCO3②Na2CO3＋HCl===NaCl＋NaHCO3③Na2CO3＋Ca(HCO3)2===CaCO3↓＋2NaHCO3(2)NaHCO3轉化為Na2CO3有關反應的化化學方程式為為：①2NaHCO3Na2CO3＋CO2↑＋H2O②NaHCO3＋NaOH===Na2CO3＋H2O2．Na2CO3、NaHCO3的鑒別(1)利用熱穩(wěn)定性性不同分別加熱少量量固體，能產產生使澄清石石灰水變渾濁濁氣體的固體體為NaHCO3。(2)利用與酸反應應的快慢分別取一定量量的固體，滴滴入濃度、體體積均相同的的鹽酸，氣泡泡逸出速率快快的為NaHCO3。(3)與鹽的反應分別取少量稀稀溶液，滴入入BaCl2或CaCl2稀溶液，產生生沉淀的為Na2CO3溶液。(4)利用溶液的堿堿性不同分別測其0.1mol·L－1溶液的pH，pH大的溶液為Na2CO3溶液。下圖中A到F是化合物，G是單質。寫出A、B、E、F的化學式：A________，B________，E________，F________。【思路點撥】熟練的掌握元元素及其化合合物的重要性性質，是解答答常見物質相相互轉化的關關鍵。一種化化合物能分別別與兩種化合合物反應，均均生成同一種種氣體單質，，常見的有Na2O2分別與H2O、CO2反應，均生成成O2?！窘馕觥炕衔顰受熱分解可可生成三種種化合物，，在中學常常見的化合合物范圍內內，固體A可能是不穩(wěn)穩(wěn)定的酸式式鹽或堿式式碳酸銅，，又因為A分解產生的的兩種化合合物都能與與化合物E反應產生單單質G。G可能為O2，E為Na2O2，據此可判判斷C、D應為H2O、CO2。再根據A、B在溶液中可可通過與F、C反應可相互互轉化，綜綜合分析可可確定C為CO2，D為H2O，則A為NaHCO3，B為Na2CO3?！敬鸢浮縉aHCO3Na2CO3Na2O2NaOH【拓展訓練】2.①將0.1L1mol·L－1的純堿溶液液逐滴滴入入到0.1L1.25mol·L－1的鹽酸中；；②將0.1L1.25mol·L－1的鹽酸逐滴滴滴入到0.1L1mol·L－1的純堿溶液液中，這兩兩種操作產產生CO2的體積比為為()A．5∶2B．2∶5C．2∶1D．1∶1【解析】操作(1)：純堿滴入入鹽酸中，，發(fā)生反應應：Na2CO3＋2HCl===2NaCl＋CO2↑＋H2O生成的CO2與鹽酸用量量有關：n(CO2)＝1/2n(HCl)＝1/2×0.1L×1.25mol·L－1＝0.0625mol。操作(2)：鹽酸滴入入純堿中，，發(fā)生反應應：Na2CO3＋HCl===NaCl＋NaHCO3(1)NaHCO3＋HCl===NaCl＋CO2↑＋H2O (2)則反應(1)消耗鹽酸0.1L×1mol·L－1＝0.1mol，生成0.1molNaHCO3，過量鹽酸酸(0.025mol)與NaHCO3反應生成0.025molCO2，所以n(CO2)1∶n(CO2)2＝0.0625∶0.025＝5∶2?！敬鸢浮緼三、自然然界和生生產生活活中碳元元素的轉轉化1．自然界中中碳及其其化合物物間的轉轉化2．生產和和生活中中碳及其其化合物物間的轉轉化(1)轉化途徑徑途徑Ⅱ：化工生生產(2)工業(yè)生產產中的轉轉化①煉鋼、煉煉鐵高爐煉鐵鐵時的主主要化學學反應方方程式為為：(1)圖瓦盧是是由多個個珊瑚礁礁形成的的島國。。由于大大氣中CO2含量的劇劇增，大大量珊瑚瑚礁(主要成分分是碳酸酸鈣)被海水侵侵蝕，其其原因是是(用化學方方程式表表示)________________________________________________________________________。(2)溫室效應應導致海海平面上上升，引引起溫室室效應的的人為原原因主要要是______________。(3)為了控制制溫室效效應，各各國科學學家提出出了不少少方法和和設想。?？茖W家家致力于于二氧化化碳組合合轉化方方面的技技術研究究，把過過多的二二氧化碳碳轉化為為對人類類有益的的物質。。如將二二氧化碳碳和氫氣氣以1∶4的比例混合，，通入反應器器，在適當的的條件下反應應，可獲得一一種重要的能能源。請完成成下列化學方方程式：CO2＋4H2===______＋2H2O(4)科學家研究發(fā)發(fā)現，用“汽水”(一種能釋放CO2的弱酸性溶液液)澆灌植物能促促進植物的生生長。原因是是它能()①加強呼吸作用用②加強光合作用用③改良堿性土壤壤、調節(jié)pH④加強植物蒸騰騰作用A．①②B．②③C．③④D．②③④④(5)快速、、有效效地減減緩大大氣中中CO2大量增增加的的生態(tài)態(tài)學措措施是是()A．使用用天然然氣等等燃料料B．控制制全球球人口口增長長C．植樹樹造林林，保保護森森林D．立即即減少少煤和和石油油的燃燃燒【思路點點撥】本題以以二氧氧化碳碳的性性質為為載體體，綜綜合考考查同同學們們的環(huán)環(huán)保意意識，，引導導同學學們關關注社社會，，關注注未來來。