2022屆高考化學一輪復習第三單元自然界中的元素第1節(jié)碳的多樣性課件魯科版

第1節(jié)碳的多樣性第三單元2022第1節(jié)碳的多樣性第三單元2022備考要點素養(yǎng)要求1.碳元素單質及其重要化合物的制備方法,掌握其主要性質及其應用。2.了解碳元素單質及其重要化合物對環(huán)境的影響。1.宏觀辨識與微觀探析:認識碳及其化合物的性質,能從碳的多樣性理解碳及其化合物的性質。2.科學探究與創(chuàng)新意識:能發(fā)現和提出有探究價值的有關鋁及其化合物性質的探究方案,進行實驗探究。備考要點素養(yǎng)要求1.碳元素單質及其重要化合物的制備方法,掌握考點一多種多樣的碳單質必備知識自主預診知識梳理

1.同素異形體由

組成的性質不同的幾種

,互稱同素異形體。

2.碳的三種常見同素異形體同一種元素

單質考點一多種多樣的碳單質必備知識自主預診知識梳理1.同素碳的同素異形體的物理性質及用途(用短線連接)。

答案

①c

②a

③d

④b碳的同素異形體的物理性質及用途(用短線連接)。答案①c3.碳的化學性質

C+O2CO22C+O22CO3C+Fe2O33CO↑+2Fe2C+SiO22CO↑+SiC+2H2SO4(濃)CO2↑+2SO2↑+2H2O

C+4HNO3(濃)CO2↑+4NO2↑+2H2O3.碳的化學性質C+O2CO2自我診斷1.碳元素形成的單質硬度都很大嗎?提示

碳元素可形成多種單質,其中金剛石硬度較大,石墨硬度較小。自我診斷提示碳元素可形成多種單質,其中金剛石硬度較大,石墨2.判斷正誤,正確的打“√”,錯誤的打“×”。(1)12C、13C、14C是碳元素的三種同素異形體(

)(2)金剛石的硬度大,則C60的硬度也同樣大(

)(3)同素異形體的物理性質相同,化學性質相似(

)(4)碳常溫下就能與濃硫酸劇烈反應(

)(5)水煤氣的主要成分為CH4(

)(6)活性炭除去冰箱中的異味,無化學變化發(fā)生(

)答案

(1)×

(2)×

(3)×

(4)×

(5)×

(6)√2.判斷正誤,正確的打“√”,錯誤的打“×”。答案(1)×關鍵能力考向突破考向

多種多樣的碳單質【典例】

下列敘述正確的是(

)A.由碳元素的單質組成的物質一定是純凈物B.金剛石和石墨具有相同的化學性質C.石墨轉化為金剛石不屬于化學變化D.C60是新發(fā)現的一種碳的化合物關鍵能力考向突破考向多種多樣的碳單質答案

B

解析

金剛石和石墨都是碳元素組成的單質,兩者組成的物質是混合物,A項錯誤;金剛石和石墨都是由碳元素組成的單質,化學性質相同,B項正確;石墨轉化為金剛石屬于化學變化,C項錯誤;C60是一種單質而不是化合物,D項錯誤。答案B歸納總結1.碳的三種同素異形體的比較

同素異形體金剛石石墨C60原子排列方式空間網狀結構平面層狀正六邊形結構分子內碳碳之間以共價鍵結合成空心籠狀結構,由20個六邊形和12個五邊形構成的20面體主要物理性質熔、沸點高,硬度極大,難溶于溶劑,不能導電的無色透明晶體熔點很高,深灰色、質軟、有滑膩感、易導電的片狀固體灰黑色固體歸納總結1.碳的三種同素異形體的比較同素異形體金剛石石墨C物理性質不同的原因結構不同,碳原子的排列方式不同化學性質相同(充分燃燒生成二氧化碳、還原性)用途鉆具、裝飾品電極、潤滑劑、耐火材料超導材料、生物方面有優(yōu)異的性能物理性質不同的原因結構不同,碳原子的排列方式不同化學性質相同2.同種元素組成的物質不一定是純凈物。如由碳元素組成的金剛石、石墨等混合,都是由碳元素組成的,但它們不是純凈物而是混合物。3.非金屬元素單質,一般熔、沸點較低,硬度小,但金剛石等含碳元素單質,熔、沸點高,硬度大。4.碳在高溫下有較強的還原性,能還原出比它更強的還原劑,如FeO+CCO↑+Fe,C+H2O(g)CO+H2等。

