2024高考化学一轮复习第4章非金属及其化合物第1讲碳硅及其重要化合物教案.docVIP

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第1课时必备学问——碳、硅及其重要化合物

学问清单

[重要物质]①碳；②CO和CO2；③H2CO3；④Si和SiO2；⑤H2SiO3

[基本规律]①CO2与盐或碱溶液的反应规律；②碳酸盐和碳酸氢盐的比较

学问点1碳及其重要化合物

1．碳单质

(1)存在形式：碳单质有金刚石、石墨、C60等，它们互为同素异形体。

(2)三种重要单质的结构及性质

金刚石

石墨

C60

空间

结构

碳原

子的

排列

方式

空间网状结构，碳原子形成正四面体结构

片层状结构，层内碳原子形成正六边形

“足球”形态分子，碳原子形成正五边形和正六边形

物理

性质

熔点高，硬度大，不导电

熔点高，硬度小，能导电

不导电

(3)化学性质

相关反应的化学方程式

可燃性

2C＋O2(不足)eq\o(=====,\s\up15(点燃))2CO、C＋O2(足量)eq\o(=====,\s\up15(点燃))CO2

与氧化物反应

CuO：CuO＋Ceq\o(=====,\s\up15(△))Cu＋CO↑(冶炼金属)

SiO2：SiO2＋2Ceq\o(=====,\s\up15(高温))Si＋2CO↑(制取粗硅)

H2O：C＋H2O(g)eq\o(=====,\s\up15(高温))CO＋H2(制取水煤气)

与强氧化性酸反应

浓H2SO4：C＋2H2SO4(浓)eq\o(=====,\s\up15(△))CO2↑＋2SO2↑＋2H2O

浓HNO3：C＋4HNO3(浓)eq\o(=====,\s\up15(△))CO2↑＋4NO2↑＋2H2O

2.碳的两种氧化物(CO和CO2)

(1)一氧化碳(CO)

①物理性质：无色无味的气体，难溶于水，能使人中毒的缘由是与人体内血红蛋白相结合，因缺氧而中毒。

②化学性质及应用(写出有关化学方程式)

ⅰ.可燃性：可作燃料：2CO＋O2eq\o(=====,\s\up15(点燃))2CO2。

ⅱ.还原性：可用于冶炼金属，CO还原Fe2O3：3CO＋Fe2O3eq\o(=====,\s\up15(高温))2Fe＋3CO2。

(2)二氧化碳(CO2)

①物理性质：CO2是一种无色、无味的气体，能溶于水，固态CO2俗称干冰。

②化学性质：能与H2O、Na2O、Ca(OH)2(足量、澄清)、Mg等反应。

③CO2在自然界中的循环

ⅰ.CO2的主要来源：大量含碳燃料的燃烧。

ⅱ.自然界消耗CO2的主要反应：CO2＋H2O?H2CO3(溶于江水、海水中)；光合作用将CO2转化为O2；CaCO3＋H2O＋CO2===Ca(HCO3)2(岩石的风化)。

3．碳酸(H2CO3)

弱酸、不稳定。碳酸(H2CO3)只能在水中存在。H2CO3在水中与CO2共存，故常将(CO2＋H2O)当碳酸用。

4．碳酸的酸式盐和正盐的比较

(1)在水中的溶解性

①含K＋、Na＋、NHeq\o\al(\s\up1(＋),\s\do1(4))的正盐易溶于水，其余一般不溶于水；酸式盐均能溶于水。

②一般来说，在相同温度下，难溶性正盐溶解度小于其酸式盐溶解度，如溶解度：Ca(HCO3)2CaCO3；可溶性正盐溶解度大于其酸式盐溶解度，如溶解度：Na2CO3NaHCO3。

(2)热稳定性

一般来说，热稳定性依次为正盐酸式盐碳酸，如稳定性：Na2CO3NaHCO3H2CO3。可溶性正盐难溶性正盐，如CaCO3高温分解，而K2CO3不易分解。

(3)水溶液的酸碱性

物质的量浓度相同时，正盐溶液的pH大于其酸式盐溶液，如pH：Na2CO3溶液NaHCO3溶液。

[通关1](易错排查)推断正误

(1)(2024·全国卷Ⅲ)12g石墨烯和12g金刚石均含有NA个碳原子(√)

(2)(2024·全国卷Ⅲ)向CaCl2溶液中通入CO2：Ca2＋＋H2O＋CO2===CaCO3↓＋2H＋(×)

(3)(2024·全国卷Ⅱ)将镁条点燃后快速伸入集满CO2的集气瓶，集气瓶中产生浓烟并有黑色颗粒产生(√)

(4)(2024·全国卷Ⅱ)澄清的石灰水久置后出现白色固体：Ca(OH)2＋CO2===CaCO3↓＋H2O(√)

(5)(2024·全国卷Ⅲ)活性炭具有除异味和杀菌作用(×)

(6)(2024·全国卷Ⅱ)碳酸钡可用于胃肠X射线造影检查(×)

[通关2](2024·江苏卷)CO2是自然界碳循环中的重要物质。下列过程会引起大气中CO2含量上升的是()

A．光合作用 B．自然降雨

C．化石燃料的燃烧 D．碳酸盐的沉积

C[光合作用、自然降雨、碳酸盐的沉积均发生反应消耗CO2，引起大气中CO2含量下降；化石燃料的燃烧生成CO2，引起大气中CO2的含量上升。]

[通关3](20