《金新学案》高三化学一轮复习 碳的多样性课件

第1讲碳的多样性最新展示1.了解碳元素单质及其化合物的主要性质及其应用。2.了解碳元素单质及其重要化合物对环境质量的影响。3.碳元素单质及其化合物知识的综合应用。热点定位1.碳单质各种同素异形体结构、性质、用途及其他相关概念辨析。2.利用碳单质及其化合物的性质和转化关系进行综合实验、推断和相关计算。3.CO2、SO2性质比较及综合拓展。4.低碳经济，CO2与环境保护问题。一、碳单质的多样性1．同素异形体：由互称同素异形体。同一种元素组成的性质不同的单质2．碳的同素异形体(1)石墨：碳原子呈

排列，每一层上的碳原子以强的相互作用形成

结构；层与层之间的相互作用

，容易发生相对滑动。(2)金刚石：每个碳原子都与相邻的

个碳原子以强的相互作用直接连接，形成

结构。(3)C60：由

个碳原子构成的分子，形似足球，碳原子位于球的表面，

排列的空心球体。层状平面六边形较弱4正四面体60呈正五边形和正六边形二、广泛存在的含碳化合物1．自然界中存在形态：

。2．主要存在物质(1)蛋白质、淀粉等有机化合物。(2)大气中的CO2。(3)多种碳酸盐类矿石：大理石(CaCO3)、方解石(CaCO3)、白云石[CaMg(CO3)2]、菱锌矿(ZnCO3)、菱镁矿(MgCO3)、菱铁矿(FeCO3)等。游离态和化合态三、碳及其化合物之间的转化1．写出标有序号的化学方程式2．(1)钟乳石、石笋的形成涉及反应

(填写序号，下同)。(2)溶洞的形成涉及反应

。(3)高炉炼铁中涉及

及CO和Fe2O3的反应。(4)水垢中CaCO3的形成涉及反应

。(5)木炭燃烧过程中涉及反应

。⑨(或⑧)⑩①②③④⑨(或⑧)①②③④⑩能否用稀盐酸酸鉴别Na2CO3和NaHCO3两瓶无色溶液液？【提示】能。各取两种种无色溶液少少许分装在两两试管中，分分别逐滴加入入稀盐酸，开开始就有气泡泡冒出的是NaHCO3溶液；开始无无明显现象，，盐酸过量后后有气泡冒出出的是Na2CO3溶液。1．(上海高考)科学家发现C60后，近年又合合成了许多球球形分子(富勒烯)，如C50、C70、C120、C540等，它们互称称为()A．同系物B．同分异构体体C．同素异形体体D．同位素【解析】显然这些球形形分子分子式式不同，也不不相差若干个个CH2原子团，A、B不正确；它们们都是由碳原原子组成的单单质，故D不正确，C正确。【答案】C2．(2008年山东理基)旅游洞穴一般般是指供游人人观览的喀斯斯特洞穴。多多姿多彩的石石钟乳、石笋笋、石柱、石石花等碳酸钙钙沉积体是喀喀斯特洞穴中中的主要景观观。由于游人人呼吸有时会会使旅游洞穴穴中二氧化碳碳浓度大幅度度升高，可能能造成的后果果是()①抑制碳酸钙沉沉积体的生长长②促进碳酸钙沉沉积体的生长长③使游客有憋闷闷的感觉④使照明灯下的的植物大量死死亡A．①③B．②③C．①④D．②④【解析】CO2的浓度升高，，使Ca(HCO3)2的量增大，抑抑制CaCO3沉积体的生长长，同时也使使O2的浓度降低，，让游客有憋憋闷的感觉。。【答案】A3．(2009年海南南高考考)用足量量的CO还原13.7g某铅氧氧化物物，把把生成成的CO2全部通通入到到过量量的澄澄清石石灰水水中，，得到到的沉沉淀干干燥后后质量量为8.0g，则此此铅氧氧化物物的化化学式式是()A．PbOB．Pb2O3C．Pb3O4D．PbO2【解析】根据CO～CO2～CaCO3的关系系可知知，13.7g铅的氧氧化物物中，，n(O)＝0.08mol，则n(Pb)＝0.06mol，所以以n(Pb)∶n(O)＝3∶4，则该该铅氧氧化物物的化化学式式为Pb3O4。【答案】C4．(全国卷卷Ⅰ)水蒸气气通过过灼热热的焦焦炭后后，流流出气气体的的主要要成分分是CO和H2，还有有CO2和水蒸蒸气等等。请请用下下图中中提供供的仪仪器，，选择择必要要的试试剂，，设计计一个个实验验，证证明上上述混混合气气中有有CO和H2。(加热装装置和和导管管等在在图中中略去去)回答下下列问问题：：(1)盛浓H2SO4的装置置用途途是____________________________________________________________________，盛NaOH溶液的的装置置用途途是____________。(2)仪器B中需加加入试试剂的的名称称(或化学学式)是________________________________________________________________________，所发生生反应应的化化学方方程式式是__________________________________________________________________。(3)仪器C中需加入试试剂的名称称(或化学式)是________________________________________________________________________，其目的是_________________________________。(4)按气流方向向连接各仪仪器。用字字母表示接接口的顺序序：g—ab—___________________________________________________________________。(5)能证明混合合气中含有有CO的实验依据据是_________

