1、课时2碳及其化合物间的转化目标与素养：1.了解碳单质、一氧化碳、二氧化碳、碳酸盐、碳酸氢盐之间的转化，从而进一步了解它们的性质。(变化观念)2.能够解释与含碳物质有关的现象和解决简单的问题。(社会责任)一、自然界中碳及其化合物间的转化1转化过程2模拟溶洞的“形成”实验实验操作实验现象澄清石灰水先变浑浊，一段时间后变澄清，然后加热该溶液，又变浑浊实验结论根据标号写出相应的化学方程式：Ca(OH)2CO2=CaCO3H2O；CaCO3CO2H2O=Ca(HCO3)2；Ca(HCO3)2CaCO3H2OCO2成语“水滴石穿”的化学原理是什么？用化学方程式表示。【提示】“水滴石穿”即雨水、空气中的CO
2、2与石头中的CaCO3反应生成了易溶于水的Ca(HCO3)2，化学方程式为CaCO3CO2H2O=Ca(HCO3)2。二、生产和生活中碳及其化合物间的转化1高炉炼铁(1)设备：高炉。(2)原料：焦炭、铁矿石(主要成分为Fe2O3)。(3)原理：将铁矿石还原成金属铁的过程。(4)过程写出下列反应的化学方程式：CO的生成：CO2(足量)CO2、CCO22CO；铁矿石被还原：Fe2O33CO2Fe3CO2。2木炭的燃烧(1)燃烧过程中碳及其化合物的转化关系。(2)转化过程中的反应方程式。2CO2(不足)2CO；2COO22CO2；CO2C2CO；CO2(充足)CO2。微点拨：(1)CO是一种无色无味
3、有毒的气体，具有还原性和可燃性，属于不成盐氧化物。(2)CO2是一种无色无味气体，具有弱氧化性，属于酸性氧化物。3水垢的形成(1)主要成分：CaCO3和Mg(OH)2。(2)形成原理。 Ca(HCO3)2CaCO3CO2H2O；Mg(HCO3)2MgCO3H2OCO2；MgCO3H2OMg(OH)2CO2。微点拨：(1)H2CO3的酸性比CH3COOH弱，所以生活中可以用醋酸除水垢。(2)溶解性：Ca(HCO3)2CaCO3，NaHCO3Na2CO3。4碳在有机物和无机物之间的转化(1)1828年，德国化学家维勒用无机化合物氰酸铵(NH4CNO)合成出有机化合物尿素CO(NH2)2，突破了无机
4、化合物与有机化合物之间的界限。(2)科学家们以含碳无机物为原料，相继合成出大量的有机物，以满足人们在能源和材料等方面的需要。1判断正误(正确的打“”，错误的打“”)(1)高炉炼铁过程中，碳元素只显示还原性。()(2)CO、CO2均属于温室气体。()(3)用醋酸除水垢的离子方程式为2CH3COOHCaCO3=Ca22CH3COOCO2H2O。()(4)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)2下列不属于自然界中碳的循环过程的是()A植物光合作用B动物的遗体被微生物分解破坏，最终变成二氧化碳等物质C空气中的二氧化碳被海水吸收，通
5、过水生生物的贝壳和骨骼转移到陆地D石墨矿的开采利用答案D3国际冰川专家指出，喜马拉雅山冰川正在不断消融。与这种现象密切相关的气体是()ASO2 BCO2CNO DNO2答案BCO2与NaOH溶液反应用量和产物分析有关反应：CO22NaOH=Na2CO3H2OCO2NaOH=NaHCO3反应情况生成物NaOH过量，只发生反应Na2CO3CO2与NaOH恰好按反应Na2CO31只发生反应，CO2剩余NaHCO3上述转化关系可用数轴表示为变化观念：正确理解CO2与NaOH和Ca(OH)2溶液的反应(1)CO2与NaOH、Ca(OH)2的混合溶液反应的顺序CO22NaOH=Na2CO3H2O、Na2C
6、O3Ca(OH)2=CaCO32NaOH，结果为CO2Ca(OH)2=CaCO3H2O，因此一定量的CO2与NaOH、Ca(OH)2的混合溶液反应时，先生成CaCO3。(2)CO2与NaOH反应时的守恒关系质量守恒n(CO2)n(HCO)n(CO)(碳原子守恒)；n(NaOH)n(NaHCO3)2n(Na2CO3)(钠原子守恒)。电荷守恒n(Na)n(HCO)2n(CO)或n(Na)n(OH)2n(CO)。【典例1】用1 L 1.0 molL1 NaOH溶液吸收0.8 mol CO2，所得溶液中CO与HCO的物质的量浓度之比约是()A13 B12C23 D32A因CO22NaOH=Na2CO3
