第一部分 第三节碳和碳的氧化物

1、第三、四节第三、四节碳的单质和碳的氧化物碳的单质和碳的氧化物考点梳理考点梳理一、一、碳的单质碳的单质 1 1、碳单质物理性质和用途、碳单质物理性质和用途 2 2、碳单质的化学性质、碳单质的化学性质二、碳的氧化物二、碳的氧化物 1 1、二氧化碳和一氧化碳的性质和用途、二氧化碳和一氧化碳的性质和用途 2 2、二氧化碳的实验室制法、二氧化碳的实验室制法2. 2. 碳的几种单质的物理性质有很大的差异，碳的几种单质的物理性质有很大的差异， 原因是原因是 ，但它们的化学性质相同。，但它们的化学性质相同。石墨石墨金刚石金刚石要点要点 1 1 碳的单质碳的单质1. 1. 碳的单质主要包括：碳的单质主要包括：

2、、 和和C C6060， 它们都是由碳元它们都是由碳元素组成的单质。素组成的单质。原子的排列方式不同原子的排列方式不同 要 点 梳 理 碳单质碳单质物理性质物理性质用途用途金刚石金刚石能作钻探机的钻头能作钻探机的钻头石墨石墨作电池的电极作电池的电极作铅笔芯的原料作铅笔芯的原料可用于打开生锈的锁可用于打开生锈的锁活性炭活性炭用于防毒面具滤毒罐中用于防毒面具滤毒罐中C60C60能用作超导体能用作超导体3. 3. 碳单质的物理性质和用途：碳单质的物理性质和用途：硬度最大，无色透明的正八面体硬度最大，无色透明的正八面体导电性导电性质软质软润滑性润滑性吸附性吸附性在超低温度状态下电阻极小在超低温度状态下

3、电阻极小化学式都是化学式都是 C C碳的化学性质碳的化学性质( (用化学方程式表示用化学方程式表示) )用途用途常温下常温下化学性质稳定，不易变质化学性质稳定，不易变质可燃性可燃性还原性还原性4. 4. 碳单质的化学性质和用途：碳单质的化学性质和用途：CO2CO2点燃2CO22CO点燃C2CuO2CuCO2高温墨水书写档案、作画墨水书写档案、作画作燃料作燃料冶炼金属，作还原剂冶炼金属，作还原剂(1) (1) 图图 为碳原子的结构示意图，常温下碳的化学性质为碳原子的结构示意图，常温下碳的化学性质 。 ( (填填“活泼活泼”或或“不活泼不活泼”)”)。(2)(2)图对应三种碳单质：图单质的名称是图

4、对应三种碳单质：图单质的名称是 ， 图单质的名称是图单质的名称是 ，图单质的化学式是图单质的化学式是 。不活泼不活泼立体网状结构立体网状结构层状层状球状球状金刚石金刚石石墨石墨C60【例【例 1 1】(2013 (2013 自贡自贡) )碳在地壳中含量不高，但它的化合物数量众多，碳在地壳中含量不高，但它的化合物数量众多，而且分布极广。根据所学知识回答：而且分布极广。根据所学知识回答： 考考 题题 研研 究究 1. (2013 1. (2013 兰州兰州) 2013 ) 2013 年年 3 3 月，浙江大学实验室里诞生了世界上月，浙江大学实验室里诞生了世界上最轻的材料最轻的材料“碳海绵碳海绵”。

5、“碳海绵碳海绵”具备具备高弹性和疏松多孔的结构高弹性和疏松多孔的结构，主要成分是石墨烯和碳纳米管主要成分是石墨烯和碳纳米管( (两者都是碳单质两者都是碳单质) )。下列关于。下列关于“碳海绵碳海绵”的说法的说法不正确不正确的是（的是（ ）AA. A. 常温下化学性质活泼常温下化学性质活泼B. B. 具有吸附性具有吸附性C. C. 在一定条件下可还原氧化铜在一定条件下可还原氧化铜D. D. 在氧气中完全燃烧的产物是在氧气中完全燃烧的产物是 COCO2 2 实 战 体 验 要点要点 2 2 二氧化碳与一氧化碳的性质、用途、检验、方法对比二氧化碳与一氧化碳的性质、用途、检验、方法对比COCO2 2C