2.同種元素組成的物質不一定是純凈物。如由碳元素組成的金剛石對點演練能證明金剛石和石墨屬于同素異形體的客觀事實是(

)A.兩者都有較高的熔點B.兩者化學性質都很穩(wěn)定C.等質量的金剛石、石墨完全燃燒后只得到等質量的二氧化碳D.兩者都易導電對點演練能證明金剛石和石墨屬于同素異形體的客觀事實是()答案

C

解析

金剛石和石墨都有較高的熔點,但不能證明二者屬于同素異形體,A項不符合題意;化學性質穩(wěn)定也不能說明金剛石和石墨屬于同素異形體,B項不符合題意;等質量的石墨和金剛石完全燃燒只得到質量相等的二氧化碳,可證明金剛石和石墨屬于同素異形體,C項符合題意;導電屬于物理性質,并不能證明物質的元素組成,D項不符合題意。答案C考點二廣泛存在的含碳化合物必備知識自主預診知識梳理1.一氧化碳(1)物理性質:無色無味的氣體,難溶于水,

。

(2)化學性質。①可燃性:

;

②還原性:與Fe2O3反應

。

有毒

2CO+O22CO2Fe2O3+3CO2Fe+3CO2考點二廣泛存在的含碳化合物必備知識自主預診知識梳理有毒2.二氧化碳(1)物理性質:無色無味的氣體,密度比空氣的大,可溶于水。(2)化學性質。①與H2O反應:

。

②與堿(如NaOH溶液)反應:

。

③與堿性氧化物(如Na2O等)反應:

。

④與某些鹽溶液(如Na2CO3溶液等)反應:

。⑤與Na2O2反應:

。

⑥與C反應:

。

⑦與Mg反應:

。

CO2+H2OH2CO3CO2+2NaOH==Na2CO3+H2OCO2+Na2O==Na2CO3Na2CO3+CO2+H2O==2NaHCO32CO2+2Na2O2==2Na2CO3+O2CO2+C2COCO2+2Mg2MgO+C2.二氧化碳CO2+H2OH2CO3CO2(3)實驗室制取原理的化學方程式:

。

(4)工業(yè)制備原理的化學方程式:CaCO3CaO+CO2↑。(5)用途:化工原料、滅火劑。干冰用作制冷劑、人工降雨。CaCO3+2HCl==CaCl2+CO2↑+H2O(3)實驗室制取原理的化學方程式:

3.碳及其化合物之間的相互轉化

以上各數字對應的化學方程式:①

或

②

③

④

2C+O22COC+H2O(g)CO+H2C+O2CO22Mg+CO22MgO+C

CO2+2NaOH==Na2CO3+H2O3.碳及其化合物之間的相互轉化以上各數字對應的化學方程式:⑤

⑥

⑦

或

CO2+NaOH==NaHCO3Na2CO3+CO2+H2O==2NaHCO32NaHCO3Na2CO3+H2O+CO2↑NaHCO3+NaOH==Na2CO3+H2O⑤自我診斷1.一氧化碳和二氧化碳都是酸性氧化物嗎?提示

二氧化碳是酸性氧化物,一氧化碳不是酸性氧化物。自我診斷提示二氧化碳是酸性氧化物,一氧化碳不是酸性氧化物。2.判斷正誤,正確的打“√”,錯誤的打“×”。(1)CO是冶煉金屬常用的還原劑之一(