_______________________________________________________________。(6)能证明混合合气中含有有H2的实验依据据是________________________________________________________________________。【解析】本题得分关关键是要明明确实验目目的(证明混合合气体中中有CO和H2)，要想达达到目的的，只能能利用它它们的还还原性将将之转化化为CO2和H2O来检验，，同时又又要防止止原混合合气体中中CO2和水蒸气气的干扰扰，所以以用CO、H2还原CuO之前，必必须首先先除去CO2和水蒸气气。本题题应首先先解决第第(4)问。【答案】(1)除去水蒸蒸气除除去CO2(2)氧化铜(CuO)CuO＋H2Cu＋H2OCuO＋COCu＋CO2(3)无水硫酸酸铜(CuSO4)检验H2O(4)(g—ab)—kj—hi—cd(或dc)—fe—lm(5)原混合气气中的CO2已被除去去，其中中CO与CuO反应生成成的CO2使澄清石石灰水变变浑浊(6)原混合气气中的H2O已被除去去，其中中H2与CuO反应生成成的H2O使无水硫硫酸铜由由白色变变为蓝色色一、碳单单质及其其氧化物物的化学学性质1．碳单质的的化学性性质2．一氧化化碳的化化学性质质3．二氧化化碳的化化学性质质(1)具有酸性性氧化物物的性质质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过量量排放，，严重影影响人类类的生存存环境，，处理和和利用二二氧化碳碳是全球球关注的的重大问问题。回回答以下下(1)～(5)题。(1)大气中二二氧化碳碳增加的的原因有有________、________。(2)大气中二二氧化碳碳增加，，影响植植物的生生长，例例如水果果越来越越大。这这提示我我们：随随着大气气中二氧氧化碳含含量升高高()A．植物中中的有机机物含量量降低B．植物的的生长速速率降低低C．植物光光合作用用减弱D．植物光光合作用用增强(3)钟乳石和和石笋的的主要成成分是碳碳酸钙。。随着旅旅游人数数的增加加，潮湿湿溶洞中中的钟乳乳石和石石笋受到到二氧化化碳侵蚀蚀，其化化学方程程式为：：____________________________。(4)某学生提提出一个个修复溶溶洞底部部受损石石笋的研研究方案案，由以以下五步步组成，，正确的的实验步步骤依次次是________。①将盛有碱碱溶液的的容器置置于石笋笋的上部部②配制一定定浓度的的碱溶液液③选择合适适的碱④调节碱溶溶液下滴滴的速度度⑤观察石笋笋表面复复原情况况(5)合理利用用二氧化化碳，可可以提高高生活质质量，促促进工业业发展。。①在常压下下，－78℃时，二氧氧化碳气气体凝结结成固态态二氧化化碳，俗俗称干冰冰。某学学生买回回一盒冰冰淇淋月月饼，盒盒里有很很多作为为制冷剂剂的碎干干冰。下下列关于于干冰处处理的正正确做法法是()A．将干冰冰放入冰冰箱B．让干冰冰在通风风处自然然升华C．直接将将干冰倒倒入下水水道D．用手取取干冰扔扔入废物物箱②在采煤工工业上，，把干冰冰与炸药药放在一一起，既既能增强强爆炸威威力，又又能防止止火灾。。能增强强爆炸威威力的原原因是________________________________________________________________________；能防止火火灾的原原因是__________________。③使用传统统催化剂剂，使二二氧化碳碳与某些些有机物物反应可可以生成成塑料，，但反应应时间长长。目前前诞生的的纳米级级催化剂剂增加了了催化剂剂的表面面积，提提高了________。使用这这种塑料料能减少少白色污污染，因因为它在在微生物物作用下下，可以以实现100%的______。【解析】生活中与与CO2有关的知知识主要要有：碳碳酸饮料料；钟乳乳石或珊珊瑚的形形成与破破坏；植植物的光光合作用用与呼吸吸作用；；温室效效应；舞舞台上干干冰升华华产生云云雾缭绕绕的景象象等。(1)化石燃料料的燃烧烧、植被被减少等等均可造造成大气气中CO2增加。(2)水果越来来越大，，说明光光合作用用增强，，由CO2转化成的的有机物物增多。。(3)钟乳石和和石笋的的主要成成分是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干冰气化化后生成成的CO2对人体无无毒，让让干冰在在通风处处自然升升华即可可。②爆炸威力力增强说说明单位位空间内内气压增增大，即即气体增增多，这这是由于于爆炸过过程中产产生的热热量使干干冰迅速速升华所所致。能能防火灾灾的原因因：升华华产生的的CO2不支持燃燃烧，干干冰升华华时要吸吸热。③增加催化剂的的表面积，可可提高化学反反应速率，该该塑料可被【答案】(1)化石燃料燃烧烧、植被减少少、汽车尾气气排放等(答其中两个即即可)(2)D(3)CaCO3＋H2O＋CO2===Ca(HCO3)2(4)③②①④⑤(5)①B②爆炸时产生的的热量使干冰冰变为气体，，增加了单位位空间内气体体的物质的量量，压强增大大干冰升华华带走热量、、CO2不支持燃烧③反应速率降降解(或分解)【拓展训练】1.过量的CO2通入下列溶液液中，最终出出现浑浊的是是()A．氯化钙溶液液B．石灰水C．饱和亚硫【解析】解答本题应【答案】

