2024年中考化学二轮复习突破-碳与碳的氧化物课件

碳与碳的氧化物

课程目标

1.认识石墨、金刚石和C60等碳单质的性质和用途。

2.认识二氧化碳和一氧化碳的物理性质、化学性质和用途。

3.认识物质的性质与用途的关系。

4.初步学习二氧化碳的实验室制法，归纳实验室制取气体的一般思路与方法。

5.认识碳在自然界中可以相互转化及其对维持人类生活与生态平衡的意义。

碳单质的物理性质和用途二氧化碳对人体健康的影响

温室效应

稳定性碳单质的「碳的1」二氧化碳对l

可燃性］化学性质:单质/生岁口环境『低碳生活

,、,〔旳影口向____:［自然界中碳、氧的循环

哽口喫勺

CO与C()2的物理性质氧化碳的实验室制取

一氧化碳与二氧化物71盘僧

co的化学性质及用途、氧化碳的性质/、…的制取.氧化碳的工业制取

CO2的化学性质及用途及用途

/✓////✓/✓/✓//✓/✓✓//✓////主要^|力质间反应与转化建

占燃占燃占燃占燃

①2C+02^^28或C+02^^82②2C+02^^28③C+

CO2或C+2CuO2Cu+CO2T或3C+ZFezC^4Fe+3co2T④C+

-CCC八/P\Ic，点Ic丿臣c-c-P"CTTIfC，点

CC)2=2co⑤C+C)2===CO2或2co+€>2=2c€>2或CH4+2C>2

占燃

CC>2+2H2。⑥2co+。22c。2或CO+CuOqCu+CO2或3co+

Fe2()3一冋辿2Fe+3cC>2⑦C+CO2^^2CO⑧H2cC^qCOzT+HzO

H,CO.Ca(OH)2

主要物质间的反应与转化网络构建

@CO2+H2O^=H2CO3®CO2+Ca(OH)2^=CaCO3；+H2O⑪Ca(OH)2+

Na2CO3CaCO3；+2NaOH⑫Na2cO3+2HC12NaCl+CO2$+H2O或Na2CO3+

H2SO4^=Na2SO4+CO2T+H2O⑬CO?+2NaOH^=Na2CO3+H2O⑭Ca(OH)2+

Na2CO3CaCO3；+2NaOH或CaCl2+Na2CO3CaCO3j,+2NaCl®CaCO3+

①6⑱

占燃占燃

⑰CH4+2O2CO2+2H2O⑱CH4+2O2CO2+2H2O

Ca(OH)2

知识梳理

知识点一碳单质的性质及用途

1.碳单质的物理性质及用途

碳单质石墨金刚石

C60

微观

结构1I

灰黑色的有金属光泽而不透无色透明的、正八

物理明的细鳞片状固体，耐高面体形状的固体，

性质温，质地较软，有滑腻天然存在的最硬

感，有良好的导电性的物质

碳单质石墨金刚石

作电极或电刷、石墨炸

制装饰品（钻石）、制钻头、切割大理石、

用途弹、制铅笔芯、做甜烟、

玻璃

作机械高温润滑剂

相同点都是由碳兀素组成的单质

性质金刚石和石墨物理性质差异大的原因：碳原子

差异的排列方式不同

决定决定

物质的结构=物质的性质=物质的用途。

反映反映

木炭和活性炭：有疏松多孔结构,有吸附性,可吸附色素、异味等。可

用作净水剂、食品脱色剂、冰箱除味剂、防毒面具滤毒剂。

焦炭：用于冶炼金属。

炭黑：用于制造黑色染料、油墨、油漆等，添加到橡胶里作补强剂，增强耐磨性。

注：碳的几种单质物理性质各异，而化学性质却相似。

2.碳单质的化学性质及用途

(1)稳定性：在常温下，碳的化学性质不活泼(原因：碳原子的最外层电子数为

4,不易得失电子)，用碳书写、绘画的字画经久不变色。

(2)可燃性:

