《鲁科版必修1 第3章第1节 碳的多样性(第2课时) 学案》由会员分享,可在线阅读,更多相关《鲁科版必修1 第3章第1节 碳的多样性(第2课时) 学案(13页珍藏版)》请在金锄头文库上搜索。
1、第2课时碳及其化合物间的转化 细读教材记主干一、自然界中碳及其化合物间的转化1转化示意图2溶洞及钟乳石的形成原理(模拟实验)写出有关反应方程式:溶洞的形成:CaCO3CO2H2O=Ca(HCO3)2。钟乳石的形成:Ca(HCO3)2CaCO3H2OCO2。二、生产和生活中碳及其化合物间的转化1高炉炼铁(1)原料:焦炭和铁矿石。(2)铁矿石被还原:3COFe2O32Fe3CO2。2C、CO、CO2的转化关系用化学方程式表示为:2CO22CO(不完全燃烧);2COO22CO2;CO2CO2(完全燃烧);CO2C2CO。3碳在无机物和有机物间的转化1828年,德国化学家维勒用无机物氰酸铵(NH4CN
2、O)首次合成了有机物尿素分子式为CO(NH2)2,开创了以含碳无机化合物合成有机化合物的先河。重点剖析1CO2与碱反应的原理CO2为酸性氧化物,能与碱反应生成盐和水。CO2与碱反应时产物与二者的相对量有关,当碱足量时生成碳酸盐,当CO2足量时,生成碳酸氢盐。如与NaOH溶液反应:CO2不足时:CO22NaOH=Na2CO3H2O;CO2足量时:CO2NaOH=NaHCO3。2CO2与NaOH反应产物的判断(1)根据CO2与NaOH反应用量判断反应情况生成物12NaOH过量,只发生反应(余NaOH)Na2CO312CO2与NaOH恰好按反应Na2CO31两个反应均有Na2CO311恰好发生反应N
3、aHCO311只发生反应CO2剩余,NaHCO3其上述转化关系可用数轴表示为: (2)根据向溶液中滴加盐酸的实验现象确定产物将CO2通入NaOH溶液中,充分反应后再向溶液中滴加盐酸,设产生的气体体积与加入盐酸的体积的关系如图所示,则依据a与b的关系可以判断溶液的组成并计算各组分的物质的量。(1)若a0,溶质只有NaHCO3;(2)若ab,溶质只有Na2CO3;(3)若ab,溶液为NaOH和Na2CO3(NaOH只消耗HCl,不产生气体);(4)若0a7。(1)如果此时溶液的溶质是单一成分,可能是_。(2)如果反应后溶液中有两种溶质,然后逐滴缓慢滴加1 mo1L1的盐酸,所得气体(不考虑溶解于水
4、)的体积与所加盐酸的体积关系如图所示。开始滴加盐酸时,无气体产生,写出OA段发生反应的离子方程式:_。产生的CO2在标准状况下的体积为_mL。B点时,反应所得溶液中溶质的物质的量浓度是_mo1L1(溶液体积的变化忽略不计)。解析:(1)CO2和NaOH反应的产物要根据二者的量的相对多少来确定,如果是单一成分,则为Na2CO3或NaHCO3。(2)OA段消耗的HCl多于AB段消耗的HCl,故反应后的溶质为Na2CO3和NaOH,OA段发生反应:NaOHHCl=NaClH2O,Na2CO3HCl=NaHCO3NaCl。AB段发生反应:NaHCO3HCl=NaClH2OCO2。n(CO2)nAB(H
5、)0.1 mol,V(CO2)2 240 mL。B点恰好完全反应,溶质为NaCl,根据Na原子守恒,n(NaCl)n(NaOH)0.3 mol,c(NaCl)0.75 molL1。答案:(1)Na2CO3或NaHCO3(2)OHH=H2O,COH=HCO2 2400.75重点剖析实现上述六个转化的反应有:与过量酸反应:CO2H=H2OCO2;特别提醒(1)与稀盐酸反应生成无色无味且使澄清石灰水变浑浊气体的离子可是CO或HCO。(2) (3)H2OCOHCOH2OCO2。典例印证例题2现有A、B、C、D四种化合物都含钾元素,A、B、C和足量的盐酸反应后,均可生成D;若将固体C加热后可生成A和无色
6、无毒的气体E,该气体能使澄清石灰水变浑浊;若在A溶液中通入足量E,可生成C;若B与C的溶液混合可生成A。请回答下列问题。(1)推断A、B、C、D的化学式A_;B_;C_;D_。(2)A溶液中通入足量E反应的离子方程式为:_。(3)B溶液与C溶液反应的离子方程式为:_。(4)仅凭有气体E生成,能否断定A、C的组成?_。解析气体E无色无味且能使澄清石灰水变浑浊,为CO2,C为KHCO3,A为K2CO3;B与KHCO3溶液混合可生成K2CO3,B为KOH,A、B、C和足量的盐酸反应后,均可生成D,D为KCl。HCO和CO都可与盐酸反应生成CO2气体,所以不能仅凭有CO2气体生成,断定哪个是K2CO3
