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第一節(jié) 碳的多樣性 2019-2020年高一化學《碳的多樣性》教學設計之二 知識回顧： 一、寫出下列轉化的化學方程式： ①_____________________________________ ②_____________________________________ ③_____________________________________ ④_____________________________________ ⑤_____________________________________ ⑥_____________________________________ ⑦_____________________________________ ⑧_____________________________________ ⑨_____________________________________ ⑩_____________________________________ ⑾_____________________________________ ⑿_____________________________________ ⒀_____________________________________ ⒁_____________________________________ ⒂_____________________________________ 二、幾個概念 1、風化：風化是指在室溫和干燥空氣里，結晶水合物失去一部分或全部結晶水的現象。風化是一個化學變化過程。例如，日常生活中堿塊(Na2CO310H2O)變成堿面(Na2CO3)，就是風化現象。（自然巖石的風化是指巖石與空氣、水、二氧化碳等物質長期作用，發(fā)生了復雜的化學反應，形成了許多大小不等的巖石碎塊或砂粒的作用。） 2、潮解：有些晶體能自發(fā)吸收空氣中的水蒸氣，在它們的固體表面逐漸形成飽和溶液，這種現象叫做潮解。無水氯化鈣、氯化鎂和固體氫氧化鈉在空氣中很容易潮解。易潮解的物質常用作干燥劑。 潮解屬于物理變化。 新課預習： 一、自然界中碳及其化合物的轉化 1、【閱讀】P65-67 自然界中碳及其化合物間的轉化。 【思考】 （1）CO2是通過哪些途徑進入大氣中的？____________________________________________ （2）海水中的含碳物質是從哪里來的？____________________________________________ （3）若大氣中沒有CO2會怎么樣？CO2過量又會怎么樣？_____________________________________ 2、模擬溶洞的形成 ①溶洞的形成原理 石灰?guī)r的主要成分是碳酸鈣。碳酸鈣遇到溶有二氧化碳的水時，會慢慢變成可溶于水的碳酸氫鈣[Ca(HCO3)2]。 當受熱或壓強突然變小時，水中碳酸氫鈣會分解，重新變成碳酸鈣沉積下來。 在自然界里不斷發(fā)生上述反應，石灰?guī)r逐漸變成碳酸氫鈣而溶解掉，形成溶洞；碳酸氫鈣不斷分解，生成的碳酸鈣逐漸沉積，形成千姿百態(tài)的鐘乳石、石筍和石柱。寫出上述反應的化學反應方程式：___________________________________________________________ 二、生產和生活中碳及其化合物間的轉化 1、高爐煉鐵 CO生成的化學方程式： ____________________________________________ 還原鐵的氧化物的化學方程式：______________________________________ 2、木炭燃燒的化學方程式為：___________________________________________ 生成水煤氣的化學方程式為：________________________________________ 3、水垢的形成（主要成分為CaCO3）： ①　有關化學方程式為：________________________________________ ②　家庭中如何除去水壺中的水垢？________________________________________。 4、無機化合物與有機化合物間的轉化 1828年，德國化學家維勒用無機物氰酸銨合成出有機化合物——尿素，打破了無機物和有機物之間的界限。碳及其化合物的轉化，對人的生活、生產來說意義重大。 