占燃电

①充分燃烧(氧气充足)的化学方程式：C+°2^^C°2,可作燃料。

占燃

②不充分燃烧(氧气不充足)的化学方程式：U。

③碳与氧气反应，反应物的量不同，生成物也不同，参加反应的碳与氧气比例不同,

生成物如图:co2CO

co202co2cococ加(C)

3机(02)

4

(3)还原性(以木炭还原氧化铜为例)：

①木炭还原氧化铜实验装置如图。

②实验现象：黑色粉末逐渐变成光亮的红色；澄清石灰水变浑浊

,高温।

③化学方程式:C+2CuO2Cu+CO2T

④实验分析:

a.将木炭粉和氧化铜粉末烘干的原因：防止木炭与水蒸气反应生成的氢气、一氧化碳与氧

化铜反应。

b.火焰加金属网罩的目的：集中火焰.提高温度

c.实验结束后，先撤出导气管，再停止加热的目的:防止石灰水倒流炸裂热的试管

d.待试管冷却后再把试管中的粉末倒出的原因:防止热的铜接触空气又被氧化

e.木炭配比比理论值稍微多一点，是因为部分木炭会和试管中的氧气反应。

知识点二二氧化碳和一氧化碳的性质

1.二氧化碳的性质与用途

(1)物理性质：无色、无味的气体，密度比空气大，能溶于水,高压低温下

可得固态二氧化碳(干冰)，干冰升华吸热，可作制冷剂，也可用于食品冷藏、

制造舞台雾景、人工降雨。

（2）探究二氧化碳性质的小实验

实验现象分析与结论用途

燃烧,不支持燃烧；

观察到蜡烛自下用于灭火

而上依次熄灭物理性质：二氧化碳密度比

5空气的大

□

观察到软塑料物理性质：二氧化碳能溶制汽水饮料

汴

1瓶变瘪于水（碳酸饮料）

一二氧化碳

一価

=?

