高一化学_碳的多样性

1第三章自然界中的元素第一节碳的多样性【思考】你了解几种常见的碳单质？如何证明石墨、金刚石都是由碳元素组成？一．多种多样的碳单质1．同素异形体：⑴同素异形体的概念：⑵常见的同素异形体：2．金刚石、石墨、C60⑴结构①金刚石：②石墨：③C60：⑵性质同素异形体金刚石石墨C60主要物理性质硬度大、熔沸点高硬度小、熔沸点高，易导电硬度小、熔沸点低主要化学性质相似，如在一定条件下都可与氧气反应，生成CO2【例题】1．近年来，科学家在氦的气氛中给石墨通电，使石墨挥发，在石墨挥发的黑烟中发现了C60，它的金属渗入物具有可贵的超导性质。北京大学首先将C60渗锡，获超导转变温度为37K的好成绩。下列关于C60的叙述正确的是A．是一种新型的化合物B．是碳元素的一种同素异形体C．C60燃烧时可生成CO2D．摩尔质量是720二．广泛存在的含碳化合物1．常见的含碳化合物⑴有机化合物：如蛋白质、淀粉、油脂、以及石油、液化气、天然气等的主要成分；⑵无机化合物：CO、CO2、H2CO3、碳酸钠、碳酸氢钠、大理石、方解石、白云石、菱锌矿、菱镁矿、菱铁矿等。【探究】碳酸钠和碳酸氢钠从组成上属于哪类物质？预测其化学性质有哪些？2．碳酸钠和碳酸氢钠⑴碳酸钠和碳酸氢钠的比较2【思考】①碳酸钠与碳酸氢钠可用哪些方法鉴别？②Na2CO3和NaHCO3化学性质不同的原因是什么？③向饱和的Na2CO3(aq)中通入CO2,有什么现象?离子方程式如何书写?④能否不用任何试剂鉴别无色溶液的稀盐酸和Na2CO3(aq)?⑵碳酸钠和碳酸氢钠的鉴别方法⑶Na2CO3和NaHCO3在一定条件下的相互转化：溶液中：固体中：【例题2】下列说法中不正确的是A．Na2CO3比NaHCO3易溶于水B．与足量盐酸反应得相同质量CO2，用NaHCO3比Na2CO3质量要多C．Na2CO3比NaHCO3稳定D．石灰水能与Na2CO3反应，而不能与NaHCO3反应【例题3】现有一包混有少量碳酸氢钠的碳酸钠固体，称得其质量为10.00g。请回答：⑴除去该混合物中的碳酸氢钠的方法是。⑵若将该混合物加热至质量不再变化时，剩余固体质量为9.38g。计算原混合物中碳酸钠的质量分数。[⑴将混合物加热至不再产生气体为止⑵98.32%。]三．碳及其化合物间的转化【思考】阅读教材第66页，⑴CO2是通过哪些途径进入大气中的？⑵海水中的含碳物质是从哪里来的？⑶若大气中没有CO2会怎么样？CO2过量又会怎么样1．自然界中碳及其化合物的转化⑴碳及其化合物在自然界中的转化示意图(如右图)⑵模拟溶洞的形成2．生产和生活中碳及其化合物间的转化⑴高炉炼铁⑵木炭燃烧：⑶水垢的形成：①有关化学方程式为：②如何除去水壶中的水垢？⑷无机化合物与有机化合物间的转化【例题4】近年来大气中CO2增多，引起“温室效应”，请回答有关问题：⑴空气中CO2的主要来源是什么？⑵自然界中消耗CO2的主要过程是哪些？[⑴含碳燃料的大量燃烧。⑵溶于江水、海水；绿色植物的光合作用；岩石的风化等。]【例题5】古代的“药金”外观与金相似，常被误认为是金子。冶炼方法如下：将碳酸锌、赤铜（Cu2O）、木炭混合加热至800℃得金光闪闪的“药金”。⑴“药金”的主要成分是。⑵有关冶炼的化学方程式是，，。3[（1）Zn、Cu；（2）ZnCO3高温ZnO＋CO2↑C＋2Cu2O高温4Cu＋CO2↑C＋2ZnO高温2Zn＋CO2↑]【巩固提升】1．金刚石、石墨、C60性质有所不同，是由于A．构成原子不同B．原子的各自排列方式不同C．具有不同的几何外形D．硬度不同2．石墨炸弹爆炸时能在方圆几百米范围内撒下大量石墨纤维,造成输电线、电厂设备损坏．这是由于石墨A．有放射性B．易燃、易爆C．能导电D．有剧毒3．向下列物质①大理石，②钟乳石，③锅垢，④贝壳，⑤蛋壳，分别滴加醋酸，会产生相同气体的A．只有①②B．只有④⑤．只有①②③D．是①②③④⑤4．为探究植物光合作用的实质，某同学设计了如图所示的实验装置（透明、密闭）。