1、第三單元自然界中的元素第三單元自然界中的元素第第1 1節碳的多樣性節碳的多樣性考綱要求: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境的影響。(科學態度與社會責任)-4-考點一考點二必備知識自主預診 關鍵能力考向突破 考點三多種多樣的碳單質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-5-考點一考點二必備知識自主預診 關鍵能力考向突破 考點三碳的同素異形體的物理性質及用途(用短線連接)。-6-考點一考點二必備知識自主預診 關鍵能力考向突破 考點三3.碳的化學性質 -7-考點一考點二必備知識

2、自主預診 關鍵能力考向突破 考點三自主練習自主練習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。2.判斷正誤,正確的畫“”,錯誤的畫“”。(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,無化學變化發生 ()-8-考點一考點二必備知識自主預診 關鍵能力考向突破 考點三考向多種多樣的碳單質例澳大利亞研究人員最近發現了一種固體碳單質,這種新

3、的碳結構稱為“納米泡沫”,它外形類似海綿,密度極小,并具有磁性。“納米泡沫碳”與金剛石的關系是()A.同種物質B.同分異構體C.同位素D.同素異形體D解析由題目信息可知“納米泡沫碳”是碳元素的一種單質,與金剛石的物理性質不同,不是同一種物質,而是互為同素異形體。-9-考點一考點二必備知識自主預診 關鍵能力考向突破 考點三歸納總結1.碳的三種同素異形體的比較 -10-考點一考點二必備知識自主預診 關鍵能力考向突破 考點三2.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

4、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-11-考點一考點二必備知識自主預診 關鍵能力考向突破 考點三對點演練對點演練20世紀80年代后,人們發現和證實碳的另一類單質,它們是由一系列偶數個碳原子組成的分子,其中C60(足球烯,分子中含有30個雙鍵)最具代表性。下圖所示為n個C60連接而成的物質X。下列有關說法不正確的是()A.X難溶于水B.X的熔點比金剛石的高C.X是碳的一種同素異形體D.X的摩爾質量為720ngmol-1B解析因為該物質由n個C60連接而成,所以仍為分子晶體,熔、沸點低,故B項錯誤。-12-考點一考點二必備知識自主預診 關鍵

5、能力考向突破 考點三廣泛存在的含碳化合物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。可燃性:;還原性:與Fe2O3反應。有毒-13-考點一考點二必備知識自主預診 關鍵能力考向突破 考點三2.二氧化碳(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。與H2O反應:。與堿(如NaOH溶液)反應:。與堿性氧化物(如Na2O等)反應:。與某些鹽溶液(如Na2CO3溶液等)反應:。與Na2O2反應:。與C反應:。與Mg反應:。(3)實驗室制取的原理:。(4)工業制備的原理:CaCO3CaO+CO2。(5)用途:化工原料、滅火劑。干冰用作制冷劑、人工降雨

6、。CO2+2NaOH=Na2CO3+H2OCO2+Na2O=Na2CO3Na2CO3+CO2+H2O=2NaHCO32CO2+2Na2O2=2Na2CO3+O2CaCO3+2HCl=CaCl2+CO2+H2O-14-考點一考點二必備知識自主預診 關鍵能力考向突破 考點三3.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:或或CO2+2NaOH=Na2CO3+H2OCO2+NaOH=NaHCO3Na2CO3+CO2+H2O=2NaHCO3NaHCO3+NaOH=Na2CO3+H2O-15-考點一考點二必備知識自主預診 關鍵能力考向突破 考點三自主練習自主練習1.一氧化碳和二氧化碳都是酸性氧

7、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。2.判斷正誤,正確的畫“”,錯誤的畫“”。(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 ()-16-必備知識自主預診 關鍵能力考向突破 考點一考點二考點三考向廣泛存在的含碳化合物例將CO2氣體緩緩地通入到含KOH、Ba(OH)2和KAl(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

8、 ()A.OA段反應的化學方程式是Ba(OH)2+CO2=BaCO3+H2OB.AB段反應的離子方程式是2OH-+CO2=+H2OC.AB段與CD段所發生的反應相同D.DE段沉淀的減少是由于碳酸鋇固體的溶解所致 答案解析解析關閉 答案解析關閉-17-必備知識自主預診 關鍵能力考向突破 考點一考點二考點三-18-必備知識自主預診 關鍵能力考向突破 考點一考點二考點三對點演練對點演練將足量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() 答案解析解析關閉CO2通入混合稀溶液中發生的反應有:CO2+Ca(OH)2=CaCO3+H2O,C

