九年级化学（科粤版上册）第五单元·碳及其氧化物复习知识清单

九年级化学（科粤版上册）第五单元·碳及其氧化物复习知识清单

一、碳的单质：从宏观辨识到微观探析

本部分内容的核心在于理解“同素异形体”这一概念，即由同种元素组成的不同单质。这是初中化学中首次系统性地接触“结构决定性质，性质决定用途”这一化学核心观念，【非常重要】【高频考点】。

（一）金刚石与石墨：结构迥异的“同胞兄弟”

金刚石和石墨都是由碳元素组成的单质，【基础】但它们的物理性质却天差地别，其根本原因在于碳原子的排列方式不同。【难点】

金刚石中的碳原子呈正八面体状的立体网状结构，这种结构使得金刚石成为天然存在的最硬的物质【重要】，且不导电。因此，它被用于制作玻璃刀钻头、钻探机的钻头以及作为名贵的装饰品钻石。在考查中，经常会以“性质决定用途”的题型出现，例如问“为什么金刚石能切割玻璃？”答案指向其硬度大。

石墨中的碳原子呈层状排列，层与层之间的作用力较弱，容易滑动，因此石墨质地柔软，有滑腻感，可用作铅笔芯和润滑剂【重要】。同时，由于层内每个碳原子均能形成一个自由移动的电子，所以石墨具有良好的导电性，常用作电极。石墨还具有良好的导热性和耐高温性，可用于制作坩埚。关于石墨的考点极为密集，【高频考点】尤其要注意其“质软”与“润滑性”、“导电性”与“电极用途”之间的对应关系。

（二）无定形碳与碳家族新成员

除了金刚石和石墨，常见的碳单质还包括木炭、活性炭、焦炭、炭黑等，它们通常被称为无定形碳，其主要成分也是碳单质。【基础】

木炭和活性炭具有疏松多孔的结构，因此具有吸附性【重要】。活性炭的吸附能力更强，常被用于防毒面具滤毒罐、自来水的深度净化以及制糖工业中的脱色剂。考试中常以生活情境考查吸附性的应用，例如“冰箱除味剂”利用了活性炭的吸附性。

炭黑是制造墨的主要原料，由于其在常温下化学性质稳定，用墨汁绘制的字画能长时间保存而不褪色，这是考查碳单质常温下稳定性最经典的例子【热点】。

随着科技发展，C60（富勒烯）、碳纳米管、石墨烯等碳单质的新成员也进入了中考视野。C60分子是由60个碳原子构成的笼状分子，形似足球，完全由碳元素组成，是一种单质【基础】。此类题目通常以信息题形式出现，考查学生获取信息并运用“同种元素组成的不同单质”这一核心概念解决问题的能力。

二、单质碳的化学性质：稳定与活泼的统一

碳单质的化学性质是本章的【重中之重】【高频考点】，需要从“守恆”与“变”两个角度理解。

（一）常温下的稳定性（“守恆”）

正如古人用墨书写的字画历经千年不变色，其根本原因是碳原子最外层电子数为4，既不容易得电子，也不容易失电子，因此在常温下化学性质很稳定。【重要】这是碳单质的一个重要性质，常以传统文化或生活常识为背景进行考查。

（二）高温下的活泼性（“变”）

在点燃或高温条件下，碳的化学性质变得活泼，主要表现为可燃性和还原性。

1.可燃性【基础】

这是碳作为燃料的理论依据。当氧气充足时，碳完全燃烧，生成二氧化碳，并放出大量热，化学方程式为C+O₂点燃CO₂。当氧气不充足时，碳不完全燃烧，生成一氧化碳，化学方程式为2C+O₂点燃2CO。这是一个【高频考点】，经常以选择或填空题形式，考查对反应条件、产物以及方程式的书写。解题关键在于判断“氧气的量”。同时，一氧化碳的生成也是导致煤气中毒的直接原因，为下文做铺垫。

