高考全国化学一轮复习课件第三单元第1节碳的多样性

第1节碳的多样性-2--3-自主预诊考向突破多种多样的碳单质1.同素异形体由

组成的性质不同的几种

,互称同素异形体。

2.碳的三种常见同素异形体同一种元素

单质-4-自主预诊考向突破碳的同素异形体的物理性质及用途(用短线连接)。

答案:①c

②a

③d

④b-5-自主预诊考向突破3.碳的化学性质

-6-自主预诊考向突破自我诊断1.碳元素形成的单质硬度都很大吗?2.判断正误,正确的打“√”,错误的打“×”。(1)12C、13C、14C是碳元素的三种同素异形体

(

)(2)金刚石的硬度大,则C60的硬度也同样大

(

)(3)同素异形体的物理性质相同,化学性质相似

(

)(4)碳常温下就能与浓硫酸剧烈反应

(

)(5)水煤气的主要成分为CH4(

)(6)活性炭除去冰箱中的异味,无化学变化发生

(

)

提示:碳元素可形成多种单质,其中金刚石硬度较大,石墨硬度较小。答案:(1)×

(2)×

(3)×

(4)×(5)×(6)

√

-7-自主预诊考向突破

考向

多种多样的碳单质典例下列叙述正确的是(

)A.由碳元素的单质组成的物质一定是纯净物B.金刚石和石墨具有相同的化学性质C.石墨转化为金刚石不属于化学变化60是新发现的一种碳的化合物答案解析解析关闭金刚石和石墨都是碳元素组成的单质,两者组成的物质是混合物,A项错误;金刚石和石墨都是由碳元素组成的单质,化学性质相同,B项正确;石墨转化为金刚石属于化学变化,C项错误;C60是一种单质而不是化合物,D项错误。答案解析关闭B-8-自主预诊考向突破归纳总结1.碳的三种同素异形体的比较

-9-自主预诊考向突破-10-自主预诊考向突破

2.同种元素组成的物质不一定是纯净物。如由碳元素组成的金刚石、石墨等混合,都是由碳元素组成的,但它们不是纯净物而是混合物。3.非金属元素单质,一般熔、沸点较低,硬度小,但金刚石等含碳元素单质,熔、沸点高,硬度大。4.碳在高温下有较强的还原性,能还原出比它更强的还原剂,如-11-自主预诊考向突破对点演练能证明金刚石和石墨属于同素异形体的客观事实是(

)A.两者都有较高的熔点B.两者化学性质都很稳定C.等质量的金刚石、石墨完全燃烧后只得到等质量的二氧化碳D.两者都易导电答案解析解析关闭金刚石和石墨都有较高的熔点,但不能证明二者属于同素异形体,A项不符合题意;化学性质稳定也不能说明金刚石和石墨属于同素异形体,B项不符合题意;等质量的石墨和金刚石完全燃烧只得到质量相等的二氧化碳,可证明金刚石和石墨属于同素异形体,C项符合题意;导电属于物理性质,并不能证明物质的元素组成,D项不符合题意。答案解析关闭C-12-自主预诊考向突破广泛存在的含碳化合物1.一氧化碳(1)物理性质:无色无味的气体,难溶于水,

。

(2)化学性质。①可燃性:

;

②还原性:与Fe2O3反应

。

有毒

-13-自主预诊考向突破2.二氧化碳(1)物理性质:无色无味的气体,密度比空气的大,可溶于水。(2)化学性质。①与H2O反应:

。

②与碱(如NaOH溶液)反应:

。

③与碱性氧化物(如Na2O等)反应:

。

④与某些盐溶液(如Na2CO3溶液等)反应:

。

⑤与Na2O2反应:

。

⑥与C反应:

。

⑦与Mg反应:

。

CO2+2NaOH=Na2CO3+H2OCO2+Na2O=Na2CO3Na2CO3+CO2+H2O=2NaHCO32CO2+2Na2O2=2Na2CO3+O2-14-自主预诊考向突破(3)实验室制取的原理:

。

(5)用途:化工原料、灭火剂。干冰用作制冷剂、人工降雨。

CaCO3+2HCl=CaCl2+CO2↑+H2O-15-自主预诊考向突破3.碳及其化合物之间的相互转化

以上各数字对应的化学方程式:①

或

②

③④⑤⑥⑦

或

CO2+2NaOH=Na2CO3+H2OCO2+NaOH=NaHCO3

Na2CO3+CO2+H2O=2NaHCO3

NaHCO3+NaOH=Na2CO3+H2O-16-自主预诊考向突破

自我诊断1.一氧化碳和二氧化碳都是酸性氧化物吗?