二氧化碳可与澄清石灰水反

澄清观察到澄清石灰水应，化学反应方程用于检验二氧

帯石灰水式：m+Ca（CH）2

1/变浑浊化碳气体

---■X

-----CaCO3；+H2O

(3)探究二氧化碳与水反应的实验

怅

rt〜rte

实验Q嬪歐颯WU

操作①军爍的石③把勺石蕊⑤取由头扌豁的小

②干燥的石④把用水润湿的

蕊小花上喷小花放进C02气

蕊小花上喷石蕊小花放入花，用吹风机烘干

稀醋酸体中

水C02气体中

现象变红不变红不变红变红红色变为紫色

誚嘴翻

稀醋酸能使水不能使石二氧化碳不能使碳酸不稳定，发生

分析

而蕊变红蕊变红而蕊变红巴使石蕊变红分解

碳酸易分解：

co2不显酸性，co?与水反应生成的酸性物质使紫色石蕊溶液变

结论HCOHO

成红色，化学方程式：CO2+H2O——H2c23—2+

CO2T

（4）碳与二氧化碳反应：C+CO2q返2co（吸热反应）。

（5）二氧化碳不能供给呼吸：因为二氧化碳密度大于空气，且不能供给呼吸，进入久

未开启的菜窖或干涸的深井前，做灯火试验。

（6）二氧化碳的其他用途：

①作温室肥料（气肥），C0?是一光合作用的原料,能促进光合作用，光合作用的

MA

化学方程式为6CO2+6H2O阡冢布C6Hl2。6+6。2。

②化工原料，制纯碱、尿素等。

2.一氧化碳的性质与用途

(1)物理性质：无色无味气体，密度略比空气小，难溶于水。

(2)化学性质及用途

①可燃性

a.纯净的CO安静地燃烧，产生一蓝色火焰,用内壁涂有澄清石灰水的烧杯罩在火焰

上方，澄清石灰水变浑浊。

占燃

b.燃烧的化学方程式：2CO+O2^^2C02；澄清石灰水变浑浊的化学方程

式：82+Ca(OH)2^=CaCC>31+H2O。

c.用途：作燃料。注意点燃前先检验气体的纯度(验纯)。

②还原性（以CO还原CuO为例）

CO还原CuO的实验装置如图。

A

实验现象反应的化学方程式

黑色粉末逐渐变成光亮的红色

ACO+CuO—Cu+CO2

澄清石灰水变浑浊

BCa(OH)2+CO2——CaCO3；+H2O

占燃

C气体燃烧，发出蓝色火焰

2co+。2八2c。2

分析与注意事项

(1)澄清石灰水的作用是检验生成的二氧化碳

(2)右侧酒精灯的作用是点燃尾气，防止污染空气。其他尾气处理的方法：①

用气球收集尾气；②用排水法收集尾气；③换一个长的导管伸到玻璃管下火焰处，将

尾气燃烧

【注意】

①先通一氧化碳后加热的原因是排出装置内的空气，防止加热一氧化碳与空气的

混合气体发生爆炸；②实验结束后先停止加热继续通入CO至玻璃管冷却的原因

是防止热的铜遇到空气又被氧化

③毒性：CO极易与血液中的血红蛋白结合，造成生物体内缺氧。

④用途：作燃料、用于冶炼金属。

【拓展延伸】亠、冃

1.氧化还原反应：itco+CuO=Cu+C02>C+2CuO^之2Cu+CO2T中，CO、

C得氧被氧化,CO、C具有还原性,作还原剂。

2.CO和CO2的组成元素相同，性质有很大差异的原因是一分子的构成不同

3.除杂：括号外为主要物质，括号内为杂质。

CO(C02)通入足量的氢氧化钠溶液,反应的化学方程式：2NaOH+

2cO3+H2O。

C02(CO)通过灼热的氧化铜，反应的化学方程式：CO+CnOjii+COz

4.鉴别：二氧化碳和一氧化碳

鉴别方法现象及结论

通入澄清石灰水能使澄清石灰水变浑浊的是CO?,无明显现象的是co

分别点燃在空气中能燃烧的是CO,不能燃烧的是CO2

通入紫色石蕊溶液使紫色石蕊溶液变红的是C02,无明显现象的是co

通入灼热的氧化铜中，使黑色粉末变红的是无明显现

还原氧化铜

象的是一C02

知识点三二氧化碳的制取

帛

1.工业制法：高温燉烧石灰石：CaC（）3—^Ca°+CO2T（化学方程式）。

2.二氧化碳的实验室制取

（1）药品：块状石灰石（或大理石）和稀盐酸（均为混合物）。