)(2)CO2屬于大氣污染物(

)(3)能使澄清石灰水變渾濁的氣體一定是CO2(

)(4)將CO2通入NaClO溶液中可生成次氯酸(

)(5)CO2中的少量CO可用通入O2點燃的方法除去(

)答案

(1)√

(2)×

(3)×

(4)√

(5)×2.判斷正誤,正確的打“√”,錯誤的打“×”。答案(1)√關鍵能力考向突破考向

廣泛存在的含碳化合物【典例】

將CO2氣體緩緩地通入到含KOH、Ba(OH)2和K[Al(OH)4]的混合溶液中直至過量,生成沉淀的物質的量與所通CO2的體積關系如圖所示。下列關于整個反應進程中的各種描述不正確的是(

)A.O~A段反應的化學方程式是Ba(OH)2+CO2==BaCO3↓+H2OB.A~B段反應的離子方程式是2OH-+CO2==C+H2OC.A~B段與C~D段所發(fā)生的反應相同D.D~E段沉淀的減少是由于碳酸鋇固體的溶解所致關鍵能力考向突破考向廣泛存在的含碳化合物答案

C答案C歸納總結

碳酸鹽的性質(1)可溶性碳酸鹽溶解度大于酸式鹽;難溶性碳酸鹽溶解度小于酸式鹽。(2)可溶性的碳酸鹽[除(NH4)2CO3]較穩(wěn)定,受熱難分解;難溶性碳酸鹽、(NH4)2CO3和酸式鹽受熱分解。歸納總結碳酸鹽的性質對點演練將足量CO2通入KOH和Ca(OH)2的混合稀溶液中,生成沉淀的物質的量(n)和通入CO2體積(V)的關系正確的是(

)對點演練將足量CO2通入KOH和Ca(OH)2的混合稀溶液中答案

D

解析

CO2通入混合稀溶液中發(fā)生的反應有:CO2+Ca(OH)2==CaCO3↓+H2O,CO2+2KOH==K2CO3+H2O;CO2+K2CO3+H2O==2KHCO3;CO2+CaCO3+H2O==Ca(HCO3)2,故最后無沉淀。答案D考點三碳酸鈉和碳酸氫鈉必備知識自主預診知識梳理1.碳酸鈉和碳酸氫鈉的性質比較

名稱碳酸鈉(Na2CO3)碳酸氫鈉(NaHCO3)俗名

物理性質顏色、狀態(tài)白色粉末細小的白色晶體水溶性易溶于水,溶液呈

易溶于水(但比Na2CO3溶解度

),溶液呈堿性

純堿或蘇打

小蘇打堿性小考點三碳酸鈉和碳酸氫鈉必備知識自主預診知識梳理名稱碳酸鈉化學性質穩(wěn)定性

,但結晶碳酸鈉

(Na2CO3·10H2O)易

不穩(wěn)定,受熱易分解,化學方程式為

與H+反應

與堿反應[Ca(OH)2]與OH-不反應,但與Ca2+發(fā)生反應:Ca2++C

==CaCO3↓

(堿過量),

(堿不足)

穩(wěn)定風化2NaHCO3Na2CO3+CO2↑+H2O化學穩(wěn)定性,但結晶碳酸鈉

(Na2CO3·10H2O化學性質與鹽反應CaCl2

不反應硫酸鋁

3HC

+Al3+==Al(OH)3↓+3CO2↑化學與鹽CaCl2主要用途制玻璃、造紙、制皂、紡織焙制糕點、制藥、滅火器相互轉化Na2CO3

NaHCO3主要用途制玻璃、造紙、制皂、焙制糕點、制藥、相互轉化Na2C微點撥

(1)NaHCO3的溶解度較小,將過量CO2通入到飽和Na2CO3溶液中,有沉淀析出。(2)可從NaHCO3溶解度較小的角度分析侯氏制堿法的原理。微點撥(1)NaHCO3的溶解度較小,將過量CO2通入到飽2.Na2CO3、NaHCO3的鑒別(1)利用熱穩(wěn)定性不同。Na2CO3NaHCO32.Na2CO3、NaHCO3的鑒別Na2CO3NaHCO(2)利用與酸反應生成氣體的速率不同(相同條件下)。