提示:二氧化碳是酸性氧化物,一氧化碳不是酸性氧化物。2.判断正误,正确的打“√”,错误的打“×”。(1)CO是冶炼金属常用的还原剂之一

(

)(2)CO2属于大气污染物

(

)(3)能使澄清石灰水变浑浊的气体一定是CO2(

)(4)将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点燃的方法除去

(

)答案:(1)√

(2)×

(3)×

(4)√

(5)×-17-自主预诊考向突破

考向

广泛存在的含碳化合物

典例将CO2气体缓缓地通入到含KOH、Ba(OH)2和K[Al(OH)4]的混合溶液中直至过量,生成沉淀的物质的量与所通CO2的体积关系如图所示。下列关于整个反应进程中的各种描述不正确的是

(

)C.A~B段与C~D段所发生的反应相同D.D~E段沉淀的减少是由于碳酸钡固体的溶解所致答案解析解析关闭答案解析关闭-18-自主预诊考向突破归纳总结碳酸盐的性质(1)可溶性碳酸盐溶解度大于酸式盐;难溶性碳酸盐溶解度小于酸式盐。(2)可溶性的碳酸盐[除(NH4)2CO3]较稳定,受热难分解;难溶性碳酸盐、(NH4)2CO3和酸式盐受热分解。-19-自主预诊考向突破对点演练将足量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(

)答案解析解析关闭答案解析关闭-20-自主预诊考向突破碳酸钠和碳酸氢钠1.碳酸钠和碳酸氢钠的性质比较纯碱或苏打

小苏打碱性小-21-自主预诊考向突破稳定风化-22-自主预诊考向突破微点拨(1)NaHCO3的溶解度较小,将CO2通入到饱和Na2CO3溶液中,有沉淀析出。(2)可从NaHCO3的溶解度较小的角度分析侯氏制碱的原理。-23-自主预诊考向突破2.Na2CO3、NaHCO3的鉴别(1)利用热稳定性不同。(2)利用与酸反应生成气体的速率不同(相同条件下)。

Na2CO3NaHCO3NaHCO3Na2CO3NaHCO3Na2CO3-24-自主预诊考向突破(3)利用阴离子不同。

(4)利用溶液的酸、碱性不同。

Na2CO3NaHCO3Na2CO3NaHCO3-25-自主预诊考向突破3.Na2CO3、NaHCO3的除杂

加热

通入足量CO2气体

加入适量NaOH溶液

-26-自主预诊考向突破4.Na2CO3的制备和Na2CO3、NaHCO3的用途(1)Na2CO3的工业制备——侯氏制碱法。①制备原理:把二氧化碳和氨气通入氯化钠饱和溶液中,使溶解度较小的碳酸氢钠从溶液中析出;过滤得到碳酸氢钠晶体,碳酸氢钠受热分解生成碳酸钠。②反应的化学方程式:-27-自主预诊考向突破(2)Na2CO3、NaHCO3的用途。①Na2CO3是一种非常重要的化工原料,在玻璃、肥皂、合成洗涤剂、造纸、纺织、石油、冶金、食品等工业中有着广泛的应用。②NaHCO3是焙制糕点所用的发酵粉的主要成分之一;在医疗上,它是治疗胃酸过多的一种药剂。-28-自主预诊考向突破自我诊断1.将CO2气体通入到饱和Na2CO3溶液中有何现象?原因是什么?

提示:有沉淀析出。原因是生成NaHCO3的质量比原Na2CO3的质量大,且NaHCO3的溶解度小于Na2CO3的溶解度,反应消耗了溶剂水。-29-自主预诊考向突破2.判断正误,正确的打“√”,错误的打“×”。(1)在用酒精灯加热的条件下,Na2CO3、NaHCO3固体都会分解。

(

)(2)向Na2CO3饱和溶液中通入足量CO2,会有NaHCO3晶体析出。

(

)(3)用酚酞溶液可鉴别饱和食盐水和饱和碳酸钠溶液。

(

)(4)将稀盐酸滴入碳酸钠与氢氧化钠的混合溶液中,立即产生气泡。

(

)(5)用热的纯碱溶液清洗炊具上的油污时,不涉及化学变化。

(

)答案:(1)×

(2)√

(3)√

(4)×

(5)×-30-自主预诊考向突破3.(1)欲探究Na2CO3和NaHCO3热稳定性的相对强弱,两同学分别设计了以下两组装置:-31-自主预诊考向突破①如甲图所示,分别用Na2CO3和NaHCO3进行实验,试管b中的试剂是

(填字母)。

a.稀硫酸溶液c.Ca(OH)2溶液②如乙图所示,试管d中装入的固体应该是

(填化学式)。

③通过上述实验,得出结论:Na2CO3比NaHCO3的稳定性

(填“强”或“弱”)。

(2)欲鉴别两种溶液,可选用的试剂是

。

(3)等物质的量浓度的两种物质的溶液与同浓度的盐酸反应,反应更剧烈的是

(填化学式)。

-32-自主预诊考向突破

答案:(1)①c

②NaHCO3

③强(2)CaCl2溶液(或其他合理答案)