課堂學案： 重難點突破： 1、二氧化碳與堿的反應 例1：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 解析：CO2通入KOH和Ca（OH）2的混合稀溶液中，首先CO2和Ca（OH）2反應生成CaCO3沉淀，當Ca（OH）2完全反應完后，沉淀達到最大量，CO2與KOH溶液反應生成K2CO3，K2CO3再轉化為KHCO3溶液，沉淀量保持不變，如果繼續(xù)通入CO2，CO2與CaCO3反應沉淀溶解，直到沉淀完全溶解。且生成沉淀消耗的CO2和溶解沉淀消耗的CO2的量相等。 答案：A。 2、“溫室效應”問題 例2：近年來大氣中CO2增多，引起“溫室效應”，請回答有關問題： （1）空氣中CO2的主要來源是什么？ （2）自然界中消耗CO2的主要過程是哪些？ 解析：本題引導學生要關注生活、關注環(huán)境問題，做到學以致用，這是新課程的重要精神。盡管二氧化碳的產生途徑很多，但是大量化石燃料的燃燒是產生二氧化碳的主要來源。由于江、海的面積大，將溶解大量二氧化碳，光合作用也將消耗大量二氧化碳。 答案：（1）含碳燃料的大量燃燒。 （2）溶于江水、海水；綠色植物的光合作用等。 變式題 有以下敘述：1、人類活動使大氣中的CO2的含量增加，是造成溫室效應的關鍵因素，而溫室效應將對人類生活產生影響；2、CO2一般不屬于大氣污染物，但空氣中CO2的含量超過6%可對人體產生致命的危險，據此回答： 1、導致溫室效應的最主要原因是_____________。 A、用煤和石油作燃料 B、人類的呼吸 C、水源的污染 D、森林的亂砍濫伐 2、減緩大氣中CO2大量增加的可行的最有效措施是_______。 A、立即禁止使用煤和石油 B、植樹造林，保護森林 C、控制全球人口的急劇膨脹 D、將煤和石油轉為氣態(tài)燃料 3、“高爐煉鐵”問題：高爐煉鐵的過程就是將鐵礦石還原成金屬鐵的過程。 例3：我國是最早生產和使用鋼鐵的國家。在古代，人們把燒紅的生鐵放在鐵砧上反復錘打最終使生鐵轉化為鋼。請寫出上述過程中最關鍵反應的化學方程式：　　　　　　　　　　_。 例3：解析：抓住生鐵和鋼的區(qū)別在于前者含碳量高，后者含碳量低的特征，要使生鐵變成鋼就是降低含碳量，聯(lián)想碳的可燃性，將燒紅的生鐵反復錘打，就是讓碳充分與空氣接觸，從而達到除去的目的。 答案： C+O2CO2 第一節(jié) 碳的多樣性 第二課時碳及其化合物的轉化的多樣性 課后學案： A卷 1．下列各組物質中，不屬于同素異形體的是 ( ) A. 金剛石、石墨 B. 水、重水 C. 氧氣、臭氧 D. 白磷、紅磷 2．下列離子方程式正確的是 ( ) A. 向石灰石中加稀硫酸 CaCO3＋2H+＝Ca2+＋H2O＋CO2 B. 向澄清石灰水中通入過量二氧化碳 Ca(OH)2＋2CO2＝Ca2+＋2 C. 氯化氫通過飽和小蘇打溶液 ＋H+＝H2O＋CO2 D. 向碳酸氫鈣溶液中加足量燒堿溶液 Ca2+＋＋OH- ＝CaCO3＋H2O 3.以下氣體因與人體的血紅蛋白作用而引起中毒的是 A.Cl2 B. CO2 C.HCl D.CO 4.由CO2和CO組成的混合氣體，經分析測知含氧質量分數為70%，則該混合氣體中CO和CO2的體積比為 A.1∶3 B.7∶33 C.33∶7 D.3∶1 5.由10 g含有雜質的CaCO3和足量鹽酸反應，產生了0.1 mol CO2，推斷雜質的組成可能是 A.KHCO3和MgCO3 B.K2CO3和Na2CO3 C.MgCO3和Na2CO3 D.Na2CO3和NaHCO3 6.某二價金屬的碳酸鹽和碳酸氫鹽的混合物與足量鹽酸反應。消耗H＋和產生CO2的物質的量之比為5∶4，該混合物中碳酸鹽和碳酸氫鹽的物質的量之比為 A.1∶2 B.2∶3 C.3∶4 D.4∶5 7．下列反應屬于氧化還原反應的是 A．CaCO3+2HCl=CaCl2+CO2↑ + H2O B．CaO+H2O=Ca(OH)2 C．2H2O22H2O+O2↑ D．CaCO3CaO+CO2↑ 8．用石灰水保存鮮蛋是一種化學保鮮方法，這種保存鮮蛋方法的原理是 ①石灰具有強堿性，殺菌能力強 ②Ca（OH）2能與鮮蛋呼出的CO2反應，生成碳酸鈣薄膜，起保護作用 ③石灰水是電解質溶液，能使蛋白質凝聚 ④石灰水能滲入蛋內中和酸性物質 A．①② B．①③ C．②③ D．③④ 9．下列幾種情況都有白色固體物質生成,其中生成物的化學成分相同的是( ) ①鈉久置于空氣中生成的白色粉末 ②盛放澄清的石灰水的燒杯內壁附著的白色物質 ③生石灰久置于空氣中生成的白色物質 ④向飽和Na2CO3溶液中通入CO2有白色沉淀生成 A.