NaHCO3Na2CO3NaHCO3Na2CO3

(2)利用與酸反應生成氣體的速率不同(相同條件下)。NaH(3)利用陰離子不同。

(4)利用溶液的酸、堿性不同。

Na2CO3NaHCO3Na2CO3

NaHCO3(3)利用陰離子不同。(4)利用溶液的酸、堿性不同。Na3.Na2CO3、NaHCO3的除雜

混合物(括號中為雜質)除雜方法及試劑Na2CO3固體(NaHCO3)

NaHCO3溶液(Na2CO3)

Na2CO3溶液(NaHCO3)

加熱

通入足量CO2氣體

加入適量NaOH3.Na2CO3、NaHCO3的除雜混合物(括號中為雜質)4.Na2CO3的制備和Na2CO3、NaHCO3的用途(1)Na2CO3的工業(yè)制備——侯氏制堿法。①制備原理:把氨氣和二氧化碳通入氯化鈉飽和溶液中,使溶解度較小的碳酸氫鈉從溶液中析出,過濾得到碳酸氫鈉晶體,碳酸氫鈉受熱分解生成碳酸鈉。②反應的化學方程式:a.NaCl+NH3+CO2+H2O==NaHCO3↓+NH4Cl;b.2NaHCO3Na2CO3+CO2↑+H2O。4.Na2CO3的制備和Na2CO3、NaHCO3的用途(2)Na2CO3、NaHCO3的用途。①Na2CO3是一種非常重要的化工原料,在玻璃、肥皂、合成洗滌劑、造紙、紡織、石油、冶金、食品等工業(yè)中有著廣泛的應用。②NaHCO3是焙制糕點所用的發(fā)酵粉的主要成分之一;在醫(yī)療上,它是治療胃酸過多的一種藥劑。(2)Na2CO3、NaHCO3的用途。自我診斷1.判斷正誤,正確的打“√”,錯誤的打“×”。(1)在用酒精燈加熱的條件下,Na2CO3、NaHCO3固體都會分解。(

)(2)向Na2CO3飽和溶液中通入足量CO2,會有NaHCO3晶體析出。(

)(3)用酚酞溶液可鑒別飽和食鹽水和飽和碳酸鈉溶液。(

)(4)將稀鹽酸滴入碳酸鈉與氫氧化鈉的混合溶液中,立即產生氣泡。(

)(5)用熱的純堿溶液清洗炊具上的油污時,不涉及化學變化。(

)(6)向含有CaCO3沉淀的水中通入CO2至沉淀恰好溶解,再向溶液中加入NaOH飽和溶液,又有CaCO3沉淀生成。(

)自我診斷答案

(1)×

(2)√

(3)√

(4)×

(5)×

(6)√答案(1)×(2)√(3)√(4)×(5)×(62.(2020河北安平中學期末)(1)鑒別KCl溶液和K2CO3溶液的試劑名稱是

,發(fā)生反應的離子方程式為

。

(2)除去NaCl溶液中混有的少量NaHCO3雜質的試劑名稱是

,發(fā)生反應的離子方程式為

。

(3)除去Na2CO3粉末中混入的NaHCO3雜質用

方法,發(fā)生反應的化學方程式為

。

(4)除去鐵粉中混有的鋁粉的試劑名稱是

,發(fā)生反應的化學方程式為

。

2.(2020河北安平中學期末)(1)鑒別KCl溶液和K2C2Al+2NaOH+6H2O==2Na[Al(OH)4]+3H2↑2Al+2NaOH+6H2O==2Na[Al(OH)4]+3關鍵能力考向突破考向1