(3)NaHCO3

解析:(1)①碳酸氢钠加热分解生成二氧化碳,二氧化碳能使石灰水变浑浊;碳酸钠加热不分解。如甲图分别用Na2CO3和NaHCO3进行实验,试管b中的试剂应是Ca(OH)2溶液,溶液变浑浊可说明对应物质是

NaHCO3。②碳酸氢钠加热会分解,为进行对比,小试管中应为碳酸氢钠。(2)碳酸钠与CaCl2溶液反应生成白色沉淀,而碳酸氢钠不能。(3)碳酸钠与盐酸反应开始不会生成气体,而碳酸氢钠与盐酸反应立即生成气体,则等物质的量浓度的两种物质的溶液与同浓度盐酸反应,反应更剧烈的为NaHCO3。-33-自主预诊考向突破考向1

Na2CO3与NaHCO3的性质、用途与鉴别典例❶(2019湖南岳阳调研)某校化学课外小组为了鉴别碳酸钠和碳酸氢钠两种白色固体,用不同的方法做了以下实验,如图Ⅰ~Ⅳ所示。-34-自主预诊考向突破(1)只根据图Ⅰ、Ⅱ所示实验,能够达到实验目的的是

(填装置序号)。

(2)图Ⅲ、Ⅳ所示实验均能鉴别这两种物质,其反应的化学方程式为

;与实验Ⅲ相比,实验Ⅳ的优点是

(填字母)。

A.Ⅳ比Ⅲ复杂B.Ⅳ可以做到用一套装置同时进行两个对比实验,而Ⅲ不行C.Ⅳ比Ⅲ操作简便D.Ⅳ比Ⅲ安全(3)若用实验Ⅳ验证碳酸钠和碳酸氢钠的稳定性,则试管B中装入的固体最好是

(填化学式)。

-35-自主预诊考向突破解析:(1)图Ⅰ不能达到实验目的,因为无论碳酸钠还是碳酸氢钠均可以与盐酸反应产生二氧化碳,二氧化碳气体与澄清石灰水作用变浑浊;图Ⅱ可以鉴别,因为等质量的碳酸钠和碳酸氢钠与足量的稀盐酸反应,生成二氧化碳气体的量不同,可根据气球膨胀程度来判断。(3)实验Ⅳ试管B装入碳酸氢钠,试管A装入碳酸钠,这样直接加热的是碳酸钠,温度高,不分解,不能使澄清石灰水变浑浊,而间接加热的碳酸氢钠分解,产生的气体使澄清石灰水变浑浊,表明了碳酸氢钠不稳定。-36-自主预诊考向突破答案解析解析关闭①金属钠与水反应产生氢氧化钠和氢气,氢氧化钠与FeCl3反应产生红褐色的Fe(OH)3沉淀,①不符合题意;②NaOH与明矾在溶液中反应产生Al(OH)3白色沉淀,当NaOH过量时,氢氧化铝与过量的NaOH反应产生可溶性的NaAlO2,最终无沉淀产生,②不符合题意;③少量Ca(OH)2投入过量NaHCO3溶液中,产生CaCO3白色沉淀、Na2CO3和H2O,③符合题意;④向AlCl3溶液中滴入NaHCO3溶液,二者发生相互促进的水解反应,产生氢氧化铝白色沉淀和二氧化碳气体,④符合题意;⑤向饱和Na2CO3溶液中通入足量CO2,会反应生成NaHCO3,由于NaHCO3的溶解度比Na2CO3小,反应又消耗水,溶剂质量减少,产生NaHCO3质量比原Na2CO3质量大,所以有NaHCO3结晶析出,即有白色沉淀产生,⑤符合题意;符合题意的有③④⑤,合理选项是D。答案解析关闭D-37-自主预诊考向突破考向2

Na2CO3、NaHCO3、NaOH及其混合物与盐酸反应的计算及图像分析典例❷(2020江西吉安调研)向100mLNaOH溶液中通入一定量的CO2气体,充分反应后,再向所得溶液中逐滴加入0.2mol·L-1的盐酸,产生CO2的体积与所加盐酸体积之间关系如图所示。下列判断正确的是(

)-38-自主预诊考向突破A.原NaOH溶液的浓度为0.2mol·L-1B.通入CO2在标准状况下的体积为448mLC.所得溶液中溶质物质的量之比为n(NaOH)∶n(Na2CO3)=1∶3D.所得溶液中溶质物质的量之比为n(NaHCO3)∶n(Na2CO3)=1∶1-39-自主预诊考向突破答案:AB