6、OCO色、味、态色、味、态密度密度溶解性溶解性毒性毒性可燃性可燃性无色、无味、气态无色、无味、气态无色、无味、气态无色、无味、气态密度比空气密度比空气大大密度比空气密度比空气小小易溶于水易溶于水难溶于水难溶于水无毒无毒有毒有毒,与血红蛋白相结合与血红蛋白相结合既不能燃烧既不能燃烧也不能支持燃烧也不能支持燃烧可燃可燃火焰呈蓝色火焰呈蓝色吸入过多导致窒息，所以吸入过多导致窒息，所以进入地窖要做灯火实验进入地窖要做灯火实验要点要点 2 2 二氧化碳与一氧化碳的性质、用途、检验、方法对比二氧化碳与一氧化碳的性质、用途、检验、方法对比COCO2 2COCO还原性还原性与水反应与水反应与碱反应与碱反应检验

7、方法检验方法无还原性无还原性有还原性，能还原有还原性，能还原Fe2O3生成碳酸生成碳酸不与水反应不与水反应与与NaOH反应反应不与不与NaOH反应反应使澄清石灰水变浑浊使澄清石灰水变浑浊使紫色石蕊溶液变色使紫色石蕊溶液变色使燃着的木条熄灭使燃着的木条熄灭检验生成的气体检验生成的气体通过灼热的氧化铜，黑通过灼热的氧化铜，黑色粉末变红色，生成的气色粉末变红色，生成的气体使澄清石灰水变浑浊体使澄清石灰水变浑浊COCO2 2 的的用途和用途和危害危害干冰作制冷剂，用于干冰作制冷剂，用于 。 COCO2 2 可用于灭火，利用了可用于灭火，利用了 CO CO2 2 的三条性质：的三条性质： 、 、 。CO

8、CO2 2 可以作为气体肥料的原因：可以作为气体肥料的原因： 。大气中大气中 CO CO2 2 含量增加，造成含量增加，造成 。要点要点 3 3 二氧化碳的用途与危害二氧化碳的用途与危害制冷制冷不能燃烧不能燃烧不能支持燃烧不能支持燃烧密度比空气大密度比空气大促进植物进行光合作用促进植物进行光合作用温室效应温室效应要点要点 4 4 二氧化碳的实验室制法二氧化碳的实验室制法如如图图 是实验室制取是实验室制取 CO2 的操作过程，的操作过程，(2)(2)反应原理反应原理( (化学方程式化学方程式) )：(3)(3)验证二氧化碳的方法：将气体通入澄清的石灰水中，验证二氧化碳的方法：将气体通入澄清的石灰

9、水中，澄清石灰水澄清石灰水 变浑浊变浑浊证明是二氧化碳气体，发生反应的化学方程式为：证明是二氧化碳气体，发生反应的化学方程式为： 验满方法是验满方法是(1)(1)原料名称：原料名称：和和(4)(4)收集收集 COCO2 2 的方法是的方法是，因为，因为 COCO2 2 的密度的密度 且且 CO CO2 2，所以，所以 COCO2 2 不能用排水法收集。不能用排水法收集。石灰石石灰石( (大理石大理石) )稀盐酸稀盐酸CO2Ca(OH)2)CaCO3H2O将燃烧的木条放在瓶口，若木条熄灭则表示气体已经收集满将燃烧的木条放在瓶口，若木条熄灭则表示气体已经收集满CaCO32HClCaCl2CO2H2

10、O向上排空气法向上排空气法比空气的大比空气的大可溶于水可溶于水要点要点 7 7 几个需要注意的问题几个需要注意的问题1. 1. 实验室中制取二氧化碳时，需要注意三个问题：实验室中制取二氧化碳时，需要注意三个问题：(1)(1)不用不用碳酸钠粉末碳酸钠粉末代替代替石灰石石灰石与稀盐酸反应制取与稀盐酸反应制取 CO CO2 2 的原因是：的原因是： (2)(2)不用不用稀硫酸稀硫酸与石灰石反应制取与石灰石反应制取 COCO2 2 的原因是：的原因是：反应生成的反应生成的 CaSOCaSO4 4微溶于水，覆盖在碳酸钙表面阻止反应进一步进行。微溶于水，覆盖在碳酸钙表面阻止反应进一步进行。(3)(3)不用

