人教高中化学第1讲 碳、硅及其重要化合物（教案）.doc

第1课时　必备知识——碳、硅及其重要化合物
知识清单
[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
知识点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”形状分子，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)2CO、C＋O2(足量)CO2
与氧化物反应
CuO：CuO＋CCu＋CO↑(冶炼金属)
SiO2：SiO2＋2CSi＋2CO↑(制取粗硅)
H2O：C＋H2O(g)CO＋H2(制取水煤气)
与强氧化性酸反应　
浓H2SO4：C＋2H2SO4(浓)CO2↑＋2SO2↑＋2H2O
浓HNO3：C＋4HNO3(浓)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，能使人中毒的原因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＋O22CO2。
ⅱ.还原性：可用于冶炼金属，CO还原Fe2O3：3CO＋Fe2O32Fe＋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＋、NH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)2>CaCO3；可溶性正盐溶解度大于其酸式盐溶解度，如溶解度：Na2CO3>NaHCO3。
(2)热稳定性
一般来说，热稳定性顺序为正盐>酸式盐>碳酸，如稳定性：Na2CO3>NaHCO3>H2CO3。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)判断正误
(1)(2020·全国卷Ⅲ)12 g石墨烯和12 g金刚石均含有NA个碳原子(√)
(2)(2020·全国卷Ⅲ)向CaCl2溶液中通入CO2：Ca2＋＋H2O＋CO2===CaCO3↓＋2H＋(×)
(3)(2019·全国卷Ⅱ)将镁条点燃后迅速伸入集满CO2的集气瓶，集气瓶中产生浓烟并有黑色颗粒产生(√)
(4)(2019·全国卷Ⅱ)澄清的石灰水久置后出现白色固体：Ca(OH)2＋CO2===CaCO3↓＋H
2O(√)
(5)(2019·全国卷Ⅲ)活性炭具有除异味和杀菌作用(×)
(6)(2018·全国卷Ⅱ)碳酸钡可用于胃肠X射线造影检查(×)
[通关2] (2018·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] (2020·江苏卷)实验室以CaCO3为原料，制备CO2并获得CaCl2·6H2O晶体。下列图示装置和原理不能达到实验目的的是(　　)
A．制备CO2　　　　　　　 B．收集CO2
C．滤去CaCO3 D．制得CaCl2·6H2O
D　[HCl与CaCO3反应可生成CO2，A项正确；CO2的密度比空气大，故从长管进气收集CO2，