第2课时碳及其化合物间的转化[学习目标]1.结合真实情境中的应用实例了解碳及其化合物的主要性质和相互间的转化，认识这些物质在生产、生活中的应用及对生态环境的影响。2.能从物质类别、元素化合价的角度，依据复分解反应规律和氧化还原反应原理分析碳及其化合物在生产、生活中的转化并做出解释。1.自然界中碳及其化合物间的转化(1)转化过程(2)溶洞及钟乳石的形成原理溶洞的形成化学方程式：□CaCO3＋H2O＋CO2===Ca(HCO3)2。钟乳石的形成化学方程式：□Ca(HCO3)2=====CaCO3↓＋H2O＋CO2↑。2．生产和生活中碳及其化合物间的转化(1)高炉炼铁①原料：□铁矿石(主要成分为Fe2O3)和□焦炭。②铁矿石被还原：□3CO＋Fe2O3=====2Fe＋3CO2。(2)木炭燃烧C、CO、CO2的转化关系如图：用化学方程式表示为①□2C＋O2=====2CO，②□2CO＋O2=====2CO2，③□C＋O2=====CO2，④□CO2＋C=====2CO。3．含碳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。一、自然界中碳及其化合物间的转化[交流研讨]夏季空气潮湿的天气，旅游景点溶洞中工作人员要限制游客的参观量，你认为其原因是什么？提示：溶洞中的钟乳石的主要成分是CaCO3，潮湿环境下，游客呼出的CO2与钟乳石上的水使CaCO3生成Ca(HCO3)2而溶解，因此要限制游客的数量。[点拨提升]1．实验室中向澄清石灰水中通少量CO2时会产生白色沉淀，继续通CO2至过量，沉淀又会溶解，说明CO2在水溶液中能与CaCO3继续反应生成Ca(HCO3)2。2．锅炉中水垢的主要成分为CaCO3，其原因是由于自然界中的水在CO2的作用下溶解CaCO3生成Ca(HCO3)2，一加热就又生成CaCO3，形成水垢，说明Ca(HCO3)2在水溶液中加热就分解，即其分解温度低于100℃。知识拓展(1)(2)CO2不是大气污染气体，但能造成温室效应。[练习与活动]1．下列有关燃料的说法错误的是()A．燃料燃烧产物CO2是温室气体之一B．化石燃料完全燃烧不会造成大气污染C．以液化石油气代替燃油可减少大气污染D．燃料不完全燃烧排放的CO是大气污染物之一答案B解析燃料燃烧产生的CO2是导致温室效应的主要气体之一，A项正确；化石燃料完全燃烧生成的SO2属于大气污染物，B项错误；液化石油气含碳量比燃油低，用液化石油气代替燃油能减少大气污染，C项正确；CO是大气污染物之一，D项正确。2．下列属于自然界中碳及其化合物间的转化的是()①植物通过光合作用吸收二氧化碳形成葡萄糖②植物呼吸作用消耗葡萄糖③钟乳石、石笋的形成④煤炭转化为水煤气A．①②④B．①③④C．①②③D．②③④答案C解析煤炭转化为水煤气属于人工转化。二、生产和生活中碳及其化合物之间的转化[交流研讨]烧制砖瓦时，若自然冷却，则得到红色的砖瓦；若通过从上口往下慢慢洒水冷却，则得到青色的砖瓦，试解释其原因。提示：自然冷却得红色的砖瓦，说明砖瓦中有一种成分为Fe2O3；从上口洒水冷却时，H2O和C生成了具有还原性的H2和CO，H2和CO把Fe2O3还原成FeO、Fe3O4甚至Fe，使得砖瓦成为青色。[点拨提升]高炉炼铁过程中含碳物质之间的转化高炉炼铁的原料是焦炭和铁矿石(主要成分为Fe2O3)，但实际起还原作用的是CO。这是因为：C＋O2=====CO2、C＋CO2=====2CO、3CO＋Fe2O3=====2Fe＋3CO2。知识拓展含同种元素的不同价态的物质反应时，向生成含该元素中间价态的物质转化：如C＋CO2=====2CO；Fe＋2FeCl3===3FeCl2；HCl＋HClO===Cl2↑＋H2O等。[练习与活动]3．无色气体X和灼热的碳反应得到一无色气体Y，Y和灼热的氧化铜反应又得到无色气体X，则X、Y分别是()A．O2、CO2B．CO2、COC．CO、CO2D．O2、CO答案B解析根据无色气体X和灼热的碳反应生成的无色气体Y能与灼热的氧化铜反应，则Y不可能是O2，也不会是CO2，从而可确定Y是CO，再由X＋C―→CO可推出X是CO2。4．某实验工作者欲使1.6gFe2O3完全还原为Fe，则他实验前应准备的CO的体积(STP)为()A．672mLB．336mLC．>672mLD．<672mL答案C解析根据化学方程式Fe2O3＋3CO=====2Fe＋3CO2易知，要使1.6gFe2O3完全还原为Fe，需要672mLCO，由于实际实验中需要先通入CO，实验结束时还要再通入一部分CO，因此事先准备的CO的体积(STP)应大于672mL。本课小结
