化学：3.1.1《碳的多样性》学案（鲁科版必修1）

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第1节 碳的多样性
第一课时 碳的物质家族课前学案
知识回顾：
_____________
碳 单质 _____________
的 _____________
一、 物
质 _______________________
家 化合物 _______________________
族 _______________________
_______________________
二、温室效应产生的原因
大气中_______含量增多是引起温室效应的最主要原因。
新课预习：
一、碳单质的多样性——同素异形体
1．定义：_______________________________________________________。
2．常见碳元素的同素异形体有__________________。填写下表：
　　 金刚石 石　墨 C60
颜色状态
微观结构
硬度
导电性
用途
问题：理论上如何用实验证明金刚石、石墨和C60均由碳元素组成？
3．你了解的其它同素异形体还有 _______________________________
二、碳的化合物的多样性
1．碳元素的无机化合物的多样性
（1）常见无机化合物：CO、CO2、H2CO3、碳酸钠、碳酸氢钠、大理石、方解石（______）、白云石［____________］、菱锌矿（______）、菱铁矿（______）、菱镁矿（______ ）。
（2）碳酸盐的定义：像碳酸钠这样含的CO的盐称为碳酸盐。自然界中常见的碳酸盐如
________________________________________________________________________。
　　碳酸氢盐的定义：像碳酸氢钠这样含的HCO3－的盐称为碳酸氢盐。中学化学中常见的碳酸氢盐有 __________________________。
2．碳元素的有机化合物的多样性
常见有机化合物：如蛋白质、淀粉、油脂、以及石油、液化气、天然气等的主要成分；
课堂学案：
重难点突破：
一、CO与CO2比较(用文字或化学方程式表示)
CO CO2
物理性质
化学性质
相互转化
重要用途
二、碳酸氢钠和碳酸钠比较(用文字或化学方程式表示)
名称 碳酸钠 碳酸氢钠
化学式
俗名
溶解性
与盐酸反应
与NaOH反应
与Ca(OH)2反应
与CaCl2反应
热稳定性
相互转化
[问题讨论]：如何鉴别一种固体物质是Na2CO3还是NaHCO3？
①热稳定性不同。分别加热少量固体，若发生分解反应，将产生的气体通入澄清的石灰水中，石灰水变浑浊的原试剂是NaHCO3，另一个为Na2CO3。
②阴离子不同。将固体稀释后分别取少量稀溶液，滴加氯化钡稀溶液或CaCl2溶液，产生沉淀的原试剂为碳酸钠，另一个为碳酸氢钠。
例题解析：
【例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37 K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CO2　　 D．摩尔质量是720
解析：这是一道与分子C60相关的题目，主要考查学生对基本概念的掌握及有关信息获取的能力。涉及的中学化学知识有化合物、同素异形体、摩尔质量等基本概念．C60属于单质，由一种元素组成，与金刚石、石墨互为同素异形体．由于C60由碳元素构成，因此，在一定条件下可以燃烧生成CO2，D选项中摩尔质量的单位为g·mol-1。
答案：B、C。
【例2】已知天然气的主要成分CH4也是一种会产生温室效应的气体，等物质的量的CH4和CO2产生的温室效应，前者大。下面是有关天然气的几种叙述，其中正确的是（　　）
　　①天然气与煤、柴油相比是较清洁的能源；②等质量的CH4和CO2产生的温室效应也是前者大；③天然气不完全燃烧时会生成CO。
　　　A．①②③　　　B．只有① C．①和②　　　D．只有③
　　解析：煤燃烧时产生烟尘和有毒气体SO2。放出相同的热量，所消耗的天然气质量比柴油少的多，因此，①说法正确；等质量的CH4和CO2相比，CH4的物质的量比CO2大，根据题给信息，前者的温室效应大，②说法正确；天然气的不完全燃烧产物为CO和H2O，因此③说法正确。答案为A。
【例3】下列说法中不正确的是
A．Na2CO3比NaHCO3易溶于水 B．Na2CO3比NaHCO3稳定
C．石灰水能与Na2CO3反应，而不能与NaHCO3反应