9、O2+2KOH=K2CO3+H2O;CO2+K2CO3+H2O=2KHCO3;CO2+CaCO3+H2O=Ca(HCO3)2,故最后無沉淀。 答案解析關閉D-19-必備知識自主預診 關鍵能力考向突破 考點一考點二考點三碳酸鈉和碳酸氫鈉碳酸鈉和碳酸氫鈉的性質比較純堿或蘇打小蘇打堿性小-20-必備知識自主預診 關鍵能力考向突破 考點一考點二考點三穩定風化-21-必備知識自主預診 關鍵能力考向突破 考點一考點二考點三-22-必備知識自主預診 關鍵能力考向突破 考點一考點二考點三自主練習自主練習1.利用澄清石灰水能否鑒別Na2CO3與NaHCO3?用鹽酸呢?2.將CO2氣體通入到飽和Na2CO3溶液中

10、有何現象?原因是什么?提示 由于二者均能與澄清石灰水反應產生白色沉淀,故不能鑒別;用鹽酸可以鑒別,向Na2CO3溶液中逐滴加入鹽酸開始發生反應Na2CO3+HCl=NaHCO3+NaCl,無氣體生成,繼續加鹽酸才產生CO2,而向NaHCO3溶液開始滴入鹽酸便有氣體產生。提示 開始無明顯現象,后有沉淀析出。原因是CO2與Na2CO3及水反應生成NaHCO3,生成NaHCO3的質量比原Na2CO3的質量大;NaHCO3的溶解度小于Na2CO3的溶解度,反應消耗溶劑水。-23-必備知識自主預診 關鍵能力考向突破 考點一考點二考點三3.(2019湖北武漢一中周測)有關Na2CO3和NaHCO3的敘述中

11、正確的是()A.Na2CO3比NaHCO3的熱穩定性強B.Na2CO3和NaHCO3溶液中離子的種類不同C.Na2CO3和NaHCO3均可與NaOH溶液反應D.相同質量的Na2CO3和NaHCO3與足量鹽酸作用時,產生的氣體質量相同A解析Na2CO3受熱一般不分解,NaHCO3受熱易分解,A項正確;Na2CO3和NaHCO3溶液中離子的種類相同,B項錯誤;Na2CO3與NaOH溶液不反應,C項錯誤;相同質量的Na2CO3和NaHCO3與足量鹽酸作用時,NaHCO3產生的氣體質量大,D項錯誤。-24-考點一考點二考點三必備知識自主預診 關鍵能力考向突破 考向1Na2CO3與NaHCO3的性質、用

12、途與鑒別例1(2019湖南岳陽調研)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,如圖所示。-25-考點一考點二考點三必備知識自主預診 關鍵能力考向突破 (1)只根據圖、所示實驗,能夠達到實驗目的的是(填裝置序號)。(2)圖、所示實驗均能鑒別這兩種物質,其反應的化學方程式為;與實驗相比,實驗的優點是(填字母)。A.比復雜B.可以做到用一套裝置同時進行兩個對比實驗,而不行C.比操作簡便(3)若用實驗驗證碳酸鈉和碳酸氫鈉的熱穩定性,則試管B中裝入的固體最好是(填化學式)。答案 (1)(2)2NaHCO3Na2CO3+H2O+CO2,CO2+Ca(OH)2=CaCO

13、3+H2OB(3)NaHCO3-26-考點一考點二考點三必備知識自主預診 關鍵能力考向突破 解析 (1)圖不能達到實驗目的,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,二氧化碳氣體與澄清石灰水作用變渾濁;圖可以鑒別,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。(2)圖、所涉及的化學方程式為2NaHCO3Na2CO3+H2O+CO2,CO2+Ca(OH)2=CaCO3+H2O,實驗的優點是可同時做對比實驗。(3)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