11、不用浓盐酸浓盐酸与石灰石反应制取与石灰石反应制取 COCO2 2 的原因是：的原因是：浓盐酸有挥发性，浓盐酸有挥发性，导致气体不纯净。导致气体不纯净。 碳碳酸钠与盐酸反应速度太快，不便控制。酸钠与盐酸反应速度太快，不便控制。2. 2. 在实验室中，制取气体的装置包括发生装置和收集装置两部分。在实验室中，制取气体的装置包括发生装置和收集装置两部分。 确定确定气体发生装置时气体发生装置时，应，应考虑反应物的状态和反应条件考虑反应物的状态和反应条件。 确定确定收集装置时收集装置时，应，应考虑生成气体的密度和溶解性考虑生成气体的密度和溶解性。 综上所述，制取综上所述，制取 CO CO2 2 可用如图可

12、用如图 所示的装置。所示的装置。 其中其中长颈漏斗的下端管口应伸入液面以下，长颈漏斗的下端管口应伸入液面以下， 形成液封，否则生成的气体会从其中逸出。形成液封，否则生成的气体会从其中逸出。3. 3. 构建碳的单质和化合物的关系网络如图构建碳的单质和化合物的关系网络如图放出放出 本网络图包括本网络图包括 9 9 个化学方程式，涵盖了碳的单质和化合物的重要化个化学方程式，涵盖了碳的单质和化合物的重要化学性质，这是掌握本节内容的关键。其中学性质，这是掌握本节内容的关键。其中 CO CO 与与 O O2 2 反应的化学方程式为反应的化学方程式为，该反应，该反应( (填填“吸收吸收”或或“放出放出”)

13、)热量。热量。2COO22CO2点燃3. 构建碳的单质和化合物的关系网络如图构建碳的单质和化合物的关系网络如图 144：放出放出 图图 144本网络图包括本网络图包括 9 个化学方程式，涵盖了碳的单质和化合物的重要化个化学方程式，涵盖了碳的单质和化合物的重要化学性质，这是掌握本节内容的关键。其中学性质，这是掌握本节内容的关键。其中 CO 与与 O2 反应的化学方程式为反应的化学方程式为，该反应，该反应(填填“吸收吸收”或或“放出放出”)热量。热量。4. 含碳元素的化合物大多数是有机化合物，但有机化合物不包括含碳元素的化合物大多数是有机化合物，但有机化合物不包括 CO、CO2、H2CO3 以及碳

14、酸盐。最简单的有机化合物是甲烷以及碳酸盐。最简单的有机化合物是甲烷(CH4)，常见的有机化，常见的有机化合物有乙醇合物有乙醇(C2H5OH)和葡糖糖和葡糖糖(C6H12O6)，它们燃烧都生成水和二氧化碳。，它们燃烧都生成水和二氧化碳。2COO22CO2点燃考点 2 二氧化碳的实验室制法【例【例 2】(2013 德阳德阳)请根据下列装置回答有关问题请根据下列装置回答有关问题：图 146(2)(2)若用上述装置制取二氧化碳，则若用上述装置制取二氧化碳，则 A A 中发生反应的化学方程式为中发生反应的化学方程式为 若要制取和收集一瓶干燥的二氧化碳气体，其装置接口的若要制取和收集一瓶干燥的二氧化碳气体

15、，其装置接口的 连接顺序是连接顺序是( (用接口字母顺序从左至右连接用接口字母顺序从左至右连接) ) 、 、 、 。 检验二氧化碳是否集满的方法是：检验二氧化碳是否集满的方法是： 。(1)(1)有标号仪器的名称：为有标号仪器的名称：为 ；为；为 。 a c b g用燃着的木条放在集气瓶口用燃着的木条放在集气瓶口CaCO32HClCaCl2CO2H2O锥形瓶锥形瓶水槽水槽2. (2013 大连大连)用以下装置进行气体的实用以下装置进行气体的实验室制取和性质实验。验室制取和性质实验。图 147 实 战 体 验 (1)选选 择择 装装 置置 A 用用 氯氯 酸酸 钾钾 和和 二二 氧氧 化化 锰锰