D．与足量盐酸反应要得到相同质量的CO2，用NaHCO3比Na2CO3的质量要多
解析：石灰水也能与NaHCO3反应，使酸式盐变成正盐，Ca(OH)2＋2NaHCO3＝CaCO3↓＋Na2CO3＋2H2O
制取相同质量的CO2，如都制取44 g CO2，在盐酸足量的情况下，需NaHCO3 84 g，需Na2CO3则106 g。
NaHCO3＋HCl＝NaCl＋CO2↑＋H2O
84g 44g
Na2CO3＋2HCl＝2NaCl＋CO2↑＋H2O
106g 44g
答案：C、D。
【例4】现有25mL 2mol/L的Na2CO3 溶液和75mL 1mol/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0.84L B. 均为0.56L C. ①＞② D. ①＜②
解析：虽然都是Na2CO3与盐酸反应，但滴加顺序不同，结果产生的CO2的量不一定相同。
①将Na2CO3溶液滴入盐酸中，刚开始盐酸过量：
Na2CO3 ＋2HCl＝2NaCl＋CO2↑＋H2O
应按盐酸的量计算气体体积：V1＝22.4L/mol×0.075mol×1/2＝0.84L
②将盐酸滴入Na2CO3溶液中，反应分两步：
Na2CO3 ＋HCl＝NaCl＋NaHCO3 ；NaHCO3＋HCl＝NaCl＋CO2↑＋H2O
生成的CO2用第二步余下的盐酸计算（经计算，第二步盐酸不足）：
V2＝(0.075mol－0.05mol)×22.4L=0.56L
所以V1>V2 答案：C
总结提升：本题考查的是Na2CO3 与盐酸反应时，滴加顺序不同，产生的气体体积也不同，计算时，要分析清楚化学反应的过程，正确写出化学反应式是关键。可以通过互滴法来鉴别Na2CO3 与盐酸。
第1节 碳的多样性
第一课时 碳的物质家族课后学案：
A卷
一、选择题
1、关于金刚石、石墨的说法不正确的是 （ ）
A 它们都是由碳元素组成的单质。
B 它们都是电的良导体。
C 金刚石质硬，石墨质软。
D 他们的碳原子的排列方式不同。
2、关于Na2CO3和NaHCO3的下列说法中正确的是 （ ）
A、Na2CO3不如NaHCO3易溶于水。
B、NaHCO3比Na2CO3稳定。
C、石灰水能和NaHCO3反应，不于Na2CO3反应。
D、等物质的量的Na2CO3和NaHCO3与足量的盐酸反应，消耗HCl的物质的量之比为2：1 。
3、人体吸入后与人体血红蛋白结合引起中毒的气体是 （ ）
A、Cl2 B、N2 C、CO D、CO2
4、已知某温度下，发生如下反应：① C + CO2 2CO ②CO +H2O CO2 +H2 由此可以推断，该温度下C、CO、H2的还原性强弱的顺序是 （ ）
A、CO>C>H2 B、C>CO>H2 C、C>H2>CO D、CO>H2>C
5、要除去二氧化碳气体中的一氧化碳，常用的方法是 （ ）
A、通过澄清的石灰水。B、通过灼热的炭 C、通过水 D、通过灼热的氧化铜。
6、将石墨在一定条件下转化为金刚石的变化说法正确的是 （ ）
A、不是化学变化 B、金刚石和石墨性质相同 C、是氧化还原反应
D、是化学变化但不是氧化还原反应
7．在空气中久置而不变质的是 ( )
A、碳酸钠晶体 B 、 漂白粉 C．氧化钠 D、纯碱
8、在盛有NaOH溶液试剂瓶口，常看到有白色固体生成，该白色固体是( )
A.NaOH B.Na2O C.Na2CO3 D.NaHCO3
9、取两份质量相同的小苏打，一份直接与稀盐酸反应，另一份先加热至恒重，再与稀盐酸反应，下列说法正确的是( )
A.消耗相同浓度的盐酸一样多
B.消耗同浓度的盐酸后者多
C.与盐酸反应后相同条件下收集的气体一样多（不包括加热生成的）
D. 与盐酸反应后相同条件下收集的气体后者多。（不包括加热生成的）
10、金刚石、石墨、C60、氧气归为一类物质，从下列物质中选出跟它们同类的（ ）
A、水 B、氢气 C、氯化钠 D、硫粉
11、大气中CO2的含量增加会引起温室效应，你认为目前大气中CO2的主要来源是 （ ）
A植物的呼吸作用与腐烂放出CO2
B动物的呼吸作用放出的CO2
C工业大量燃烧含C的燃料
D建筑工业的发展使大量碳酸盐分解。
12、可以用来鉴别Na2CO3溶液和NaHCO3溶液的最好的是 （ ）
A、加澄清的石灰水 B、加热 C、加稀盐酸 D、加CaCl2溶液
二、非选择题
13．洪灾过后，饮用水的消毒杀菌成为抑制大规模传染性疾病爆发的有效方法之一。漂白粉是常用的消毒剂。
