高二化学复 习《化学必修1》 第3章 第1节鲁教版
【本讲教育信息】
一. 教学内容：
高考第一轮复习：《化学必修1》 第3章 自然界中的元素 第1节 碳的多样性
二、教学目的
1、了解碳及部分化合物（氧化物、盐）的性质 2、了解碳的氧化物对大气的污染和防治
三、教学重点、难点
碳及其化合物的性质
四、知识分析
（一）多种多样的碳单质
碳元素的单质有多种，其中在结构和性质方面具有代表性的是金刚石.石墨和C60. 说明：（1）碳元素的单质还有焦炭.木炭.活性炭和炭黑等，这些也是碳元素的同素异形体.
（2）物质结构决定物质性质，各种碳单质的差异是由碳单质里碳原子排列方式的不同所决定的.
（3）在碳的同素异形体中，石墨最稳定，C60最活泼，其它的介于两者之间. （4）对于同素异形体概念的理解和应用要注意以下几点：
①各同素异形体是不同的物质，其结构和性质（包括物理性质和化学性质）都有明显的不同之处.
②除了碳元素以外，还有许多元素也有同素异形体，如氧气和臭氧.白磷和红磷等等.
（二）广泛存在的含碳化合物 1、碳元素在自然界里的存在
碳元素的自然存在形态有两种，一是游离态，二是化合态.自然界中存在的游离态碳主要是石墨。化合态碳存在非常广泛，含碳化合物的种类是最多的. 含碳化合物分为含碳无机物和有机物两大类，其中有机物种类繁多。含碳无机物主要有CO、CO2、碳酸及碳酸盐。
2、两种重要的含碳化合物——碳酸钠和碳酸氢钠 （1）碳酸钠和碳酸氢钠的主要物理性质 化学式 学名 俗名 状态 颜色 NaHCO3 小苏打 白色 Na2CO3 纯碱或苏打 白色 Na2CO3.10H2O 十水碳酸钠 结晶碳酸钠 晶体 白色 碳酸氢钠 碳酸钠 细小晶体 粉末 溶解度比较 易溶于水 比NaHCO3的溶解度还大 比Na2CO3的溶解度还大 （2）碳酸钠和碳酸氢钠的主要化学性质 化学式
Na2CO3 NaHCO3
与NaOH反应 不反应 与CaCl2反应 鉴别 转化 Ca2++ CO32-=CaCO3↓ HCO3-+OH-=H2O+CO32- 不反应 不分解，与CaCl2反应 易分解，与CaCl2不反应 用途 玻璃、造纸、发酵粉、治胃病 3、碳的氧化物 （1）CO2
①物理性质：无色、无味，密度比空气大，能溶于水，固体CO2叫做“干冰”. ②化学性质： 氧化性：CO2+ C CO2+ 2Mg 酸性氧化物：
CO2+ H2O
H2CO3
H+ +HCO3-
2CO 2MgO+ C
CO2+Ca（OH）2= CaCO3↓+ H2O CO2+ CaCO3+ H2O= Ca（HCO3）2 ③制法： 工业：CaCO3
CaO+ CO2↑
实验室：CaCO3+ 2HCl= CaCl2+CO2↑+ H2O 可用启普发生器或其简易装置. ④ CO2与“温室效应”
CO2的主要来源：大量燃烧含碳燃料. 自然界消耗CO2的主要反应：
a：溶于江水.海水中：CO2+ H2O= H2CO3 b：光合作用将CO2转化为有机物. c：岩石的风化：
CO2+ CaCO3+ H2O= Ca（HCO3）2
（2）CO
①物理性质：无色，无味气体，不溶于水，有毒. ②化学性质： 可燃性：2CO + O2 还原性：CO+ H2O Fe2O3+3CO CuO+CO
2CO2 （用点燃的方法除去CO） CO2 + H2 （工业上用于制氢气） 3CO2 +2Fe （炼铁） Cu + CO2
③有关除杂的方法（括号内为杂质） CO（CO2）：通过盛有澄清石灰水的洗气瓶. CO2（CO）：通过盛放灼热CuO的硬质玻璃管.