①④ B. ②③ C. ①② D. ③④ 10．向下列物質①大理石，②鐘乳石，③鍋垢，④貝殼，⑤蛋殼，分別滴加醋酸，會產生相同氣體的A．只有①② B．只有④⑤ C．只有①②③ D．是①②③④⑤ 11．某無色混合氣體可能含有CO2、CO、H2O（水蒸氣）、H2中的一種或幾種，依次進行如下連續(xù)處理（假定每步處理均反應完全）：①通過堿石灰時，氣體體積變小；②通過赤熱的氧化銅時，固體變?yōu)榧t色；③通過白色硫酸銅粉末時，粉末變?yōu)樗{色；④通過澄清的石灰水時，溶液變得渾濁。由此可以確定混合氣體中含有________________________。 12：現有一包混有少量碳酸氫鈉的碳酸鈉固體，稱得其質量為10.00g。請回答： （1）除去該混合物中的碳酸氫鈉的方法是__________________ 。 （2）若將該混合物加熱至質量不再變化時，剩余固體質量為9.380g。計算原混合物中碳酸鈉的質量分數。 B卷 1．為制備干燥、純凈的CO2，將大理石和鹽酸反應生成的氣體先后通過裝有下列物質的兩個吸收裝置，兩個裝置中應依次裝入 A．水；無水CaCl2固體 B．飽和NaHCO3溶液；濃H2SO4 C．濃H2SO4；飽和Na2CO3溶液 D．飽和Na2CO3溶液；稀H2SO4 2．含相同質量下列雜質的NH4HCO3 10ｇ與足量鹽酸反應，放出氣體最多的是 A．CaCO3 B．NaHCO3 C．Na2CO3 D．Ca(HCO3)2 3．把7.4gNa2CO3?10H2O和NaHCO3組成的混合物溶于水，配成100mL溶液，其中c(Na+)=0.6mol/L.若把等質量的混合物加熱到恒重時，殘留物的質量是 A．3.18g B．2.21g C．5.28g D．4.22g 4．某同學做“證明雞蛋殼的成分中含有碳酸根離子”的實驗，設計了如下方案（如圖所示），經檢驗裝置的氣密性合格后加入試劑。 結果發(fā)現II中先變渾濁，稍后又變澄清。 （1）描述I中發(fā)生的現象是______________________________________________。 （2）分析III中可能出現的現象是_________________________________________。 （3）根據我們所學的知識，你認為上述哪幾種現象結合在一起足以說明雞蛋殼的成分中含有碳酸根離子？_________________________________________________。 （4）上述方案中，什么實驗是多余的？________________________________________。 5．（1）圖瓦盧是由多個珊瑚礁形成的島國。由于大氣中CO2含量的劇增，大量珊瑚礁（主要成分是碳酸鈣）被海水侵蝕，其原因是（用化學方程式表示）：_____________________________________。 （2）溫室效應導致海平面上升，引起溫室效應的人為原因主要是_________________。 （3）為了控制溫室效應．各國科學家提出了不少方法和設想．有人根據液態(tài)CO2密度大于海水密度的事實，設想將CO2液化后，送入深海海底．以減小大氣中CO2的濃度．為使CO2液化，可采用的措施是 A．減壓、升溫 B．增壓、升溫 C．減壓、降溫 D．增壓、降溫 （4）科學家研究發(fā)現，用“汽水”（一種能釋放CO2的弱酸性溶液）澆灌植物能促進植物的生長。原因是它能 ①加強呼吸作用②加強光合作用③改良堿性土壤、調節(jié)pH④加強植物蒸騰作用 A．①② B．②③ C．③④ D．②③④ （5）快速、有效地減緩大氣中CO2大量增加的生態(tài)學措施是_________________。 A．使用天然氣等燃料 B．控制全球人口增長 C．植樹造林，保護森林 D．立即減少煤和石油的燃燒 第一節(jié) 碳的多樣性 第二課時 碳及其化合物的轉化的多樣性 課后學案： 答案A卷 1.B 2.C 3 D 4. A 5 CD 6.B 7 C 8 A 9 B 10 D 8． 解析：①石灰有殺菌的作用，可以制作農藥。②Ca（OH）2＋CO2＝CaCO3↓＋H2O，生成CaCO3沉淀形成薄膜，可以防止細菌的侵入。③使蛋白質凝聚加速蛋變質。④與蛋內物質反應會影響鮮蛋的質量。 10．解析：本題考查學生對自然界和日常生活中有關物質的常識性了解。碳酸鈣在自然界分布很廣．石灰石、大理石等礦物主要成分是碳酸鈣。碳酸鈣遇到溶有CO2的水時，就會變成可溶性的碳酸氫鈣：CaCO3＋CO2＋H2O＝Ca（HCO3）2溶有碳酸氫鈣的水在一定條件下重新變成碳酸鈣沉淀下來，同時放出CO2。