（2）反应原理：CaCO3+2HCl』CaC12+玛0+网（化学方程式）。

①不能用纯的CaC03或Na2cO3粉末的原因是反应速率太快.不易控制。

②不用浓盐酸的原因是浓盐酸易挥发，挥发出的氯化氢气体使制得的二氧化

碳不纯。

③不用稀硫酸的原因是生成微溶于水的Cas。,覆盖在石灰石表面，阻碍反应的进一步

进行。

(3)验满方法：

将燃着的木条放在集气瓶口.若木条熄灭，则二氧化碳已集满。

t

图甲

(4)检验方法：

将气体通入澄清石灰水.若澄清石灰水变浑浊，则是二氧化碳。

澄清

石灰水

/

图乙

(5)实验室制取二氧化碳气体并除杂和净化。

0

盐酸具有挥发性，故制得的CO2气体中可能混有少量的HC1气体，一般可用饱和碳酸

氢钠溶液除去CO?中的HC1气体。气体经过饱和碳酸氢钠溶液后，会有水蒸气混入，

浓硫酸有吸水性，可用浓硫酸除去水蒸气，进行干燥。

知识点四自然界碳、氧循环

1.自然界的二氧化碳循环

(1)产生二氧化碳：动植物呼吸、化石燃料的燃烧等。

(2)消耗二氧化碳：植物的光合作用吸收二氧化碳并放出氧气，海水吸收二氧化碳。

2.温室效应

(1)温室效应加剧的原因：大气中二氧化碳、甲烷、臭氧等温室气体增多；森林因为

天灾和人类的乱砍滥伐，导致CO?的消耗减少，引起全球气候变暖。

(2)危害：全球气候变暖、两极冰川融化、海平面上升、土地沙漠化、农业减产等；

引起暴雨、洪水等灾害，极端气候事件发生的频率和强度增加；影响自然生态系统，

改变生物多样性。

(3)防治措施：减少使用化石燃料；开发清洁能源(如核能、太阳能、风能、地热能

等)；植树造林，严禁乱砍滥伐；采用物理或化学方法，人工吸收二氧化碳。

提倡低碳生活：“低碳”生活中的“低碳”就是较低的二氧化碳排放。

易错点梳理

1.金刚石、石墨的物理性质存在很大差异的原因是碳原子的排列方式不同。

2.金刚石、石墨、C60都是由碳元素组成的，所以它们的性质完全相同。

3.CO、单质碳具有一些相似的化学性质，如可燃性、还原性。(

4.木炭、活性炭的主要成分是单质碳，具有疏松多孔的结构，均有吸附性。

5.C60是由60个碳原子构成的物质。

6.可用闻气味的方法区别CO?和CO。

7.可以用澄清石灰水或燃着的木条检验CO2气体。

8.CO、CO2的化学性质存在很大差异的原因是构成它们的分子不同。

9.澄清石灰水、氢氧化钠溶液可以用CO2气体来鉴别。

10.向石蕊溶液中通入CO2，溶液变红，所以CO2能使石蕊变红。

n.co和co2可以相互转化，也可以相互反应。

12.空气中CO2过多会引起温室效应，所以空气中CO2越少越好。

13.CO具有可燃性，除去CO?中的CO,可用点燃的方法。

考点突破

命题点一碳单质的性质和用途

【例1】碳与碳的化合物在工农业生产及日常生活中有广泛的应用O

图1图2金刚石图3石墨图4C60

(1)图1为碳原子结构示意图，碳原子最外层电子数为4,常温下碳的化学性

质不活泼(填“活泼”或“不活泼”)。

(2)碳单质的物理性质差异较大的原因是一碳原子的排列方式不同。

(3)金刚石和石墨都由原子构成,它们的化学式均可用C表示:C/。由分

子构成,其相对分子质量为720。

(4)净水器中常用活性炭除去色素和异味:金刚石可用于制钻头、切割大理石

鹽_O

(5)轻轨电车具有污染小的优点。当轻轨电车开动时，轻轨电车上裸露的“电刷”沿

架空电线滑动。电刷材料中含有石墨，选择石墨做电刷材料是因为其具有导电性、

滑腻感等性质。

(6)石墨在一定的条件下可以转化为金刚石，此变化的微观本质是一碳原子重新排

图1图2金刚石图3石墨图4C60

(7)如图是木炭还原氧化铜的实验，左边大试管中的反应现象是

黑色固体变红色，其反应的化学方程式是2CuO+C^=2Cu+CO2T,单质

碳的还原性可以用于冶金工业；右边小试管中的现象是一澄清石灰水变浑浊，

有关化学方程式是一Ca(OH)2+CO2：CaCO3；+H2Oo

C+CuOj

网罩

I澄清