CO2（O2）：通过盛放灼热铜网的硬质玻璃管.
CO2（SO2）：通过饱和NaHCO3溶液或酸性KMnO4溶液. CO2（HCl）：通过饱和NaHCO3溶液. CO2（H2S）：通过CuSO4溶液.
（三）自然界中碳及其化合物间的转化 自然界中能够释放出CO2的过程有： （1）火山喷发
（2）森林草原燃烧 （3）动植物的呼吸排泄
（4）动物的遗体经微生物分解等. 自然界中能够消耗CO2的过程有： （1）植物的光合作用 （2）在海水中的溶解等.
【典型例题】
例1、近期《美国化学会杂志》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下合成金刚石具有深远意义，下列说法不正确的是（ ）
A、由二氧化碳合成金刚石是化学变化 B、金刚石是碳的一种同位素 C、钠被氧化最终生成碳酸钠 D、金刚石中含有非极性共价键
解析：通过阅读所给信息，可写出CO2和金属钠反应的化学方程式：3CO2+4Na= 2Na2CO3+C.A有新物质生成，故此反应是化学反应. B金刚石是碳的一种同素异形体，而不是同位素.C由上面的方程式可知产物是Na2CO3. D金刚石是由碳碳键形成的原子晶体，所以只含有非极性共价键。故A、C、D正确，B错误.
答案：B
点评：本题属于信息题，主要考查碳的单质及CO2的结构、性质。
例2、某种混合气体可能含有H2、CO、CO2、HCl、NH3及水蒸气中的两种或多种，当混合气体依次通过①澄清石灰水（无浑浊现象）②氢氧化钡溶液（有浑浊现象）③浓硫酸（无现象）④灼热的氧化铜（变红）⑤无水硫酸铜（变蓝）；则对该混合气体的成分判断正确的是 （ ）
A、一定没有CO2，肯定有CO和H2 B、一定有CO CO2 和水蒸气 C、一定有H2和CO D、有CO2 NH3 和水蒸气
解析：澄清石灰水没有变浑浊，而氢氧化钡变浑浊了，说明气体有两种可能：①原气体有大量的CO2，它与石灰水反应生成了Ca（HCO3）2溶液后有剩余，通过氢氧化钡就生成了BaCO3沉淀。②原气体中含有CO2和HCl，通过石灰水时HCl被吸收生成CaCl2，CO2不与CaCl2反应，再通过氢氧化钡溶液时CO2与之反应生成BaCO3沉淀，从题干后面信息不难判断出一定有H2。
答案：C
点评：本题考查几种常见气体的化学性质。
例3、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（ ）
解析：将足量CO2通入KOH和Ca（OH）2的混合稀溶液中，发生的有关反应有CO2+2KOH= K2CO3+H2O K2CO3+Ca（OH）2= CaCO3↓+2KOH，随即有沉淀生成，且沉淀量逐步增加，开始可认为发生：Ca（OH）2+ CO2= CaCO3↓+ H2O，当Ca2+沉淀完全后，二氧化碳和氢氧根离子继续反应，CO2+2KOH= K2CO3+H2O，曲线图上必然出现平台，继续再通入CO2.碳酸钙沉淀开始转化成可溶性的酸式盐：CaCO3+ H2O+ CO2= Ca（HCO3）2 ，而导致沉淀量逐渐减少.因此生成沉淀的物质的量（n）和通入CO2体积（V）的关系正确的是D.
答案：D
点评：考查化学反应中有关量的关系的图象表示法和读图获取信息的能力.
例4、将一定体积的CO2通入V L NaOH溶液中，已知NaOH完全反应.在反应后的溶液中加入足量的石灰水，得到mg沉淀.
（1）能否用上述数据确定参加反应的CO2体积（标准状况下）?若能，请列式表示；若不能，请说明理由__________________.