D二、Na2CO3、NaHCO3之间的相互转转化及鉴别1．Na2CO3与NaHCO3的相互转化(1)Na2CO3转化为NaHCO3有关反应的化化学方程式为为：①Na2CO3＋CO2＋H2O===2NaHCO3②Na2CO3＋HCl===NaCl＋NaHCO3③Na2CO3＋Ca(HCO3)2===CaCO3↓＋2NaHCO3(2)NaHCO3转化为Na2CO3有关反应的化化学方程式为为：①2NaHCO3Na2CO3＋CO2↑＋H2O②NaHCO3＋NaOH===Na2CO3＋H2O2．Na2CO3、NaHCO3的鉴别(1)利用热稳定性性不同分别加热少量量固体，能产产生使澄清石石灰水变浑浊浊气体的固体体为NaHCO3。(2)利用与酸反应应的快慢分别取一定量量的固体，滴滴入浓度、体体积均相同的的盐酸，气泡泡逸出速率快快的为NaHCO3。(3)与盐的反应分别取少量稀稀溶液，滴入入BaCl2或CaCl2稀溶液，产生生沉淀的为Na2CO3溶液。(4)利用溶液的碱碱性不同分别测其0.1mol·L－1溶液的pH，pH大的溶液为Na2CO3溶液。下图中A到F是化合物，G是单质。写出A、B、E、F的化学式：A________，B________，E________，F________。【思路点拨】熟练的掌握元元素及其化合合物的重要性性质，是解答答常见物质相相互转化的关关键。一种化化合物能分别别与两种化合合物反应，均均生成同一种种气体单质，，常见的有Na2O2分别与H2O、CO2反应，均生成成O2。【解析】化合物A受热分解可可生成三种种化合物，，在中学常常见的化合合物范围内内，固体A可能是不稳稳定的酸式式盐或碱式式碳酸铜，，又因为A分解产生的的两种化合合物都能与与化合物E反应产生单单质G。G可能为O2，E为Na2O2，据此可判判断C、D应为H2O、CO2。再根据A、B在溶液中可可通过与F、C反应可相互互转化，综综合分析可可确定C为CO2，D为H2O，则A为NaHCO3，B为Na2CO3。【答案】NaHCO3Na2CO3Na2O2NaOH【拓展训练】2.①将0.1L1mol·L－1的纯碱溶液液逐滴滴入入到0.1L1.25mol·L－1的盐酸中；；②将0.1L1.25mol·L－1的盐酸逐滴滴滴入到0.1L1mol·L－1的纯碱溶液液中，这两两种操作产产生CO2的体积比为为()A．5∶2B．2∶5C．2∶1D．1∶1【解析】操作(1)：纯碱滴入入盐酸中，，发生反应应：Na2CO3＋2HCl===2NaCl＋CO2↑＋H2O生成的CO2与盐酸用量量有关：n(CO2)＝1/2n(HCl)＝1/2×0.1L×1.25mol·L－1＝0.0625mol。操作(2)：盐酸滴入入纯碱中，，发生反应应：Na2CO3＋HCl===NaCl＋NaHCO3(1)NaHCO3＋HCl===NaCl＋CO2↑＋H2O (2)则反应(1)消耗盐酸0.1L×1mol·L－1＝0.1mol，生成0.1molNaHCO3，过量盐酸酸(0.025mol)与NaHCO3反应生成0.025molCO2，所以n(CO2)1∶n(CO2)2＝0.0625∶0.025＝5∶2。【答案】A三、自然然界和生生产生活活中碳元元素的转转化1．自然界中中碳及其其化合物物间的转转化2．