内容正文:
第41讲 物质间的循环和转化
1.自然界中的氧循环
大气中的氧气来源于植物的__________作用。大气中的氧气消耗的主要途径是生物的________作用、微生物的氧化分解作用、燃料的________、其他________反应(如铁生锈、食物的腐败)等。
2.自然界中的碳循环
大气中的二氧化碳通过植物的____________转变为____________,固定的碳以有机物的形式供给动、植物利用,同时以呼吸作用、微生物的分解、燃料燃烧等方式释放二氧化碳返回大气,周而复始地进行循环。
光合
呼吸
燃烧
氧化
光合作用
有机物
自然界中氧和碳的循环
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精讲释疑
3.自然界中氧循环和碳循环的意义:使氧气和二氧化碳保持着相对平衡,从而使它们在空气中的含量保持相对稳定,维持整个生物圈中的碳—氧平衡。
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1.碳循环是自然界中重要的物质循环之一。下列有关说法不正确的是( )
A.自然界中的碳循环指的是二氧化碳的循环
B.植物通过光合作用将大气中的碳元素转移到植物体内
C.生物体内的有机物通过呼吸作用产生二氧化碳
D.生物的光合作用和呼吸作用,维持了生物圈的碳—氧平衡
A
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1.金属→金属氧化物→碱,如Ca→CaO→Ca(OH)2。
2.非金属→非金属氧化物→酸,如C→CO2→H2CO3。
3.其他物质间的相互转化
A.常见的三角转化关系
物质间的相互转化
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B.以某物质为核心的网络图(写出对应序号的化学方程式)
(1)以氧气为核心
①______________________________、
______________________________
②______________________________
④______________________________
⑥______________________________
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(2)以二氧化碳为核心
A的化学式为________
③____________________________
⑤____________________________
⑦____________________________
⑧____________________________
CO
CO2+H2O===H2CO3
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(3)以盐酸、硫酸为核心(化学方程式任写一个)
①___________________________________
③_____________________________________
⑤_____________________________________
⑦_____________________________________
⑨_____________________________________
2NaOH+H2SO4===Na2SO4+2H2O
Fe2O3+6HCl===2FeCl3+3H2O
Na2CO3+2HCl===2NaCl+H2O+CO2↑
BaCl2+H2SO4===BaSO4↓+2HCl
Fe+H2SO4===FeSO4+H2↑
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(4)以氢氧化钠、氢氧化钙为核心(化学方程式任写一个)
②___________________________________________
③___________________________________________
④___________________________________________
CuSO4+2NaOH===Cu(OH)2↓+Na2SO4
CO2+Ca(OH)2===CaCO3↓+H2O
Na2CO3+Ca(OH)2===CaCO3↓+2NaOH
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2.(2025,黑龙江)下列物质间的转换关系,能一步实现的是( )
A.C→CO→CaCO3
B.KCl→KNO3→K2SO4
C.H2O2→H2O→O2
D.Fe→Fe2O3→FeSO4
C
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3.下图表示含铁元素的部分物质的转化关系。下列说法正确的是( )
A.转化①可通过在空气中加热细铁丝实现
B.将Fe3O4与碳粉常温混合可实现转化②
C.洗净擦干铁锅是为了减少转化③的发生
D.转化④可通过Fe与MgCl2溶液反应实现
C
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4.(2025,绍兴模拟)在给定条件下,下列选项所示的物质间转化能实现的是( )
A
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5.甲、乙、丙三种物质的转化关系如图所示(“→”表示反应能一步实现,部分物质和反应条件已略去),则下列物质中不符合转化关系的是( )
A.C、CO2、CO
B.CuO、CuSO4、Cu(OH)2
C.NaOH、NaCl、NaNO3
D.Na2CO3、CO2、H2CO3
C
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【例1】 自然界中碳循环如图所示,箭头表示碳的输送途径。
(1)关于碳循环的说法正确的是________(填字母)。
A.途径①消耗空气中的氧气
B.途径②消耗CO2的量白天比夜晚少
C.途径④中的化石能源为不可再生能源
D.途径④中某气体燃烧的化学方程式是2CO+O2 2CO2
(2)绿色植物通过光合作用将太阳能转化为________能;对比②⑤可知,同样是二氧化碳和水反应,产物不同的原因是___________________。
AC
化学
反应条件不同
氧循环与碳循环