Na2CO3與NaHCO3的性質、用途與鑒別【典例1】

某校化學課外小組為了鑒別碳酸鈉和碳酸氫鈉兩種白色固體,用不同的方法做了以下實驗,如圖Ⅰ~Ⅳ所示。關鍵能力考向突破考向1Na2CO3與NaHCO3的性質(1)只根據圖Ⅰ、Ⅱ所示實驗,能夠達到實驗目的的是

(填裝置序號)。

(2)圖Ⅲ、Ⅳ所示實驗均能鑒別這兩種物質,其反應的化學方程式為

;與實驗Ⅲ相比,實驗Ⅳ的優(yōu)點是

(填字母)。

A.Ⅳ比Ⅲ復雜B.Ⅳ可以做到用一套裝置同時進行兩個對比實驗C.Ⅳ比Ⅲ操作簡便D.Ⅳ比Ⅲ安全(3)若用實驗Ⅳ驗證碳酸鈉和碳酸氫鈉的穩(wěn)定性,則試管B中裝入的固體應該是

(填化學式)。

(1)只根據圖Ⅰ、Ⅱ所示實驗,能夠達到實驗目的的是(填答案

(1)Ⅱ

(2)2NaHCO3Na2CO3+H2O+CO2↑,CO2+Ca(OH)2==CaCO3↓+H2O

B

(3)NaHCO3解析

(1)圖Ⅰ不能達到實驗目的,因為無論碳酸鈉還是碳酸氫鈉均可以與鹽酸反應產生二氧化碳,二氧化碳氣體使澄清石灰水變渾濁;圖Ⅱ能達到實驗目的,因為等質量的碳酸鈉和碳酸氫鈉與足量的稀鹽酸反應,生成二氧化碳氣體的量不同,可根據氣球膨脹程度來判斷。答案(1)Ⅱ(2)2NaHCO3Na(2)圖Ⅲ、Ⅳ所涉及反應的化學方程式為2NaHCO3Na2CO3+H2O+CO2↑,CO2+Ca(OH)2==CaCO3↓+H2O,實驗Ⅳ的優(yōu)點是可同時做對比實驗。(3)實驗Ⅳ中試管B裝入碳酸氫鈉,試管A裝入碳酸鈉,這樣直接加熱的是碳酸鈉,溫度高,不分解,不能使澄清石灰水變渾濁,而間接加熱的碳酸氫鈉分解,產生的氣體使澄清石灰水變渾濁,表明了碳酸氫鈉不穩(wěn)定。(2)圖Ⅲ、Ⅳ所涉及反應的化學方程式為2NaHCO3對點演練1有兩試管分別裝有Na2CO3和NaHCO3溶液,下列操作和判斷均正確的是(

)選項操作判斷A分別加入澄清石灰水產生沉淀的為Na2CO3B分別加入等濃度的稀鹽酸反應較劇烈的為Na2CO3C分別加入CaCl2溶液產生沉淀的為Na2CO3D逐滴加入等濃度的鹽酸立即產生氣泡的為Na2CO3對點演練1有兩試管分別裝有Na2CO3和NaHCO3溶液,下答案C

解析

A項,加入澄清石灰水均可以產生碳酸鈣沉淀,錯誤;B項,加入等濃度的稀鹽酸,反應劇烈的是碳酸氫鈉,錯誤;D項,逐滴加入等濃度的鹽酸,立即產生氣泡的為碳酸氫鈉,錯誤。答案C考向2

Na2CO3、NaHCO3、NaOH及其混合物與鹽酸反應的計算及圖像分析【典例2】

(2020山東實驗中學診斷)將xgNaHCO3和Na2O2的固體混合物放在密閉容器中加熱至250℃,充分反應后排出氣體。將反應后的固體溶于水,無氣體放出,再逐滴加入鹽酸,產生的氣體(標準狀況)與所加鹽酸體積之間的關系如圖所示。下列說法錯誤的是(