（2）能否用以上数据确定NaOH溶液的物质的量浓度?___________（填“能”或“不能”）。若在上述CO2与NaOH反应后的溶液中不是加入石灰水，而是加足量的CaCl2溶液，结果得到ng沉淀。设原NaOH溶液物质的量的浓度为c，则当n=m时，c=__________；当n=0时c=__________；当n 解析：（1）由 1molCO2最终可得100g CaCO3，所以= 22.4m/100 （L）. （2）因为通入CO2的量不确定，消耗NaOH的量也不确定，无法确定NaOH的物质的量浓度.若不加石灰水改加CaCl2溶液，则只有Na2CO3 反应，当n=m时，说明生成物全为Na2CO3，则c=m/100V×2或n/100V×2。当n=0时，说明生成物全为NaHCO3，则c=m/100V ，当n 答案：（1）能。 由反应过程知，1mol CO2最终生成1mol CaCO3，则 （2）不能 m/50V或n/50V m/100V （m+n）/100V 点评：本题考查CO2及其盐的性质. 【模拟试题】 一、选择题 1、科学家在不断地深入研究中，发现了一系列的碳单质，对碳单质的研究已发展成一门 独立的学科——碳科学。下列关于碳单质的叙述正确的是（ ） A、碳的各种单质都只含有碳元素 B、碳元素的各种单质结构虽然不同，但化学性质差别不大 C、碳元素的单质性质不同，其用途不同 D、碳元素的单质只有金刚石.石墨和C60 2、1955年，本迪（Bundy，F.P）等化学家用镍等做催化剂，使用2000℃的高温和7万大气压的压强，使石墨转化为金刚石，关于石墨转化为金刚石的叙述正确的是（ ） A、金刚石比石墨稳定，所以可以互相转化 B、金刚石和石墨物理性质相似，所以可以互相转化 C、由于金刚石和石墨是同素异形体，所以可以互相转化 D、石墨转化为金刚石是物理变化 3、大理石可以用作墙面.地面和厨房桌面，其主要成分是碳酸钙. 食醋不慎滴在大理石桌面上，会使其失去光泽，变得粗糙. 下列能正确解释此现象的是（ ） A、食醋中的水使碳酸钙溶解 B、在醋酸的催化作用下，碳酸钙发生了分解 C、食醋中的醋酸与碳酸钙反应并放出大量的二氧化碳气体 D、食醋中的醋酸与碳酸钙发生了复分解反应 4、下列物质的溶液能和小苏打反应，且既无气体又无沉淀产生的是（ ） A、苏打 B、氯化氢 C、熟石灰 D、烧碱 5、超临界流体是物质介于气态和液态之间的一种新的状态.目前应用最广泛的是超临界二氧化碳，它在化学工业上可取代氟利昂作溶剂.发泡剂等. 下列有关超临界二氧化碳的说法中错误的是（ ） A、超临界二氧化碳是新合成的一种物质 B、超临界二氧化碳是由CO2分子组成 C、超临界二氧化碳溶解物质后，可以常温常压下使二氧化碳挥发除去 D、用超临界二氧化碳代替氟利昂可减轻对臭氧层的破坏 6、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 B、NaHCO3产生的CO2多 C、NaHCO3的反应速率快 D、二者产生的CO2一样多 7、下列说法正确的是（ ） A、芯的主要成分是金属铅 B、CO气体有毒，在生有炉火的居室中多放几盆水，可吸收CO C、臭氧层的破坏对人类健康有害 D、绿色食品是指使用过化肥和农药生产出来的农副产品 8、①纯净的碳酸钠ag ②碳酸钠和碳酸氢钠的混合物ag。两者相比，下列各种情况的描述正确的是（ ） A、分别和盐酸反应时，混合物的耗酸量大 B、分别和盐酸完全反应时，纯净的碳酸钠放出的CO2多 C、分别溶于水，再加入足量澄清石灰水，混合物得到的沉淀质量大 D、分别配成等体积溶液，混合物溶液中的Na+的物质的量浓度大 9、航天科学技术测得，三氧化二碳（C2O3）是金星大气层的成分之一.下列有关三氧化二碳的说法正确的是（ ） A、三氧化二碳和二氧化碳是同素异形体
高二化学复 习《化学必修1》 第3章 第1节鲁教版