在阳光下数天后植物生长最茂盛的是5．为制备干燥、纯净的CO2，将大理石和盐酸反应生成的气体先后通过装有下列物质的两个吸收装置，两个装置中应依次装入A．水；无水CaCl2固体B．饱和NaHCO3溶液；浓H2SO4C．浓H2SO4；饱和Na2CO3溶液D．饱和Na2CO3溶液；稀H2SO46．用石灰水保存鲜蛋是一种化学保鲜方法，这种保存鲜蛋方法的原理是①石灰具有强碱性，杀菌能力强②Ca（OH）2能与鲜蛋呼出的CO2反应，生成碳酸钙薄膜，起保护作用③石灰水是电解质溶液，能使蛋白质凝聚④石灰水能渗入蛋内中和酸性物质A．①②B．①③．②③D．③④7．含相同质量下列杂质的NH4HCO310ｇ与足量盐酸反应，放出气体最多的是A．CaCO3B．NaHCO3C．Na2CO3D．Ca(HCO3)28．把7.4gNa2CO3•10H2O和NaHCO3组成的混合物溶于水，配成100mL溶液，其中c(Na+)=0.6mol/L.若把等质量的混合物加热到恒重时，残留物的质量是A．3.18gB．2.21gC．5.28gD．4.22g9．向0.1mol·L1NaOH溶液中通入过量CO2后，溶液中存在的主要离子是A．Na+、CO32-B．Na+、HCO3-C．HCO3-、CO32-D．Na+、OH10．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()m/gV/mLm/gV/mLm/gV/mLm/gV/mLABCD11．现有25mL2mol/L的Na2CO3溶液和75mL1mol/L的稀盐酸，①将Na2CO3溶液缓缓滴加到盐酸中②将稀盐酸缓缓滴加到Na2CO3溶液中，在标准状况下产生的气体情况是A.均为0.84LB.均为0.56LC.①＞②D.①＜②12．请据下图回答，经数小时后，U形管A、B两处的液面会出现下列哪种情况。（实验装置足以维持实验过程中小白鼠的生命活动，瓶口密封，忽略水蒸气和温度变化对实验结果的影响）A．A处上升，B处下降B．A、B两处都下降4C．A处下降，B处上升D．A、B两处都不变13．1985年科学家发现的C60分子是由60个碳原子构成的，它的形状像足球（图C）。因此又叫足球烯。1991年科学家又发现一种碳的单质——碳纳米管，它是由六边形的碳原子构成的管状大分子（图D），图中A、B分别是金刚石或石墨的结构示意图。图中小黑点或小黑圈均代表碳原子。用你所学到的化学知识回答下列问题：⑴常温下足球烯和碳纳米管的化学性质是否活泼？⑵请你设计一个方案，证明足球烯和碳纳米管都是由碳元素组成的（以足球烯为例，用简要文字叙述）。14．我国是最早生产和使用钢铁的国家。在古代，人们把烧红的生铁放在铁砧上反复锤打最终使生铁转化为钢。请写出上述过程中最关键反应的化学方程式：。15．向碳酸钠的浓溶液中逐滴加入稀盐酸直到不再产生二氧化碳气体为止，则在此过程中，溶液的碳酸氢根离子浓度变化趋势可能是：A．逐渐减小B．逐渐增大C．先逐渐增大，而后减小D．先逐渐减小而后增大试用化学方程式和简要文字表达其理由。16．据报道，青岛一女士骑自行车随助力车行走，因大雾堵车在许多助力车排放的尾气中呆久后突然晕倒，路人急将其送往医院抢救。化学兴趣小组同学看报后组织讨论以下两个问题，请你参考：⑴该女士昏倒的原因：。⑵讨论中某同学为解决助力车污染空气的问题，提出以下几点建议：①用浓氢氧化钠溶液吸收尾气中有毒成分；②用灼热的氧化铜把尾气中有毒成分反应出去；③控制行驶的助力车的数量；④改进助力车发动机的结构，提高汽油燃烧效率。你认为切实可行的是，试分析不行的原因。17．从某悬浊液开始，可以发生如下框图所示的一系列变化悬浊液悬浊液悬浊液白色固体白色固体操作①无色溶液无色溶液空气中长时间放置反应②稀盐酸无色溶液无色气体A反应③图1回答下面问题：⑴操作①的名称是__________。在操作①中所使用的玻璃仪器的名称是__________。⑵写出反应②和反应③的化学方程式：反应②：_________。