（1）工业上将氯气通入石灰乳[Ca(OH)2]制取漂白粉，化学反应方程式为________________
___________________________________________________。
（2）漂白粉的有效成分是（填化学式）__________________________________。
（3）漂白粉溶于水后，受空气中的CO2作用，即产生有漂白、杀菌作用的次氯酸，化学反应方程式为___________________________________________________________________。
（4）反应（1）和反应（3）中，属于氧化还原反应的是（填编号）__________________。
14．（1）古代土法制碱中，用Na2CO3 和Ca(OH)2 反应制烧碱（用化学方程式表示）
______________________________________________________。
（2）通常用小苏打的饱和溶液除去CO2中的HCl，反应的离子方程式为________________
不能用NaOH溶液的原因是________________________，也不能用Na2CO3的原因是
____________________________（以上两空均用离子方程式表示原因）。
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 2 3 4 5 6
B卷
一、选择题
1、下列物质：①纯碱 ②钟乳石 ③水垢 ④小苏打 ⑤蛋壳
分别滴入盐酸时，会产生相同的气体的是 （ ）
A、只有①②
B、只有④⑤
C、只有①②③
D、①②③④⑤
2．纯净的碳酸氢钙试样在高温下分解，当剩余的固体物质质量为原试样质量一半时，碳酸氢钙的分解率是（ ）
A．50％　　　　B．75％　　　　　C．92.7％　　　D．100％
3、在10ml 0.01 molL-1的纯碱溶液中，不断搅拌并逐滴加入1.2ml0.05molL-1 盐酸， 完全反应后在标准状况下生成二氧化碳的体积为 ( )
A． B． C． D．
4、下列离子方程式正确的是
A次氯酸与氢氧化钠溶液反应：H+ + OH—==H2O
B碳酸钙与稀盐酸反应：CaCO3+H+==Ca2+ + CO2↑ +H2O
C金属钠跟水反应 2Na+2H2O = 2Na++2OH-+H2↑
D将铁片放入硫酸铁溶液中：Fe + Fe3+ ==2Fe2+
5、碳酸氢钠受热容易分解为碳酸钠。现加热5.00g的碳酸钠和碳酸氢钠的混合物，使碳酸氢钠完全分解，混合物质量减少了0.31g，则原混合物中碳酸钠的质量为 ..( )
A．3.38g B．4.58g C．4.16g D．4.41g
6、按右图装置持续通人气体x，并在管口P处点燃，实验
结果使澄清石灰水变浑浊，则X、Y可能是…( )
A．H2和NaHCO3 B．CO和Na2CO3
C．CO和CuO D．H2和Fe2O3
二、非选择题
7、实验室可用图7-2所示的装置将二氧化碳和一氧化碳进行分离和干燥。已知a、b均为活塞，试回答：
(1)甲瓶装的是__________溶液，乙瓶装的是_________溶液， 分液漏斗装的是________。
(2)当与的混合气体通过该装置时，先分离得到的是________，活塞操作是__________ ； 然后得到____________，活塞操作是__________
8、把NaHCO3和Na2CO3的混合物16.18g加热到质量不再变化为止，剩余固体为15.87g。计算混合物中Na2CO3的质量分数。
第1节 碳的多样性
第一课时 碳的物质家族参考答案
A卷
1 B、2 D、3 C、4 B、5 D、6 D、7 D、8 C、9 A 、10 BD、11 C、12 D、
13、（1）2Cl2 + 2 Ca(OH)2 == Ca(ClO)2 + CaCl2 + 2H2O
（2）Ca(ClO)2
（3）Ca(ClO)2 + CO2 + H2O == CaCO3↓+ 2 HClO
（4） （1）
14、（1）Na2CO3 +Ca（OH）2 =CaCO3↓ +2NaOH
（2）HCO3- +H+ =CO2↑ +H2O CO2 +2OH- =CO32- +H2O
CO2 +CO32- +H2O =2HCO3-
B卷
1 D、2D、3 D、4 C、5 C、 6 AC
7、（1）、浓 、稀 溶液
（2）；关a开b；；关b开a
8、94.81%
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