2.还原性【难点】【高频考点】

碳的还原性是指碳能夺取某些氧化物（如金属氧化物）中的氧元素，使其发生还原反应的性质。这是冶金工业的重要原理。

核心反应一：木炭还原氧化铜。化学方程式为C+2CuO高温2Cu+CO₂↑。实验现象是黑色粉末（氧化铜和木炭粉的混合物）逐渐变为光亮的红色（铜），同时生成的气体能使澄清石灰水变浑浊（二氧化碳）。【重要】此实验是中考化学实验探究题的常客。考查点非常细致：【易错点】①实验结束后，要先撤出导管，再熄灭酒精灯，防止澄清石灰水倒流炸裂试管。②酒精灯加网罩的目的是使火焰集中，提高温度。③待试管冷却后再把试管里的粉末倒出来，是为了防止生成的灼热的铜被空气中的氧气重新氧化。

核心反应二：碳与二氧化碳反应。化学方程式为C+CO₂高温2CO。此反应吸收热量，是工业上制取发生炉煤气的原理，也是碳还原性的又一体现。【热点】它构建了“碳三角”（C、CO、CO₂）之间相互转化的关键一环。

碳的还原性常用于冶炼金属，如焦炭冶炼铁矿石。考试中常将其与一氧化碳还原氧化铜或氧化铁的实验进行对比考查，要求学生理解不同还原剂（C、CO、H₂）的特点。

三、一氧化碳（CO）：性格迥异的“碳的氧化物”

一氧化碳是与二氧化碳完全不同的另一种碳的氧化物，其性质和危害是中考的【必考点】。

（一）物理性质【基础】

一氧化碳是一种无色、无味的气体，密度比空气略小，难溶于水。这些性质决定了它不易被察觉，也是其具有毒性的客观原因。【易错点】由于其密度与空气接近且有毒，所以不能用排空气法收集，通常用排水法收集。

（二）化学性质【非常重要】【高频考点】

1.可燃性：一氧化碳能燃烧，火焰呈蓝色，生成二氧化碳，化学方程式为2CO+O₂点燃2CO₂。这是它作为气体燃料（如管道煤气、水煤气）的依据。考试中常考其燃烧现象（蓝色火焰）以及点燃前必须验纯，以防爆炸。

2.毒性：这是CO最重要的性质之一，也是联系生活实际的重点。【热点】CO极易与血液中的血红蛋白结合，且结合能力比氧气强200多倍，从而使血红蛋白丧失携带氧气的能力，造成生物体内缺氧，严重时会危及生命。因此，在使用含碳燃料（如煤、木炭、天然气）时，务必保持通风良好，防止CO中毒。一旦发现煤气泄漏，应立即关闭阀门，打开门窗通风，严禁开灯、开抽油烟机或使用明火。

3.还原性：CO也具有还原性，能将金属氧化物还原为金属单质。典型反应为CO+CuO△Cu+CO₂。此反应的现象是黑色氧化铜粉末变成光亮的红色，生成的气体能使澄清石灰水变浑浊。【重要】这个实验在装置上与氢气还原氧化铜有相似之处，但尾气中的CO必须进行点燃处理或收集起来，以防止污染空气，因为CO有毒。这也是中考实验题中考查装置改进的常见切入点。

四、“碳三角”的相互转化：构建知识网络

C、CO、CO₂这三种含碳物质之间的转化关系，构成了初中化学中著名的“碳三角”，是【核心素养】的综合体现，也是推断题和综合应用题的重要题眼。【高频考点】

转化关系如下：

1.C→CO₂：C+O₂点燃CO₂（充分燃烧）

2.C→CO：2C+O₂点燃2CO（不充分燃烧）或C+CO₂高温2CO

3.CO→CO₂：2CO+O₂点燃2CO₂或CO+CuO△Cu+CO₂

4.CO₂→CO：C+CO₂高温2CO

5.CO₂→C：这个转化通常不直接发生，但可以通过绿色植物的光合作用实现，将CO₂转化为有机物和氧气，体现了碳循环。

解题时，要求学生能够熟练书写每一步转化的化学方程式，并能根据物质的性