2017-2018学年高一化学鲁科版必修1教学案：第3章+第1节+第2课时+碳及其化合物间的转化+Word版含解析.docVIP

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：CaCO3＋CO2＋H2O===Ca(HCO3)2。 钟乳石的形成：Ca(HCO3)2CaCO3↓＋H2O＋CO2↑。 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：3CO＋Fe2O32Fe＋3CO2↑。 2．C、CO、CO2的转化关系 用化学方程式表示为： ①2C＋O22CO(不完全燃烧)； ②2CO＋O22CO2； ③C＋O2CO2(完全燃烧)； ④CO2＋C2CO。 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(NH4CNO)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] 1．CO2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： ①CO2不足时：CO2＋2NaOH===Na2CO3＋H2O； ②CO2足量时：CO2＋NaOH===NaHCO3。 2．CO2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 ＜1∶2 NaOH过量，只发生反应①(余NaOH) Na2CO3 ＝1∶2 CO2与NaOH恰好按①反应 Na2CO3 ＜＜1 ①②两个反应均有 Na2CO3 ＝1∶1 恰好发生反应② NaHCO3 ＞1∶1 只发生反应②CO2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a＝0，溶质只有NaHCO3； (2)若a＝b，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0ab，溶质为Na2CO3和NaHCO3。 解决此类问题时，常结合守恒关系来求解。 3．根据产物的量确定产物成分 若已知溶液蒸干后所得固体质量，可采用极值法，假设固体全部是Na2CO3或NaHCO3，即CO2与NaOH全部转化为Na2CO3或NaHCO3，将已知条件与计算所得结果比较，即可确定其成分。根据固体质量和碳原子(或钠原子)守恒建立方程。 [特别提醒] 过量CO2与NaOH溶液和Ca(OH)2溶液反应的实质相同，都是CO2＋OH－===HCO，而少量CO2与两者反应的离子方程式不同： NaOH：CO2＋2OH－===CO＋H2O， Ca(OH)2：CO2＋2OH－＋Ca2＋===CaCO3↓＋H2O。 [典例印证] [例题1]　在标准状况下，0.672 L CO2通入含1.6 g NaOH的溶液中，反应后得到Na2CO3和NaHCO3的混合物2.74 g，则混合物中Na2CO3和NaHCO3的物质的量之比为(　　) A．1∶1　　　B．1∶2　　　C．2∶1　　　D．2∶3 [解析]　NaOH与CO2反应时，随着二者相对量的不同，产物会有所不同，解答此类题目时可依据两个守恒：钠守恒和碳守恒。n(NaOH)＝＝0.04 mol，n(CO2)＝＝0.03 mol，假设混合物中Na2CO3和NaHCO3的物质的量分别为x和y， 根据钠元素守恒得：2x＋y＝0.04 mol； 根据碳元素守恒得：x＋y＝0.03 mol； 解得：x＝0.01 mol，y＝0.02 mol， 所以n(Na2CO3)∶n(NaHCO3)＝1∶2。 [答案]　B CO2与碱反应的有关计算，常采用守恒法，一般考虑碳原子和钠原子的守恒关系列方程解，可省去写方程式的步骤，简化计算。 1．向100 mL 3 mol·L－1的NaOH溶液中缓慢通入一定量的CO2，充分反应，测得最后溶液的pH7。 (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 mo1·L－1的盐酸，所得气体(不考虑溶解于水)的体积与所加盐酸的体积关系如图所示。 ①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：_____________。 ②产生的CO2在标准状况下的体积为________mL。 ③B点时，反应所得溶液中溶质的物质的量浓度是________mo1·L－1(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