14、氫鈉分解,使澄清石灰水變渾濁,表明了碳酸氫鈉不穩定。-27-考點一考點二考點三必備知識自主預診 關鍵能力考向突破 -28-考點一考點二考點三必備知識自主預診 關鍵能力考向突破 2.Na2CO3、NaHCO3的除雜 -29-考點一考點二考點三必備知識自主預診 關鍵能力考向突破 對點演練對點演練下列有關純堿和小蘇打的敘述中正確的是()A.Na2CO3和NaHCO3都既能與酸反應,又能與氫氧化鈉溶液反應B.等質量的Na2CO3、NaHCO3分別與相同濃度的鹽酸反應,NaHCO3消耗的鹽酸體積少C.向NaHCO3溶液中滴入Ba(OH)2溶液無沉淀,而向Na2CO3溶液中加入Ba(OH)2溶液出現白色沉

15、淀D.等物質的量Na2CO3、NaHCO3分別與足量稀硫酸反應,NaHCO3產生的CO2多 答案解析解析關閉 答案解析關閉-30-考點一考點二考點三必備知識自主預診 關鍵能力考向突破 考向2Na2CO3、NaHCO3、NaOH及其混合物與鹽酸反應的計算及圖像分析例2(2019湖北武漢吳家山中學周測)將0.4gNaOH和1.06gNa2CO3混合并配成溶液,向溶液中滴加0.1molL-1稀鹽酸。下列圖像能正確表示加入鹽酸的體積和生成CO2的物質的量的關系的是() 答案解析解析關閉 答案解析關閉-31-考點一考點二考點三必備知識自主預診 關鍵能力考向突破 歸納總結1.Na2CO3、NaHCO3與鹽

16、酸的反應-32-考點一考點二考點三必備知識自主預診 關鍵能力考向突破 2.Na2CO3、NaHCO3、NaOH及其混合物與鹽酸反應的圖像-33-考點一考點二考點三必備知識自主預診 關鍵能力考向突破 對點演練對點演練(2019廣東東莞月考)某實驗小組為測定工業純堿中碳酸鈉的質量分數(含少量NaCl),準確稱量Wg樣品進行實驗,下列實驗方法所對應的實驗方案和測量數據最合理的是 () 答案解析解析關閉用甲基橙作指示劑,用鹽酸滴定樣品溶液發生的反應為Na2CO3+2HCl= 2NaCl+CO2+H2O,根據消耗標準鹽酸的體積確定n(HCl),再結合反應計算n(Na2CO3)及m(Na2CO3),從而確

17、定純堿中碳酸鈉的質量分數,A項正確;樣品與鹽酸反應產生的CO2中含有水蒸氣,CO2和水蒸氣均被堿石灰吸收,導致測定結果偏高,且測量堿石灰增重不屬于量氣法,B項錯誤;CO2逸出帶出水蒸氣,質量差變大,導致測定結果偏高,C項錯誤;CO2能溶于水,不能用排水法收集,可用排飽和NaHCO3溶液的方法收集CO2,D項錯誤。 答案解析關閉A-34-231-35-1231.大氣中CO2含量的增加會加劇“溫室效應”。下列活動會導致大氣中CO2含量增加的是()A.燃燒煤炭供熱B.利用風力發電C.增加植被面積D.節約用水用電 答案解析解析關閉本題主要考查化學與環境保護。煤炭燃燒會產生二氧化碳,導致大氣中CO2的含

18、量增加,A項符合題意;利用風力發電能減少CO2的排放,B項不符合題意;綠色植物的光合作用能吸收CO2,可降低大氣中CO2的含量,C項不符合題意;我國的電能主要來自燃煤發電,節約用電,會降低大氣中CO2的含量,D項不符合題意。 答案解析關閉A-36-1232.下列有關Na2CO3和NaHCO3性質的說法中,正確的是 ()A.熱穩定性:Na2CO3NaHCO3 答案解析解析關閉加熱時碳酸氫鈉能分解,碳酸鈉不分解,所以碳酸鈉的熱穩定性大于碳酸氫鈉的熱穩定性,故A項錯誤;相同的溫度下,碳酸鈉的溶解度大于碳酸氫鈉的,故B項錯誤;碳酸鈉和碳酸氫鈉分別和氫氧化鈣反應的化學方程式如下:Na2CO3+Ca(OH)2=CaCO3+2NaOH,NaHCO3+Ca(OH)2=CaCO3+H2O+NaOH,所以都能發生反應生成沉