碳和碳的氧化物-2023年中考化学必背重点知识

中考必背重点知识（六）

碳和碳的氧化物

金刚石、石墨和C60

知识点一：碳单质的物理性质及用途

碳亓素组成的单质有金刚石、石墨和C60等。它们的物理性质存在差异是因为碳原子的

排列方式不同。

一、金刚石

金刚石是由原子构成的固态非金属单质，具有很好的折光性，可以制作钻石等装饰品，是天

然硬度最大的物质，常用作裁玻璃的玻璃刀：又因为对光有极好的折射性，可加工成钻石。

金刚石分子为空间网状结构。

二、石墨

石墨是灰黑色固体，有金属光泽，而不透明的细鳞片状固体。石墨为层状结构。硬度小，质

软，熔点高，可用作铅笔芯、电极、高温润滑剂等，还可以导电。石墨由原子构成。

三、C60

C60是由分子构成，分子为足球状，又名足球烯，每个分子由60个碳原子构成，这种结

构的碳分子很稳定。常温下不导电，低温下具有超导性。相对分子质量为12X60=720,它主

要应用于超导、催化、材料、医学、生物学等领域。

四、无定型碳

无定形碳包括木炭、焦炭、活性炭和炭黑，四种无定形碳的物理性质和主要用途如下:

物理性质土要用途

木炭灰黑色多孔固体，有较强吸附能力制黑火药，制活性炭，吸附色素

活性炭黑色粉末或颗粒状，有强吸附型净化多种气体和液体，用于防毒面具中，制糖业中的脱色

炭黑黑色粉末制造油墨、油漆、鞋油、颜料、墨汁及橡胶制品的香料

焦炭浅灰色多孔固体，质地坚硬燃料，冶金工业的还原剂

注意：“碳”和“炭”的区别

“碳”是元素名称，是核电荷数为6的一类原子的总称。在表明碳元素、碳单质和含碳化合

物时用“碳”，如碳元素、碳单质、二氧化碳等。

“炭”表示由碳元素组成的某种物质，如木炭、活性炭、炭黑、焦炭等。

一般未指名具体单质时，习惯上用“碳”，如“炽热的碳”。

知识点二：碳单质的化学性质

1.稳定性

常温下，碳单质的化学性质稳定，受日光照射或与空气、水分接触，都不易起变化。随着温

度的升高，碳的活动性大大增强。占人的墨迹可以保存千年是因为常温下，墨汁中含有的碳

单质的化学性质稳定。

碳原子的院子结构示意图为：，,，最外层电子数为4个，不易得电子也不易失电子，

所以化学性质稳定。

2.可燃性

3.还原性

(1)木炭与氧化铜反应，原料：木炭、氧化铜

C+CuO

澄清的

石灰水

①实验现象：黑色粉末逐渐变成亮红色，生成的气体能使澄清石灰水变浑浊。

②化学方程式为C+2CuO=r里运2CU+CO2to

⑵高温下碳与CO?反应的方程式为CO2+CJ辿辿=2CO。这个反应是吸热反应。

⑶焦炭从赤铁矿中还原出铁，其反应的方程式为3c+2F02O3=懑缉=4Fe+3cCht。

注意：氧化与还原

（1）氧化反应、还原反应（不属于基本反应类型）

物质与氧发牛的反应叫做氧化反应。含氧，化合物里的氧被夺走的反应叫做还原反应。简记“得

氧被氧化，失氧被还原”。

（2）氧化性、还原性

在反应中，物质供给氧的性质叫做氧化性，物质多去氧（1勺性质叫做还原性。

二氧化碳制取的探究

知识点：二氧化碳的实验室制取

1.制取气体的•般思路和方法

确定反应原理（即确定药品）一一确定实验装置（包括发生装置和收集装置）一一验证所得

气体

（1）药品的选择原则：选择反应速率适中、价格便宜、来源广泛、污染少、实验安全、所

制气体纯净的药品。如实验室制取二氧化碳选择的大理石或石灰石在自然界中广泛存在，块

状大理石与稀盐酸反应的速率适合实验操作。

（2）发生装置的选择

CaCO5+2HCI=CO2f+H2O+CaC12

实验室能否用此原理制取二氧化碳？

答：浓盐酸挥发性很强，导致收集的气体不纯净。

（3）装置：包括发生装置和收集装置两部分，制取二制化碳，•般采用如图的两种装置,

制取二氧化碳的发生装置选固液不加热型，由于二氧化碳的密度比空气大，能溶于水且与水

反应，所以收集二氧化碳用向上排空气法。

发生装置

（4）操作步骤:

①连接装置

②检查气密性

操作：用弹簧夹夹紧橡皮管，从顶部漏斗口注水，使漏斗下端被水封闭：再注水，如果长颈

漏斗中的水面不下降，表明装置气密性良好

③装药品

④固定装置

⑤收集气体

⑥验满：将燃着的木条放在集气瓶口，木条熄灭说明集满。

与验满不同，检验CO2是将气体通入澄清的石灰水，变浑浊则该气体是二氧化碳。检验C02

一般不用燃着的木条，因为使燃着的木条熄灭的不一定是C02,N2也能使燃着的木条熄灭。

工业制取二氧化碳：高温暇烧石灰石

CaCO3=®^=CaO+CO2f

二氧化碳和一氧化碳

知识点一：二氧化碳

1.物理性质（通常状况）

无色无味气体，密度比空气大，能溶于水（1:1）,固态的二氧化碳俗称干冰。

比较气体与空气的密度时，可以比较相对分子质量，空气的平均相对分子质量为29,若气

体的相对分子质量大于29则密度比空气大，反之，密度比空气小。

思考：久未开启的地窖为什么不能轻易进入？

2.化学性质

（1）一般情况下，二氧化碳不能燃烧，也不支持燃烧。向放有阶梯蜡烛的烧杯中倾倒CO2.

下面的蜡烛先熄灭。这个实验说明了①C02的密度比空气大；②二氧化碳不能燃烧也不支持

燃烧。

（2）CCh通入水中生成破酸（或H2co力，反应方程式为：H2O+CO2===H2CO3

碳酸的性质：

①酸性，能使紫色石蕊溶液变红

②碳酸不稳定，易分解，反应的化学方程式为H2cO3===H2O+CO2t<1

（3）二氧化碳能使澄清的石灰水变浑浊,是由于生成了碳酸钙的缘故，其化学方程式为CO2

+Ca（OH）2===CaCO3I+H2O,这个反应可用来鉴定CO2气体。

（4）二氧化碳能与碳反应

C+C0?真l=2CO此反应为吸热反应

（5）二氧化碳能参与植物的光合作用

光尿

6CO2+6H2O=C6H12O6+6O2

注意呼吸作用方程式为：C6H12O6+6O2=6CO2+6H2O

3.二氧化碳的用途及其对生活和环境的影响

（1）二氧化碳的用途

二氧化碳的性质用途

不能燃烧，不支持燃烧，密度比空气大灭火

光合作用的原料，作气体肥料

能和水及其他物质反应制汽水，作化工原料

干冰升华吸热用于冷藏食物、人工降雨，制造舞台云雾等

（2）二氧化碳对人体健康的影响

二氧化碳本身没有毒性，但不能供给呼吸。当空气中的二氧化碳超过正常含量时，会对人体

健康产生影响。因此，在人群密集的地方应该注意通风换气.