反应③：_____________。⑶在实验室中，如果获得干燥纯净的气体A，可以将它通过如图2中的装置，其中瓶Ⅰ中盛放的试剂是__________。瓶Ⅱ中盛放的试剂是__________。收集干燥气体A的方法是__________。5气体AⅠⅡ干燥纯净的A图218．⑴图瓦卢是由多个珊瑚礁形成的岛国。由于大气中CO2含量的剧增，大量珊瑚礁（主要成分是碳酸钙）被海水侵蚀，其原因是（用化学方程式表示）：。⑵温室效应导致海平面上升，引起温室效应的人为原因主要是。⑶为了控制温室效应．各国科学家提出了不少方法和设想．有人根据液态CO2密度大于海水密度的事实，设想将CO2液化后，送入深海海底．以减小大气中CO2的浓度．为使CO2液化，可采用的措施是A．减压、升温B．增压、升温．减压、降温D．增压、降温⑷科学家研究发现，用“汽水”（一种能释放CO2的弱酸性溶液）浇灌植物能促进植物的生长。原因是它能①加强呼吸作用②加强光合作用③改良碱性土壤、调节pH④加强植物蒸腾作用A．①②B．②③C．③④D．②③④⑸快速、有效地减缓大气中CO2大量增加的生态学措施是。A．使用天然气等燃料B．控制全球人口增长C．植树造林，保护森林D．立即减少煤和石油的燃烧19．有4种钠的化合物W、X、Y、Z，它们之间存在如下关系：①WX＋H2O＋CO2↑②Z＋CO2X＋O2③Z＋H2OY＋O2↑④X＋Ca(OH)2Y＋CaCO3↓试回答下列问题：（1）W、X、Y、Z的化学式分别是：W、X、Y、Z。（2）以上四个化学反应中，属于氧化还原反应的是（填反应序号），反应中氧化剂是（写化学式），还原剂是（写化学式）。（3）若④反应在溶液中进行，写出其离子方程式以及能用该离子方程式表示的另一个化学反应的化学方程式：①离子方程式；②化学方程式。20．为弄清楚某废弃的防空洞内气体成分中是否含有水蒸气、一氧化碳和二氧化碳，某校化学兴趣实验小组将气体样品依次通过下列盛有药品的仪器（图中夹持仪器等均省略），检验防空洞内气体成分。（1）请你提出一种采集气体样品的方法；（2）通过你对实验现象的观察和思考分析，填写下表空格：装置序号ABC实验现象白色粉末变蓝黑色粉末逐渐变红ABCD6结论与分析说明含有CO2（3）选用C装置的目的是干燥气体，瓶内应盛；（4）你对这套装置有何评价；（5）干涸的深井中有可能含有较多的二氧化碳，最简单的方法用“灯火”实验来确定能否进入，其原因是。参考答案1．B2．C3．D4．A5．B6．A7．D8．A9．B10．A11．C12．C13．⑴不活泼。⑵将它放在充满O2的密闭容器里使之燃烧，只生成CO2，且CO2里所含碳元素的质量等于足球烯所减少的质量。14．C+O2点燃CO215．C。首先因为有Na2CO3=2Na++CO32-和CO32-+H+=HCO3-的反应，溶液中HCO3-的浓度逐渐增大；而后又因进一步反应：H++HCO3-=CO2↑+H2O而使溶液中HCO3-的浓度逐渐减小。16．（1）路口许多助力车排放的尾气中含有大量CO有毒气体，在大雾中难以扩散。人在其中呆久后因大量吸入CO，CO与血液中血红蛋白结合阻碍了O2的输入，使人缺氧而昏倒；（2）③、④。①NaOH溶液与CO不反应；②能反应除去CO，但装置复杂。17．⑴过滤漏斗、玻璃棒烧杯；⑵Ca（OH）2＋CO2＝CaCO3↓＋H2O；Ca（OH）2＋Ca（HCO3）2＝2CaCO3↓＋2H2O⑶饱和NaHCO3溶液浓H2SO4向上排气法18．（1）CaCO3＋CO2＋H2O＝Ca（HCO3）2；（2）大量燃烧煤、石油等矿物燃料（3）D（4）B（5）C19．（1）NaHCO3；Na2CO3；NaOH；Na2O2（2）②③；Na2O2；Na2O2（3）Ca2＋＋CO32-＝CaCO3↓Ca(OH)2＋K2CO3＝2KOH＋CaCO3↓20．（1）用大注射器吸取（2）A：含有水蒸汽B：澄清石灰水变浑浊D：含有CO（3）浓硫酸（4）不完善，缺少尾气处