16、制制 氧氧 气气 的的 化化 学方程式为学方程式为 ，用排水法收集氧气的依据是，用排水法收集氧气的依据是(2)用装置用装置 B 制二氧化碳的化学方程式为制二氧化碳的化学方程式为，检验二氧化碳已收集满的方法是，检验二氧化碳已收集满的方法是 ，长颈漏斗末端位于液面下的原因是，长颈漏斗末端位于液面下的原因是 。 。将带火星的木条放在瓶口，将带火星的木条放在瓶口，形成液封防止气体逸出形成液封防止气体逸出(3)将二氧化碳通入装置将二氧化碳通入装置 C 中中 ，紫色石蕊溶液变红的原因用化学方程，紫色石蕊溶液变红的原因用化学方程式表示为式表示为 。氧气不易溶于水氧气不易溶于水2KClO32KCl3O2MnO

17、2CaCO32HCl CaCl2H2OCO2若熄灭证明已满若熄灭证明已满H2OCO2 H2CO33. 请根据图请根据图 148 中中 A、B 两图回答下列问题。两图回答下列问题。图 148(1)仪器仪器 a 的名称是的名称是。长颈漏斗长颈漏斗(2)写出锥形瓶内反应的化学方程式：写出锥形瓶内反应的化学方程式：。(3)锥形瓶内的反应进行较长时间后，用燃着的火柴放在集气瓶口，火锥形瓶内的反应进行较长时间后，用燃着的火柴放在集气瓶口，火焰仍不熄灭的原因是焰仍不熄灭的原因是。(4)如图如图 148B 所示，将一瓶二氧化碳所示，将一瓶二氧化碳气体慢慢倒入放着蜡烛的烧气体慢慢倒入放着蜡烛的烧杯中，发现上层蜡

18、烛先熄灭，原因是杯中，发现上层蜡烛先熄灭，原因是。长颈漏斗下端未伸入液面，造成气体逸出长颈漏斗下端未伸入液面，造成气体逸出上层燃着的蜡烛先接触倒入的二氧化碳上层燃着的蜡烛先接触倒入的二氧化碳CaCO32HCl CaCl2H2OCO2考点 3 一氧化碳的性质和用途【例【例 3】(2012 丽水丽水)某气体可能由某气体可能由 CO、CO2、H2、HCl 中的一种或几中的一种或几种组成。为研究其组成，某兴趣小组的同学按如图种组成。为研究其组成，某兴趣小组的同学按如图 149 装置进行实验装置进行实验(有些固定装置已经省去有些固定装置已经省去)。请回答：图 149(1)若该气体中含有若该气体中含有 H

19、2，则能观察到的实验现象是，则能观察到的实验现象是。(2)按上述装置进行实验，观察到按上述装置进行实验，观察到 A 处没有明显现象，据此现象，你处没有明显现象，据此现象，你能确定气体中能确定气体中 CO2 的存在吗？若能，请说明理由；若不能，请你在不影响的存在吗？若能，请说明理由；若不能，请你在不影响其他气体检验的前提下，对上述装置提出一个简单的改进方案，使实验能其他气体检验的前提下，对上述装置提出一个简单的改进方案，使实验能确定确定 CO2 是否存在。是否存在。思路点拨H2 具具有还原性，能使有还原性，能使 CuO 还原为红色光亮的铜，反应还原为红色光亮的铜，反应的的化学方程式为化学方程式为

20、 H2CuOCuH2O。无水硫酸。无水硫酸铜遇水变蓝色，实验室根铜遇水变蓝色，实验室根据这一性质检验水的存在。若该气体中含有据这一性质检验水的存在。若该气体中含有 H2，则能观察到的实验现象，则能观察到的实验现象是是 C 处黑色粉末变红，处黑色粉末变红，D 处白色粉末变蓝。处白色粉末变蓝。C 处黑色粉末变红，处黑色粉末变红，D 处白色粉末变蓝处白色粉末变蓝本题难点在于：气体中可能含有 HCl，如果 HCl 存在，通过装置 A，HCl 与 Ca(OH)2 发生中和反应，即使气体中含有 CO2，通过 A 时也会没有任何现象。因此，按上述装置进行实验，观察到 A 处没有明显现象，并不能确定气体中是否存在 CO2。应该在 A、B 之间再增加一个 A 装置，如果这个装置中石灰水变浑浊，则证明原气体中有 CO2；若不变浑浊，则原气体中不含 CO2。答案 (1)C 处黑色粉末变红，D 处白色粉末变蓝 (2)在 A、B 装置之间再连接一个装有澄清石灰水的洗气瓶。空气空