解析:

根据图像分析可知,向100

mL

NaOH溶液中通入一定量的CO2气体时,发生的化学反应有两种情况:2NaOH+CO2=Na2CO3+H2O、NaOH+CO2=NaHCO3。向反应后的溶液中加入100

mL盐酸时,无论溶液中溶质是NaOH、NaHCO3还是Na2CO3,最终都会生成NaCl,因n(Na+)=n(Cl-),所以n(NaOH)=n

mol,NaOH溶液和盐酸的体积相同,则浓度也相同,即原NaOH溶液的浓度为

mol·L-1,A项正确;盐酸由25

mL滴至100

mL时,发生的反应为NaHCO3+HCl=NaCl+CO2↑+H2O,消耗HCl

mol,生成CO2

mol,即通入CO2在标准状况下的体积为336

mL,B项错误;设所得溶液中Na2CO3的物质的量为x,NaHCO3的物质的量为y,根据原子守恒:2x+y

mol,x+y

mol,解得x

mol,y

mol,所得溶液中溶质物质的量之比为n(NaHCO3)∶n(Na2CO3)=2∶1,C、D项错误。-40-自主预诊考向突破

归纳总结Na2CO3、NaHCO3与盐酸的反应(1)与足量盐酸反应的比较。-41-自主预诊考向突破(2)Na2CO3、NaHCO3、NaOH及其混合物与盐酸反应的图像。

-42-自主预诊考向突破-43-自主预诊考向突破对点演练2将0.4gNaOH和1.06gNa2CO3混合并配成溶液,向溶液中滴加0.1mol·L-1稀盐酸。下列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(

)答案解析解析关闭答案解析关闭-44-自主预诊考向突破深度指津碳酸钠含量的测定方法(1)气体法:-45-自主预诊考向突破(2)沉淀法:-46-自主预诊考向突破网络构建

-47-自主预诊考向突破核心速记

1.必记的三个反应(1)2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2(2)Na2CO3+2HCl=2NaCl+H2O+CO2(3)Na2CO3+H2O+CO2=2NaHCO32.Na2CO3与NaHCO3鉴别的四种方法(1)固体加热法。(2)加盐酸法。(3)加CaCl2溶液法。(4)测等浓度溶液的pH法。-48-素养解读案例探究方法规律素养提升二氧化碳与盐或碱溶液反应产物的判断近年来,在高考化学试题中凸显了一种新的题型——动态多变量图像题,二氧化碳与盐或碱溶液反应产物的判断是这类题目的典型代表。此类试题的图像中隐含的信息量大,对学生读图获取信息的能力要求较高,要求学生会多角度、多层面去思考和探究问题,有效考查学生证据推理与模型认知的学科核心素养。-49-素养解读案例探究方法规律素养提升典例取两份等物质的量浓度的氢氧化钠溶液各100mL,再分别通入一定量的CO2,随后分别各取20mL溶液,向其中逐滴滴入0.2mol·L-1的盐酸,在标准状况下产生CO2的体积(y轴)与所加入盐酸的体积(x轴)的关系如图(分A、B两种情况):-50-素养解读案例探究方法规律素养提升(1)在A情况下,加盐酸之前溶液中的溶质是

(填化学式),其物质的量之比为

。

(2)在B情况下,加盐酸之前溶液中的溶质是

(填化学式),其物质的量之比为

。

(3)原氢氧化钠溶液的物质的量浓度为

。

-51-素养解读案例探究方法规律素养提升解析:(1)CO2与NaOH溶液反应后,其溶质可能为NaOH和Na2CO3、Na2CO3、Na2CO3和NaHCO3、NaHCO3;A图像中,x=100时开始生成CO2,x=150时反应完全,说明溶质为Na2CO3与NaOH,且n(Na2CO3)∶n(NaOH)=1∶1。(2)B图像中,开始无CO2生成,含有Na2CO3,至无气体放出时消耗盐酸150

mL-50

mL=100

mL,是50

mL的2倍,则含有NaHCO3,且n(Na2CO3)∶n(NaHCO3)=1∶1。(3)当加入150

mL盐酸时,恰好完全反应,此时溶液中溶质为NaCl。据物料守恒有n(NaOH)=n(Na+)=n(Cl-

mol·L-1

答案:(1)NaOH、Na2CO3

1∶1(2)Na2CO3、NaHCO3

1∶1

(3)1.5mol·L-1-52-素养解读案例探究方法规律素养提升CO2与碱、盐溶液反应的总结1.CO2与碱溶液的反应(1)反应原理。(2)反应后溶质成分的判断。

-53-素养解读案例探究方法规律素养提升也可用数轴来表示:-54-素养解读案例探究方法规