Ca（HCO3）2CaCO3↓＋H2O＋CO2↑ 在自然界里不斷發(fā)生著上述反應，形成了石灰?guī)r溶洞里的鐘乳石、石筍等。自然界中含有較多碳酸氫鈣等的硬水，在煮沸時會形成水壺和鍋爐中的鍋垢。貝殼、蛋殼也都含有碳酸鈣．初中化學教材有一個關于蛋殼的家庭小實驗（蛋殼＋鹽酸）。碳酸鈣與酸反應生成CO2： CaCO3＋2H＋＝Ca2＋＋H2O＋CO2↑這是檢驗碳酸根的簡便方法。（通常用鹽酸） 所以題目給出的五種物質分別滴加醋酸時都會產生CO2。 11．解析：由①可知堿石灰吸收的是CO2或H2O或兩者的混合物；由②可知，CuO被還原為Cu，還原劑為CO或H2或二者的混合物；由③可知，反應②生成了H2O，故原混合氣體中一定有氫氣；由反應④可知，反應②又生成了CO2，故原混合氣體中一定有CO。 答案：混合氣體中一定含有CO、H2，至少含有H2O、CO2中的一種。 12．解析：（1）根據NaHCO3受熱分解生成Na2CO3、H2O（氣）、CO2 ，將混合物加熱至不再產生氣體為止，可除去該混合物中的碳酸氫鈉。 （2）題中介紹“加熱至固體質量不再變化”，就指明其中NaHCO3已完全分解，而固體減少的質量是放出CO2和H2O（氣）的質量之和。設原混合物中含NaHCO3質量為x，由題意知， △ 2 NaHCO3 Na2CO3＋H2O＋CO2↑ 284g (18＋44) g x (10.00g－9.380g) 168g：62g＝x： (10.00g－9.380g) 解得 x=1.68g ω(Na2CO3)=100%=8.320% 答案：（1）將混合物加熱至不再產生氣體為止 （2）8.320%。 B卷 1 B 2 D 3 A 1．解析： CO2中通?；煊蠬Cl、H2O（g），而室溫1體積水溶解1體積CO2，A錯；氣體最后通過盛有水溶液的裝置時得到的CO2是潮濕的，C、D錯；氣體先通過飽和NaHCO3溶液，HCl被吸收且放出CO2，再通過H2SO4得以干燥，B對。 2．解析：（設“1”法／條件變換法）將題意稍作變換，改為：等質量的下列五種物質［NH4HCO3、CaCO3、NaHCO3、Na2CO3、Ca(HCO3)2］分別與足量鹽酸反應，放出氣體最多的是______。用設“1”法，求放出1molCO2時所需5種物質的質量分別是多少。根據C原子守恒得： NH4HCO3～CO2↑ CaCO３～CO2↑ NaＨCO３～CO2↑ Na2CO３～CO2↑ 1/2Ca(HCO3)2～CO2↑ 79　　　　　　100 84　　　　 106 81 顯然，含Ca(HCO3)2時放出CO2最多。 答案：D 3．解析：混合物加熱最終得到的是Na2CO3，根據Na+守恒， n (Na2CO3)＝1/2 n(Na+)＝1/20.1L0.6mol/L＝0.03mol 所以，m(Na2CO3)＝0.03mol106g/mol＝3.18g 答案：A 4．解析：證明物質中含有CO32－的方法是：該物質與鹽酸反應能產生無色氣泡，且該氣體能是澄清的石灰水變渾濁，出現上述兩點現象即可證明物質中含有CO32－。雞蛋殼的主要成分是CaCO3，本題是驗證雞蛋殼中含有的CO32－。雞蛋殼不溶于水，但它能與鹽酸反應而溶于鹽酸中，同時產生二氧化碳氣體，該氣體通過導管進入II中，使石灰水變渾濁。變渾濁的原因是因有難溶于水的CaCO3生成的緣故，繼續(xù)通入CO2后，CO2與CaCO3、H2O反應能生成Ca(HCO3)2，使石灰水變澄清。雞蛋殼與鹽酸反應產生的氣泡附在雞蛋殼上使蛋殼受到的浮力增大，導致雞蛋殼浮在液面上。CO2還能與水反應生成碳酸，酸能使紫色的石蕊試液變紅。 答案：（1）雞蛋殼逐漸溶解，并有大量氣泡產生；雞蛋殼浮在液面上。（2）溶液由紫色變成紅色。（3）I中雞蛋殼逐漸溶解，并有大量氣泡產生，II中出現渾濁，兩種現象結合足以說明雞蛋殼含有CO32－（或I中現象和II中現象）（4）III。 5解析：二氧化碳微溶于水，溶于水后會與碳酸鈣反應，導致碳酸鈣溶解。增大壓強、降低溫度會使氣體的溶解度增大。 植物的呼吸作用放出CO2，植物蒸騰作用與外界溫度及水分有關，與CO2的濃度無關；植物的光合作用需要吸收CO2，且CO2溶于土壤的水生成的碳酸電離的H＋可以改良堿性土壤、調節(jié)pH，促進植物對Ca2＋、Mg2＋的吸收．所以“汽水”澆灌植物能促進植物的生長。 隨著社會的進步，對能源的消耗也將進一步增多，所以不可能立即減少煤和石油的燃燒，使用天然氣等燃料也會產生CO2，只有綠色植物的光合作用會吸收大量的CO2，且見效快。 答案：（1）CaCO3＋CO2＋H2O＝Ca（HCO3）2 （2）大量燃燒煤、石油等礦物燃料 （3）D （4）B （5）C