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1.“氧循环”和“碳循环”是自然界存在的重要循环。结合图示分析,下列关于碳、氧循环的认识不正确的是( )
A.变化观:每个人都在参与碳、氧循环,碳循环中的“碳”是指碳元素
B.微粒观:化石燃料的燃烧会使自然界中的氧原子总数减少
C.平衡观:碳、氧循环有利于维持大气中氧气和二氧化碳含量的相对稳定
D.守恒观:碳、氧循环过程中各元素质量守恒
D
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【例2】 下列从原料到制取的最终产物的实验设计中,理论上正确、操作上可行、经济上合理的是( )
B
单质、化合物间的相互转化
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2.(2025,绍兴二模)小科利用化学物质构建的“机器人转手帕”模型如图所示。其中①~⑤分别是H2SO4、Ca(OH) 2、MgCl2、CuO、Fe五种物质中的一种。已知①是单质,相邻物质间能发生化学反应。下列说法正确的是( )
A . ①与HCl反应后的溶液呈蓝色
B.②一定是CuO
C.④与NaOH反应后溶液中一定存在Na+和Cl-
D.⑤的浓溶液具有挥发性
C
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【例3】 中国科学家已实现由CO2到淀粉的全人工合成,其中一步重要反应的物质转化如图所示(反应a中,各物质分子个数比为1∶1∶1∶1)。下列说法不正确的是
( )
A.O2是反应a、b中可循环利用的物质
B.反应a、b中均有元素化合价的改变
C.由反应a可推测甲醛中含氢量高于甲醇
D.为使甲醇持续转化为甲醛,反应b需补充H2O2
C
物质的相互转化与制备
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3.(2025,浙江二模)火星探测器发回的信息表明,火星上存在FeOOH(羟基氧化铁),从而证明火星表面曾经存在过水。工业上用废铁屑(主要成分为Fe,含有少量Fe2O3和FeCO3)制备FeOOH的主要流程如下。
(1)火星上存在FeOOH,从而证明其存在过水的理由为______________________。
(2)“酸溶”时产生的气体为__________。
(3)“沉淀”反应的化学方程式为2FeSO4+H2O2+2X===2FeOOH↓+2H2SO4,物质X的化学式为________。
(4)该流程中能循环利用的物质是__________。
FeOOH中存在H、O元素
H2、CO2
H2O
H2SO4
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精讲释疑
【例】 我国有多名航天员生活在空间站。氧气、水、食物等是维持航天员驻留空间站的必要物质。为提高物质的利用率,目前空间站通过以下途径实现物质循环利用。
(1)由图可知,目前空间站通过物质循环获得水的途径共有_____条,其中尿液净化时,除去多余的无机盐外,还必须除去尿液中的______________等代谢废物。
(2)为实现氧循环,目前空间站内利用氢气和航天员呼出的二氧化碳,在一定条件下转化为_____________。
(3)目前空间站还不能成为完全实现物质循环、能量流动的生态系统,请分析原因:_________________________。
3
尿素、尿酸
甲烷和水
空间站内没有生产者
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精讲释疑
1.氧循环中的“氧”指的是氧元素,不是氧气;碳循环中的“碳”指的是碳元素,不是二氧化碳。
2.“CuO→Cu(OH)2”不能一步实现(CuO不溶于水,需先与酸反应生成盐,再与碱反应);“NaCl→NaNO3”一步可行,但“NaNO3→NaCl”无法一步完成(不符合复分解反应的条件)。NaNO3、KNO3无法通过复分解反应转化为其他物质。
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学无止境
本课结束
学无止境
4P+5O2 eq \o(=====,\s\up14(点燃)) 2P2O5
2H2O eq \o(=====,\s\up14(通电)) 2H2↑+O2↑
2H2+O2 eq \o(=====,\s\up14(点燃)) 2H2O
S+O2 eq \o(=====,\s\up14(点燃)) SO2
2H2O2 eq \o(=====,\s\up14(MnO2)) 2H2O+O2↑
CaCO3 eq \o(=====,\s\up14(高温)) CaO+CO2↑
CO2+C eq \o(=====,\s\up14(高温)) 2CO
2CO+O2 eq \o(=====,\s\up14(点燃)) 2CO2
A.Cu eq \o(――→,\s\up14(O2),\s\do14 (△)) CuO eq \o(――――→,\s\up14 (稀H2SO4)) CuSO4溶液
B.S eq \o(――→,\s\up14(O2),\s\do14(点燃)) SO2 eq \o(――→,\s\up14(H2O)) H2SO4溶液
C.Fe3O4 eq \o(――→,\s\up14(CO),\s\do14(高温)) Fe eq \o(―――→,\s\up14(稀HCl)) FeCl3溶液
D.NaOH溶液 eq \o(――→,\s\up14(CO2)) Na2CO3溶液 eq \o(―――――→,\s\up14(KCl溶液)) NaCl溶液
eq \o(=====,\s\up13(点燃))
A.Cu eq \o(――→,\s\up14(AgNO3)) Cu(NO3)2溶液 eq \o(――→,\s\up14 (NaOH)) Cu(OH)2
B.CaCO3 eq \o(――→,\s\up14 (高温)) CaO eq \o(――→,\s\up14 (H2O)) Ca(OH)2溶液 eq \o(―――――――→,\s\up14 (Na2CO3溶液)) NaOH溶液
C.Fe eq \o(―――――――→,\s\up14(O2中燃烧)) Fe2O3 eq \o(――――――→,\s\up14(H2SO4溶液)) Fe2(SO4)3溶液
D.CuO eq \o(―――→,\s\up14(HCl)) CuCl2溶液 eq \o(―――――――→,\s\up14(Na2SO4溶液)) CuSO4溶液
$