防灰水

(8)15g碳与24go2充分反应，当反应停止后,剩余气体中包含C。

A.COB.CO2、02c.CO、co2D.CO、CO2、02

命题点二二氧化碳和一氧化碳的性质

【例2】（2023•湖南益阳）化学观念是化学课程要培养的核心素养之一。下列从不同

化学观念角度对CO和CO2的认识错误的是（D）。

A.元素观：CO和C02都是由碳、氧两种元素组成的化合物

B.分类观：CO和C02都属于氧化物

C.变化观：CO和CO2在一定条件下可以相互转化

D.结构观：CO和CCh都由碳原子和氧原子构成，化学性质相似

素养魁【例3】（2023•河北）小明按如图所示进行趣味实验，将U形管开口端放入

烧杯内，观察到溶液进入U形管并流入另一端。

公…燥的

,―to「氧化碳

滴有酚醜溶液的］

氢氧化钠溶液—

（1）烧杯内的溶液里一红色。

（2）二氧化碳与氢氧化钠溶液反应的化学方程式为C02+2NaOH-Na2cO3+

H2Oo

（3）U形管开口端放入烧杯后，管内气体压强减小（填“增大”“不变”或“减

小”），溶液在管内上升并流入另一端。

命题点三二氧化碳的制取

【例4】实验室用如图所示装置制CO2气体，并进行相关实验研究。已知：①氯化钙溶

液接近中性；②CO2与NaHC()3溶液不反应。

(1)如图甲是小沛设计的制取CO2的部分实验操作过程，其中错误的是一d。

图甲

(2)仪器a的名称是分液漏斗

(3)连接装置A、B,向锥形瓶内逐滴滴入稀盐酸，观察到乙处燃着的火柴先熄灭。

甲

w乙

B

图乙

①锥形瓶内发生反应的化学方程式为CaCO3+2HCl=^CaCl2+H2O+CO2T°

②由实验现象可推知CO?具有的性质：不可燃，不支持燃烧，密度比空气大。

素养養升(4)若在装置A与CO2收集装置之间增加装置C,其目的是一除去CO2气体

中遇有的HQ,相关反应的化学方程式是HC1+NaHCO3—NaCl+H2O+CO2To

思维的属(5)实验废液处理：待装置A中锥形瓶内无气泡产生时，静置，过滤除去

底部多余的固体粉末，测得滤液pH约为2,废液处理时，需将pH调节至6〜9。

①滤液所含溶质的化学式是一CaC%、HC1

②向上述滤液中缓慢加入be(填字母)，搅拌，调节溶液pH至6〜9,倒入

指定容器。

a.碳酸钙粉末b.澄清石灰水C.氢氧化钠溶液

____饱和

>=：［三一NaHCO

亠、溶液3

B

图乙

（6）利用如图所示装置进行CO（CO中混有少量CO?）还原CuO的实验，并验证反应

后的气体产物，装置连接顺序应为丙乙甲乙丁（装置可多次使用）。

甲乙丙T

(7)小鸿用如图装置制取CO?并验证相关性质。

稀盐酸

S

II石

隔板

DEFGH

含紫色饱和AgNO3含紫色

石蕊溶NaHCO,溶液石蕊溶

液的水溶液液的水

①装置D相对于装置A的优点是一便于控制反应的发生和停止

②关闭K2，打开K1,装置E中溶液变红；关闭K],打开K2，装置H中溶液变红。将变红

的两溶液加热相同时间，装置H中溶液变成紫色，而装置E中溶液仍显红色。装置E中

溶液仍显红色的原因是一二氧化碳气体中混有HC1；装置G的作用是一检验二氧化碳

气体中的HC1是否已经除干净

命题点四二氧化碳对生活和环境的影响

【例5】（2023•山东泰安模拟）自然界中的“碳循环”和“氧循环”为生态系统的正

常运转提供了可靠的资源保障。

（1）如图是自然界中氧的部分循环示意图，从①〜⑥中选择序号填空，消耗氧气的途

径有①②④⑤。

水

⑥生

光

物

植

用

作

（2）下列说法不正确的是_a_（填字母）。

a.空气中氧气的浓度越高越好b.空气中的氧处于动态平衡状态

c.每个人都在参与自然界中的氧循环d.氧在自然界中既有单质，又有化合物

（3）为控制二氧化碳的排放量，科学家采取新技术，将二氧化碳和氢气在二氧化镒作

催化剂和加热条件下转化为重要的化工原料乙烯（C2H给和水，反应的化学方程式

MnO?