7、H2O，CO2NaOH=NaHCO3，设生成Na2CO3、NaHCO3的物质的量分别为x、y。即，解得。因CO、HCO存在于同一溶液中，则溶液中CO与HCO的物质的量浓度之比即为其物质的量之比，即xy0.20.613。1用1 L某浓度的NaOH溶液吸收一定量的CO2，所得溶液中CO与HCO物质的量浓度分别为0.5 molL1、0.7 molL1，则c(NaOH)为()A1.7 molL1 B0.6 molL1C2.0 molL1 D1.2 molL1A溶液中n(CO)0.5 mol，n(HCO)0.7 mol，则由Na元素守恒得n(NaOH)0.5 mol20.7 mol1.7 mol，所以c
8、(NaOH)1.7 molL1。2标准状况下，将4.48 L CO2通入1 L 0.3 molL1 NaOH溶液中，当CO2与NaOH完全反应时，则下列说法正确的是()A溶液中只有一种阴离子(OH除外)B溶液中溶质的物质的量之比为12C反应后有CO2逸出D反应后的溶液还可以吸收部分CO2Dn(CO2)0.2 mol，n(NaOH)0.3 mol，因1，故反应后溶液中含有Na2CO3和NaHCO3，则还可以吸收部分CO2，所以A、C错，D正确。由碳元素和钠元素守恒得CO2、CO及HCO间的相互转化1CO和CO2之间的相互转化2CO和HCO之间的相互转化3CO2和HCO之间的相互转化【典例2】A、
9、B、C、D、E五种物质的转化关系如图所示。已知A为二元碱，微溶于水且溶解度随温度升高而降低。(1)写出各物质的化学式：A_；B_；C_；D_；E_。(2)写出下列两个变化的离子方程式：BD： _。BE： _。解析A为溶解度随温度升高而降低的二元碱，只能是Ca(OH)2。Ca(OH)2与过量CO2反应生成B，B为Ca(HCO3)2，Ca(HCO3)2受热分解成C，C为CaCO3，CaCO3与盐酸反应生成D，D为CaCl2。答案(1)Ca(OH)2Ca(HCO3)2CaCO3CaCl2Na2CO3(2)HCOH=CO2H2OCa22HCO2OH=CaCO3CO2H2O(1)将CO2通入含有例题物质
10、C的浊液中有什么现象？(2)将CO2通入含有例题物质D的溶液中有什么现象？答案(1)溶液变澄清：CaCO3CO2H2O=Ca(HCO3)2。(2)无现象，CO2与CaCl2不反应。将过量的CO2分别通入BaCl2溶液；Ca(OH)2溶液；饱和Na2CO3溶液。最终溶液中有沉淀析出的是()A BC DD根据酸与盐反应的规律知，CO2通入BaCl2溶液，不发生反应，无明显现象；CO2通入Ca(OH)2溶液至过量，发生反应：Ca(OH)2CO2=CaCO3H2O，CaCO3H2OCO2=Ca(HCO3)2，最终生成Ca(HCO3)2而无沉淀产生；过量CO2通入饱和Na2CO3溶液中：Na2CO3H2
11、OCO2=2NaHCO3，生成的NaHCO3的溶解度比Na2CO3的溶解度小而结晶析出。1下列关于一氧化碳的用途源于一氧化碳的还原性的是()作燃料跟氢气合成甲醇(CH3OH)和水蒸气反应制H2与灼热的Fe3O4反应A只有B只有C只有 D只有DOO2，CO表现还原性；OH3OH，CO表现氧化性，H2表现还原性；COH2O(g)CO2H2，CO表现还原性；Fe3O44CO3Fe4CO2，CO表现还原性。2向0.1 molL1 NaOH溶液中通入过量CO2后，溶液中存在的主要离子是()ANa、CO BNa、HCOCHCO、CO DNa、OHB向NaOH溶液中通入过量的CO2，发生的反应为NaOHCO
12、2=NaHCO3，因此通入过量CO2后溶液中的溶质主要是NaHCO3，主要离子为Na、HCO。3CO2通入下列溶液中，不可能产生沉淀的是()ACaCl2溶液 BCa(OH)2溶液CBa(OH)2溶液 DCa(ClO)2溶液AB中生成CaCO3，C中生成BaCO3，D中生成CaCO3，CO2与CaCl2溶液不反应。4高炉炼铁中，主要发生如下反应：CO2CO2CCO22CO3COFe2O32Fe3CO2CaCO3CaOCO2CaOSiO2CaSiO3其中既属于化合反应又属于氧化还原反应的有 ()A1个 B2个 C3个 D4个B反应属于氧化还原反应，反应属于化合反应；反应既属于化合反应又属于氧化还原反应。5A、B、C、D、E、F六种物质有如下转化关系，E是淡黄色粉末，判断：(1)A、B、C、D、E、F的化学式：A_，B_，C_，D_，E_，F_。(2)写出有关反应的化学方程式(是离子反应的直接写离子方程式)：BC： _，EB： _，CF： _，FC： _。解析以E为淡黄色粉末(Na2O2)为突破口，可逐一推知其他各物质，问题也就迎刃而解。答案(1)NaNaOHNa2CO3NaClNa2O2NaHCO3(2)2OHCO2=COH2O2Na2O22H2O=4Na4OHO2COH2OCO2=2HCO2NaHCO3Na2CO3CO2H2O