（3）二氧化碳对环境的影响

大气中二氧化碳（还有臭氧甲烷［CH/、氟氯代烷［商品名为叙利昂］等）含量的增加会

引起“温室效应

（4）温室效应的危害：全球气候变暖，两极冰川融化，海平面升高，淹没部分沿海城市，

使土地沙漠化、农业减产等；引起灾害性和极端气候事件发生频率和强度增加；影响自然生

态系统，改变生物多样性等。

思考：设计实验证明二氧化碳能与水反应

提示：酸可以使紫色石蕊试剂变红

I紫色花变红1【紫色花不变色【II紫色花不变色IV紫色花变红

知识点二：一氧化碳

1.物理性质（通常状况）

无色无味气体，密度比空气略小，难溶于水。

思考：煤气管道中为什么要加•些有臭味的气体？

答：为了便于及时发现燥气的泄露。

思考：有人说在室内放置一盆水可以防止一氧化碳中毒，这种说法对吗？

答：不对，一氧化碳难溶于水。

2.化学性质与用途

（1）可燃性一一可作燃料

点燃前要验纯。

（2）还原性一一可冶炼金属

涉及反应的化学方程式

△

CO+CuO-C11+CO2

CO2+Ca（OH）2=H2O+CaCO.4

现象：

①黑色粉末变红

②澄清石灰水变浑浊

③末端的气体可以燃烧，火焰呈蓝色

开始时：

①点燃尾气处理的酒精灯

②通入CO

③点燃加热的酒精灯

结束时：

①先熄灭加热的酒精灯

②当装置冷却至室温时，停止通入co

③熄灭尾气处理的酒精灯

该实验体现了co的还原性、可燃性和毒性

注意：后面的酒精灯作用是尾气处理，或者用气球收集未反应co。

此外CO还能还原FC2O3与Fe3O4方程式为

3CO+Fc2O3==^=2Fe+3CO2

4CO+Fe3O4=^==3Fe+4CO2

(3)毒性

一氧化碳有毒，原因是会与血液中的血红蛋白结合，造成缺氧使人窒息。水煤气或香烟中含

有一氧化碳。

第7单元燃料及其利用

燃烧和灭火

知识点一：燃烧及燃烧的条件

1.燃烧定义：可燃物与氧气(或空气)发生的一种发光、放热的剧烈氧化反应。

着火点：可燃物燃烧时需要达到的最低温度。

着火点是物质的属性，不能降低。

2.条件(需要同时具备)

①有可燃物

②可燃物与氧气或空气接触

③温度达到可燃物的着火点

如红磷的着火点是240C,白磷的着火点是40℃o

考点二：灭火的原理与方法

1.灭火的原理

燃烧需要三个条件同时具备，因此，破坏燃烧的任意一个条件，即可达到灭火的目的。

2.常见的灭火方法

(1)清除可燃物或使可燃物与具他物品隔离。

如液化气、煤气起火，首先要及时关闭阀门，以断绝可燃物的来源；扑灭森林火灾，可

将大火蔓延路线前的一片树木砍掉，使森林中的树木与燃烧区隔离，以阻止火势的蔓延。

（2）隔绝氧气或空气

如厨房油锅起火，盖上锅盖就能灭火；用灯帽盖灭酒精灯等；二氧化碳灭火器能灭火的

原因之一就是灭火器喷出大量二氧化碳，在燃烧物表面形成一层二氧化碳气体层，使燃烧物

与空气隔绝。

（3）使温度降低到可燃物的着火点以下

如建筑物着火，用高压水枪灭火；房屋；草垛着火，用泼水的方法灭火。

注意:

①不是降低着火点，着火点是一定的，不能降低。②一定要降低到着火点以下，而不是降低

温度。

CO2能灭火的原因是一般情况下，CO2既无可燃性又无助燃性，H密度比空气大，能灭火的

原理是CO2隔绝了氧气。

3.火场自救

如果火势不大，可选择合适的方法和灭火器材将或扑灭；如果火势较大或有蔓延的趋

势和可能，应立即拨打119火警电话，并采取必要的自救措施，如用湿毛巾捂住口鼻，蹲下

靠近地面或沿墙壁跑离着火区域等。

知识点三：易燃物和易爆物的安全知识

I.概念

易燃物：一般指易燃的气体或液体，或容易燃烧、自然或遇湿可以燃烧的固体等。

易爆物：指受热或撞击容易发生爆炸的物质。

爆炸：可燃物在有限空间内急剧燃烧，就会在短时间内聚积大量的热，使气体的体积迅速膨

胀而引起爆炸。

2.生产、运输、使用、贮存易燃物和易爆物时的注意事项

（I）对厂房和仓库的要求：与周围建筑物间有足够的防火距离；厂房、仓库要有良好的通风

设备和静电消除设备：消防器材必须齐备，并严禁烟火，杜绝一切可能产生火花的因素。

（2）容器要求：要牢固、密封，警告标志明显，且要注明物质名称、化学性质、注意事项。

（3）存放要求：单存单放、远离火种、注意通风。

（4）运输要求：轻拿轻放、勿撞击。

（5）工作人员要求：严禁烟火、人走电断、经常检查。

燃料的合理利用与开发

知识点一：化石燃料及对环境的影响

（一）化学反应中的能量变化

1.放热现象与吸热现象

有些化学反应在产生新物质的同时还放出热最，这种现象是放热现象如：CaO+H2O=Ca

（OH）2；有些化学反应在生成新物质的同时还吸收热量，这种现象是吸热现象如：C+C02

=®l=2COo

2.能量的利用

当今社会，人类需要的大部分能量是由化学反应产生的，最常见的就是生活燃料的使用，如

利用化学反应产生的能量做饭、取暖等。此外，人们还利用燃烧等化学反应产生的能量发电、

烧制陶瓷、冶炼金属和发射火箭等；爆炸是瞬间产生巨大能量的反应，利用爆炸可以开矿采

煤、开山炸石、拆除危旧建筑等。

（-）化石燃料

三大化石燃料是煤、石油和天然气，它们都是古代生物的遗骸经一系列更杂的变化而形成的。

化石燃料是不可再生能源，

1.煤

成因：煤是古代植物等被埋在地下，经长期复杂的变化而形成的复杂混合物。

成分：煤中主要含碳元素，还含有少量的氢元素和氮、硫、氧等元素，以及无机矿物质。

综合利用：将煤隔绝空气加强热分解可以得到焦炭、煤焦油和煤气等，这个过程叫煤的干储，

是化学变化。

2石油

成因：石油是古代动植物的遗骸被层层沙泥掩埋，经长期复杂的变化形成的粘稠状液体。

成分：主要含有C、H两种元素，还含有少量的0、N、S等元素。

炼制：利用石油中各组分的沸点不同，将它们分离，得到溶剂油、汽油、煤油、柴油、润滑

油、石蜡、沥青等，这个过程叫石油分馀，是物理变化。

3.天然气

天然气是混合物，主要是由碳和氢组成的气态碳氢化合物，其中主要成份是甲烷一一C

H4O

（1）甲烷的物理性质：通常情况下，甲烷是无色、无味的气体，难溶于水，密度比空气小。

但天然气却很臭，是因为在天然气中加入了有臭味的物质，这样可以起泄漏时的报警作用。

（2）甲烷的化学性质：可燃性

甲烷燃烧的现象：产生明亮的蓝色火焰，放出大量热。在火焰上方罩一个干燥的冷烧杯，烧

杯内壁有水珠出现；迅速倒转烧杯，向烧杯中注入少量澄清石灰水，石灰水变浑浊。反应方

程式为：

注意：点燃前一定要先检验甲烷的纯度。

（三）使用燃料对环境的影响

1.煤的燃烧对环境的影响

（1）煤中含有碳元素，燃烧时产生大量二氧化碳，加剧“温室效应”。

（2）由于煤中含有少鼠的诲、氮亓素，故煤燃烧时会牛成二氧化硫（SO?）、二氧化氮（NO

2）等污染物。这些气体或其在空气中发生反应的生成物溶「雨水，会形成酸雨。

酸雨的危害：①危害人体健康②造成水体酸化③破坏十.壤、植被④破坏森林⑤腐蚀金属及建

筑物

酸雨的防治：①使用脱硫燃料②开发新能源③尾气处理后再排放。

（3）煤炭燃烧不充分时会生成有毒的•氧化碳，污染环境。

（4）煤在燃烧过程中，可能没有完仝反应，未燃烧的碳氢化合物及碳粒、烟尘等直接扑放到

大气中，污染环境。

2.车用燃料对环境的影响

（1）目前，多数汽车使用的燃料是从石油中分离出来的汽油或柴油。

（2）汽车尾气中的主要污染物有一氧化碳、未燃烧的碳氢化合物、氮的氧化物、含铅化合物

和烟尘等。

<3）减少汽车尾气污染的措施

①改进发动机的燃烧方式，以便燃料充分燃烧；

②使用催化净化装置，使有害气体转化为无害物质。

③使用无铅汽油，禁止含铅物质排放。

④使用压缩天然气（CNG）和液化石油气（LPG）作燃料。

⑤在汽油中添加适量的乙醇制成的乙醇汽油；乙醇（C2HsOH）俗称酒精，可由高粱、玉米

和薯类等发醉、蒸谣得到属于可再生资源。乙醉燃烧放出大量热，反应方程式：GHsOH+3

O2=^=2CO2+3H2O

⑥在管理上加大检测尾气的力度，禁止未达排放标准的汽车上路。

燃料的充分燃烧

1.条件：

①有足量的空气

②与空气有足够大的接触面积

2.不充分燃烧的危害

生成污染性气体一氧化碳；浪费燃料；放出热量少。

3.措施

增大氧气的供给量；增大燃料与氧气的接触面