)A.HCl的濃度為0.2mol·L-1B.反應后固體的成分為NaOH與Na2CO3C.密閉容器中排出氣體的成分為O2和H2OD.x的數值為6.09考向2Na2CO3、NaHCO3、NaOH及其混合物與鹽酸答案D

答案D2022屆高考化學一輪復習第三單元自然界中的元素第1節(jié)碳的多樣性課件魯科版歸納總結Na2CO3、NaHCO3與鹽酸的反應(1)與足量鹽酸反應的比較。兩種鹽等濃度時,生成CO2的速率NaHCO3快耗酸量二者等質量Na2CO3耗酸多二者等物質的量Na2CO3耗酸多生成CO2的體積二者等質量NaHCO3產生的多二者等物質的量相等歸納總結Na2CO3、NaHCO3與鹽酸的反應兩種鹽等濃度時(2)Na2CO3、NaHCO3、NaOH及其混合物與鹽酸反應的圖像。

實驗操作反應圖像向Na2CO3溶液中逐滴加入鹽酸向NaHCO3溶液中逐滴加入鹽酸(2)Na2CO3、NaHCO3、NaOH及其混合物與鹽酸反實驗操作反應圖像向等物質的量的NaOH、Na2CO3的混合溶液中逐滴加入鹽酸向等物質的量的Na2CO3、NaHCO3的混合溶液中逐滴加入鹽酸實驗操作反應圖像向等物質的量的NaOH、Na2CO3的混合溶對點演練2(2020天津楊村第一中學月考)向NaOH和Na2CO3的混合溶液中滴加0.1mol·L-1的稀鹽酸,CO2的生成量與加入鹽酸的體積(V)的關系如圖所示。下列判斷正確的是(

)A.在O~a范圍內,只發(fā)生中和反應B.ab段發(fā)生反應的離子方程式為C+2H+==H2O+CO2↑C.a=0.3D.原混合溶液中NaOH與Na2CO3的物質的量之比為1∶2對點演練2(2020天津楊村第一中學月考)向NaOH和Na2答案C

答案C考向3

Na2CO3、NaHCO3質量分數的測定【典例3】

(2020天津楊村第一中學月考)有一含有NaCl、Na2CO3·10H2O和NaHCO3的混合物,某同學設計如圖所示的實驗裝置,通過測量反應前后CO2和H2O的質量,來確定該混合物中各組分的質量分數?？枷?Na2CO3、NaHCO3質量分數的測定(1)實驗步驟:①按上圖(夾持儀器未畫出)組裝好實驗裝置后,首先進行的操作是

。

②稱取樣品,并將其放入硬質玻璃管中;稱量裝濃硫酸的洗氣瓶C的質量和裝堿石灰的U形管D的質量。③打開止水夾K1、K2,關閉K3,緩慢鼓入氮氣數分鐘,其目的是

。

④關閉止水夾K1、K2,打開K3,點燃酒精燈加熱,加熱至不再產生氣體為止。⑤打開止水夾K1,緩慢鼓入氮氣數分鐘,然后拆下裝置,再次稱量洗氣瓶C的質量和U形管D的質量。(1)實驗步驟:(2)關于該實驗方案,回答下列問題。①若加熱反應后不鼓入氮氣,對測定結果的影響是

。

②E處干燥管中盛放的藥品是

,其作用是

,如果實驗中沒有該裝置,則會導致NaHCO3質量分數的測量結果

(填“偏大”“偏小”或“無影響”)。

③若樣品質量為wg,反應后C、D裝置增加的質量分別為mg、ng,則混合物中Na2CO3·10H2O的質量分數為

(用含w、m、n的代數式表示)。

(2)關于該實驗方案,回答下列問題。答案

(1)①檢驗