7、,哪个是KHCO3。答案(1)K2CO3KOHKHCO3KCl(2)COCO2H2O=2HCO(3)OHHCO=H2OCO(4)不能推断题的解题关键是找出推断的突破口,该题的突破口是“气体E能使澄清石灰水变浑浊”,可知E是CO2,再分析其他条件,可推出其他物质。2下列叙述中正确的是()A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NaHCO3饱和溶液,又有CaCO3沉淀生成B向Na2CO3溶液中逐滴加入等物质的量的稀盐酸,生成的CO2与原Na2CO3的物质的量之比为12C等质量的NaHCO3和Na2CO3分别与足量盐酸反应,在同温同压下,生成的CO2体积相同D向Na2CO
8、3饱和溶液中通入CO2,有NaHCO3结晶析出解析:选DCaCO3与CO2、H2O反应生成Ca(HCO3)2,Ca(HCO3)2与NaHCO3不反应,A错误;向Na2CO3溶液中逐滴加入等物质的量的稀盐酸,只发生反应:COH=HCO,无气体放出,B错误;根据反应方程式可知,84 g NaHCO3与106 g Na2CO3生成的CO2相同,C错误;D中发生了反应:Na2CO3H2OCO2=2NaHCO3,由于生成的NaHCO3的溶解度小于Na2CO3,所以NaHCO3结晶析出。题组碳及其化合物间的转化1判断正误(1)高炉炼铁过程中,碳元素只显示还原性。()(2)所有物质都不能在CO2中燃烧。()
9、(3)CO、CO2均属于温室气体。()(4)用醋酸除水垢的离子方程式为2CH3COOHCaCO3=Ca22CH3COOCO2H2O。()(5)在Ca(HCO3)2CaCO3CO2H2O中,碳元素既表现氧化性又表现还原性。()答案:(1)(2)(3)(4)(5)2下列有关碳及其化合物间的相互转化属于氧化还原反应的是()ANaHCO3NaOH=Na2CO3H2OBCO2Na2CO3H2O=2NaHCO3C3COFe2O32Fe3CO2DCa(HCO3)2CaCO3H2OCO2解析:选C反应前后元素化合价发生变化的反应为氧化还原反应。3CO2是造成“温室效应”的主要气体,对于在自然界中的转化,下列说
10、法正确的是_。(1)大气中的CO2能被海洋溶解一部分。(2)自然界中同时存在产生CO2和消耗CO2的过程。(3)CO2主要是植物的光合作用消耗,因此植树造林能有效减弱“温室效应”。(4)加热碳酸氢钙溶液会变浑浊,加热碳酸氢钠溶液也会变浑浊。(5)钟乳石、石笋是由于CaCO3和Ca(HCO3)2的相互转化形成的。解析:CO2气体在水中的溶解度不大,但海洋中的水可溶解一部分CO2气体,自然界中同时存在产生CO2和消耗CO2的过程,正常条件下CO2“收支平衡”,自然界中的CO2就会保持不变,否则就会产生温室效应;Ca(HCO3)2不稳定,其溶液加热会分解,而NaHCO3固体受热分解,在溶液中不分解。
11、答案:(1)(2)(3)(5)一、选择题1下列各组物质中的两种物质作用时,反应物用量的改变对生成物没有影响的是()AC和O2BCO2和Ca(OH)2CNa2CO3和盐酸 DNa2O2和CO2解析:选DA项,2CO2(不足)点燃,2CO,CO2(足量)点燃,CO2;B项,Ca(OH)2CO2(少量)=CaCO3H2O,Ca(OH)22CO2(足量)=Ca(HCO3)2;C项,Na2CO3HCl(少量)=NaClNaHCO3,Na2CO32HCl(足量)=2NaClCO2H2O。2下列反应的离子方程式正确的是()ANa2CO3溶液与石灰乳:Ca2CO=CaCO3BNaHCO3溶液与NaOH溶液:HCOOH=COH2OCNaOH溶液中通入足量CO2:CO22OH=COH2ODNa2CO3溶液中滴加少量盐酸:CO2H=CO2H2O解析:选BA项,Ca(OH)2应写成化学式,不能拆开;C项,NaOH与足量CO2反应,应生成HCO;D项,CO与少量H反应,生成HCO,不放出CO2。3在含有7.4 g Ca(OH)2的