为2c。2+6H2厶4H2。+C2H4

（4）要合理开发利用能源，下列关于煤的说法错误的是一A。

大气中的氧气

A.煤炉生火时，用木材引燃是为了提高煤的着火点

B.将煤块粉碎，可以使煤燃烧得更充分，有效节约能源聶属髓炭體編④人呼吸）籠类二農

H丁伙4且伪丿Li口

中作用

C.煤中含有硫元素，大量燃烧煤会造成酸雨

D.将煤隔绝空气加强热可以得到多种化工产品

(5)“低碳”是一种生活理念，也是一种生活态度。请写出日常生活中符合该理念的

做法(写一条)：尽量乘坐公交车出行。

强化训练

1.（2022.湖南长沙）“碳家族”的成员很多，用途很广。下列说法正确的是（C）。

A.石墨不具有导电性B.C60单质是由碳原子直接构成的

C.活性炭具有吸附性D.金刚石和石墨里碳原子的排列方式相同

2.（2023.辽宁营口）书写具有保存价值的档案时，按规定应使用碳素墨水（用炭黑等

制成）。说明单质碳具有的性质是（D）。

A.难溶于水B.可燃性

C.熔点高D.常温下化学性质稳定

3.（2022.四川凉山）每年5月31日为世界无烟日。吸烟有害健康，烟气中的一种有毒

气体是（C）。

A.O2B.N2C.COD.CO2

4.（2022.湖南郴州）有关碳及其化合物说法错误的是（C）。

A.金刚石是由碳元素组成的天然存在的最硬的物质

B.绿色植物通过光合作用吸收二氧化碳并放出氧气

C.一氧化碳气体易溶于水

D.加热条件下，木炭可使氧化铜还原为铜

5.（2023・湖北武汉）石墨、活性炭和木炭在生产生活中有着广泛的应用。

回答下列问题：

（1）石墨的用途可以是一AB（填字母）。

A.用于制铅笔芯B.用作电极C.用于切割大理石

（2）活性炭作冰箱除味剂，是利用其物理（填“物理”或“化学”）性质。

占燃

（3）木炭可用作燃料。木炭完全燃烧的化学方程式为C+O2=三CO?。

6.如图所示进行碳的氧化物的性质实验，请回答下列问题。

(1)甲处的实验现象为黑色粉末逐渐变成红色，发生反应的化学方程式为」2

+CuO=Cu+CO2

(2)乙装置的作用是防止液体倒吸，丙装置的作用是吸收二氧化碳.收集一氧化

碳。

7.(2023•黑龙江齐齐哈尔)化学实验是进行科学探究的重要方式之一，具备基本的化

学实验技能是学习化学和进行探究活动的基础和保证。根据图示回答下列问题：

(1)图A中木炭在空气中和在氧气中燃烧的现象不同，原因是氧气的浓度不同。

A.木炭燃烧

(2)图B中过滤后滤液仍

浑浊的原因可能是滤纸破损或液面高于滤纸边缘一(答一

点即可)。

B.过滤液体

(3)图C中酒精灯的作用是一点燃一氧化碳.防止污染空气

C.一氧化碳还原氧化铁

（4）图D中玻璃棒搅拌的目的是防止局部温度过高.造成液滴飞溅

------n

D.蒸发食盐水

8.(2023•北京)用如图实验研究CO?的性质。

干根紫色I湿病纂色

缓慢通

入CO?石蕊纸花石蕊纸花

(1)可证明CO2能与水反应的现象是_2处干燥紫色石蕊纸花不变色.1、3处湿润紫

色石蕊纸花变红色，密度比空气大的现象是一3处湿润紫色石蕊纸花比1处湿润紫色

石蕊纸花先变红色。

(2)燃着的木条熄灭，由此可得岀CO?具有的性质是_不能燃烧且不支持燃烧。

9.（2023•甘肃金昌）化学是以实验为基础的学科，正确选择实验装置是实验成功的关

键。如图所示装置常用于实验室制取气体，请回答下列问题。

ABCDEF

（1）标号①的仪器名称是锥形瓶。

（2）你认为选用B作发生装置，优点是可以控制反应速率.节约药品；请指出装

置C中存在的一处错误：长颈漏斗下端未伸入液面以下。

（3）改进上述装置图中存在的错误，并以过氧化氢溶液为原料，在实验室中制取并

收集干燥的氧气。按照要求选择实验装置，连接仪器后，先检查装置的气密性，

再装入药品，进行实验。

①所选装置的连接顺序为CGD或BGD（填字母）。

MnO2

②上述方法制氧气的化学方程式为2H2。2^=2%0+027。

③若把G装置中的浓硫酸换成水并盛满，用来收集难溶于水的气体时，气