題題目選選材新新穎，，涉及及面廣廣，起起點高高，落落點低低，具具有很很強的的時代代性。。二氧氧化碳碳能溶溶于水水，溶溶于水水的部部分會會與碳碳酸鈣鈣反應應，導導致碳碳酸鈣鈣溶解解。增增大壓壓強、、降低低溫度度能使使CO2氣體液液化為為液體體?！窘馕觥?1)CO2能溶于于水，，溶于于水后后會與與CaCO3反應，，導致致CaCO3溶解。。(3)從原子子守恒恒的角角度去去分析析，1molCO2與4molH2反應應時時，，生生成成了了2molH2O，生生成成的的另另一一物物質質中中必必有有1molC和4molH，由由方方程程式式的的化化學學計計量量數數可可知知，，此(4)植物物發(fā)發(fā)生生呼(5)隨著社會的進步，對能源的消耗也將進一步增大，所以不可能立即減少煤和石油的燃燒。使用天然氣等燃料也會產生CO2，只有綠色植物的光合作用會吸收大量的CO2，且見效快?！敬鸢赴浮?1)CaCO3＋CO2＋H2O===Ca(HCO3)2(2)大量量燃燃燒燒煤煤、、石石油油等等化化石石燃燃料料(3)CH4(4)B(5)C【拓展展訓訓練練】3.根據據以以下下敘敘述述，，回回答答第第(1)～(3)小題題：：某化化工工廠廠按按如如下下步步驟驟進進行行生生產產：：①以煤煤為為燃燃料料煅煅燒燒石石灰灰石石；；②用飽飽和和Na2CO3溶液液充充分分吸吸收收步步驟驟①中產產生生的的二二氧氧化化碳碳；；③使步步驟驟①中產產生生的的氧氧化化鈣鈣與與水水反反應應；；④消石石灰灰與與碳碳酸酸鈉鈉反反應應。。(1)該廠廠生生產產過過程程中中起起始始原原料料是是______________；最最終終產產品品是是________________。(2)該廠廠生生產產過過程程的的優(yōu)優(yōu)點點是是________。①排放放的的氣氣體體對對大大氣氣無無污污染染②生產產過過程程中中的的部部分分產產品品可可作作為為原原料料使使用用③高溫溫作作業(yè)業(yè)A．只只有有①B．只只有有②C．①和②D．②和③(3)寫出生生產過過程中中涉及及的化化學方方程式式：__________________________________________________________?！窘馕觥勘绢}的的關鍵鍵是弄弄清每每個生生產步步驟中中發(fā)生生的化化學反反應，，根據據反應應物和和生成成物確確定原原料和和產品品。該該生產產過程程中CaCO3分解產產生的的CO2可作為為生產產NaHCO3的原料料，生生產NaOH時產生生的CaCO3可重復復利用用?！敬鸢浮?1)石灰石石、碳碳酸鈉鈉碳碳酸氫氫鈉、、氫氧氧化鈉鈉(2)C(3)CaCO3CaO＋CO2↑，Na2CO3＋CO2＋H2O===2NaHCO3↓，CaO＋H2O===Ca(OH)2，Ca(OH)2＋Na2CO3===CaCO3↓＋2NaOH1．碳是是自然然界的的基本本構成成元素素之一一，在在自然然界中中，不不停地地轉化化、循循環(huán)，，構成成了生生機盎盎然的的物質質世界界，如如下圖圖為自自然界界中碳碳的循循環(huán)圖圖。下下列有有關分分析不不合理理的是是()A．過程程①中還可可能有有另外外的含含碳物物質產產生B．碳元元素在在自然然界中中的循循環(huán)主主要是是通過過CO2的生成成和消消耗來來實現現的C．加速速過程程②將有利利于社社會的的可持持續(xù)發(fā)發(fā)展D．只有有使圖圖中所所示的的各轉轉化的的總體體保持持基本本平衡衡，才才能維維持大大氣中中CO2的含量量相對對穩(wěn)定定【解析】腐生生生物在在微生生物作作用下下分解解，不不但能能生成成CO2【答案】

C2．下下列列解解析析中中，，不不科科學學的的是是()A．“水滴滴石石穿穿”主要是溶解了了CO2的雨水與CaCO3長期作用生成成了可溶性的的Ca(HCO3)2的緣故B．長期盛放NaOH溶液的滴瓶不不易打開，是是因為NaOH與瓶中的CO2反應導致瓶內內氣體減少形形成“負壓”的緣故C．嚴格地講，，“通風櫥”是一種不負責責任的防污染染手段，因為為實驗產生的的有害氣體沒沒有得到轉化化或吸收D．“雨后彩虹”“海市蜃樓”既是一種自然然現象又是光光學現象，也也與膠體的知知識有關【答案】B3．下列敘述可可以肯定溶液液中大量存在在CO的是()A．加入AgNO3溶液有白色沉沉淀產生B．加入稀鹽酸酸有無色無味味氣體產生，，該氣體可使使澄清的石灰灰水變渾濁C．加入MgCl2溶液有白色沉沉淀產生，再再加入稀鹽酸酸沉淀溶解，，并產生可使使澄清石灰水水變渾濁的無無色無味氣體體D．加入Ba(OH)2溶液有白色沉沉淀產生【答案】C4．將106g的Na2CO3和84gNaHCO3都經充充分強強熱后后，再再分別別跟足足量的的鹽酸酸反應應。下下列說說法錯錯誤的的是()A．消耗耗鹽酸酸一樣樣多B．放出出CO2的總量量一樣樣多C．后者者生成成的NaCl是前者者的一一半D．后者者消耗耗鹽酸酸是前前者的的一半半【解析】84gNaHCO3加熱后后生成成53gNa2C