生产和和生活中中碳及其其化合物物间的转转化(1)转化途径径途径Ⅱ：化工生生产(2)工业生产产中的转转化①炼钢、炼炼铁高炉炼铁铁时的主主要化学学反应方方程式为为：(1)图瓦卢是是由多个个珊瑚礁礁形成的的岛国。。由于大大气中CO2含量的剧剧增，大大量珊瑚瑚礁(主要成分分是碳酸酸钙)被海水侵侵蚀，其其原因是是(用化学方方程式表表示)________________________________________________________________________。(2)温室效应应导致海海平面上上升，引引起温室室效应的的人为原原因主要要是______________。(3)为了控制制温室效效应，各各国科学学家提出出了不少少方法和和设想。。科学家家致力于于二氧化化碳组合合转化方方面的技技术研究究，把过过多的二二氧化碳碳转化为为对人类类有益的的物质。。如将二二氧化碳碳和氢气气以1∶4的比例混合，，通入反应器器，在适当的的条件下反应应，可获得一一种重要的能能源。请完成成下列化学方方程式：CO2＋4H2===______＋2H2O(4)科学家研究发发现，用“汽水”(一种能释放CO2的弱酸性溶液液)浇灌植物能促促进植物的生生长。原因是是它能()①加强呼吸作用用②加强光合作用用③改良碱性土壤壤、调节pH④加强植物蒸腾腾作用A．①②B．②③C．③④D．②③④④(5)快速、、有效效地减减缓大大气中中CO2大量增增加的的生态态学措措施是是()A．使用用天然然气等等燃料料B．控制制全球球人口口增长长C．植树树造林林，保保护森森林D．立即即减少少煤和和石油油的燃燃烧【思路点点拨】本题以以二氧氧化碳碳的性性质为为载体体，综综合考考查同同学们们的环环保意意识，，引导导同学学们关关注社社会，，关注注未来来。题题目选选材新新颖，，涉及及面广广，起起点高高，落落点低低，具具有很很强的的时代代性。。二氧氧化碳碳能溶溶于水水，溶溶于水水的部部分会会与碳碳酸钙钙反应应，导导致碳碳酸钙钙溶解解。增增大压压强、、降低低温度度能使使CO2气体液液化为为液体体。【解析】(1)CO2能溶于于水，，溶于于水后后会与与CaCO3反应，，导致致CaCO3溶解。。(3)从原子子守恒恒的角角度去去分析析，1molCO2与4molH2反应应时时，，生生成成了了2molH2O，生生成成的的另另一一物物质质中中必必有有1molC和4molH，由由方方程程式式的的化化学学计计量量数数可可知知，，此(4)植物物发发生生呼(5)随着社会的进步，对能源的消耗也将进一步增大，所以不可能立即减少煤和石油的燃烧。使用天然气等燃料也会产生CO2，只有绿色植物的光合作用会吸收大量的CO2，且见效快。【答案案】(1)CaCO3＋CO2＋H2O===Ca(HCO3)2(2)大量量燃燃烧烧煤煤、、石石油油等等化化石石燃燃料料(3)CH4(4)B(5)C【拓展展训训练练】3.根据据以以下下叙叙述述，，回回答答第第(1)～(3)小题题：：某化化工工厂厂按按如如下下步步骤骤进进行行生生产产：：①以煤煤为为燃燃料料煅煅烧烧石石灰灰石石；；②用饱饱和和Na2CO3溶液液充充分分吸吸收收步步骤骤①中产产生生的的二二氧氧化化碳碳；；③使步步骤骤①中产产生生的的氧氧化化钙钙与与水水反反应应；；④消石石灰灰与与碳碳酸酸钠钠反反应应。。(1)该厂厂生生产产过过程程中中起起始始原原料料是是______________；最最终终产产品品是是________________。(2)该厂厂生生产产过过程程的的优优点点是是________。①排放放的的气气体体对对大大气气无无污污染染②生产产过过程程中中的的部部分分产产品品可可作作为为原原料料使使用用③高温温作作业业A．只只有有①B．只只有有②C．①和②D．②和③(3)写出生生产过过程中中涉及及的化化学方方程式式：__________________________________________________________。【解析】本题的的关键键是弄弄清每每个生生产步步骤中中发生生的化化学反反应，，根据据反应应物和和生成成物确确定原原料和和产品品。该该生产产过程程中CaCO3分解产产生的的CO2可作为为生产产NaHCO3的原料料，生生产NaOH时产生生的CaCO3可重复复利用用。【答案】(1)石灰石石、碳碳酸钠钠碳碳酸氢氢钠、、氢氧氧化钠钠(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构成成元素素之一一，在在自然然界中中，不不停地地转化化、循循环，，构成成了生生机盎盎然的的物质质世界界，如如下图图为自自然界界中碳碳的循循环图图。下下列有有关分分析不不合理理的是是()A．过程程①中还可可能有有另外外的含含碳物物质产产生B．碳元元素在在自然然界中中的循循环主主要是是通过过CO2的生成成和消消耗来来实现现的C．加速速过程程②将有利利于社社会的的可持持续发发展D．只有有使图图中所所示的的各转转化的的总体体保持持基本本平衡衡，才才能维维持大大气中中CO2的含量量相对对稳定定【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，，不不科科学学的的是是()A．“水滴滴石石穿穿”主要是溶解了了CO2的雨水与CaCO3长期作用生成成了可溶性的的Ca(HCO3)2的缘故B．长期盛放NaOH溶液的滴瓶不不易打开，是是因为NaOH与瓶中的CO2反应导致瓶内内气体减少形形成“负压”的缘故C．严格地讲，，“通风橱”是一种不负责责任的防污染染手段，因为为实验产生的的有害气体没没有得到转化化或吸收D．“雨后彩虹”“海市蜃楼”既是一种自然然现象又是光光学现象，也也与胶体的知知识有关【答案】B3．下列叙述可可以肯定溶液液中大量存在在CO的是()A．加入AgNO3溶液有白色沉沉淀产生B．加入稀盐酸酸有无色无味味气体产生，，该气体可使使澄清的石灰灰水变浑浊C．加入MgCl2溶液有白色沉沉淀产生，再再加入稀盐酸酸沉淀溶解，，并产生可使使澄清石灰水水变浑浊的无无色无味气体体D．加入Ba(OH)2溶液有白色沉沉淀产生【答案】C4．将106g的Na2CO3和84gNaHCO3都经充充分强强热后后，再再分别别跟足足量的的盐酸酸反应应。下下列说说法错错误的的是()A．消耗耗盐酸酸一样样多B．放出出CO2的总量量一样样多C．后者者生成成的NaCl是前者者的一一半D．后者者消耗耗盐酸酸是前前者的的一半半【解析】84gNaHCO3加热后后生成成53gNa2C