第四節(jié) 碳和碳的氧化物,第一部分 身邊的化學(xué)物質(zhì),要點1 碳的單質(zhì) 1. 碳的單質(zhì)主要包括： 、 和C60，它們都是由碳元素組成的單質(zhì)。 2. 碳的幾種單質(zhì)的物理性質(zhì)有很大的差異，原因是 ，但它們的化學(xué)性質(zhì)相同。 3. 碳單質(zhì)的物理性質(zhì)和用途：,石墨,金剛石,碳原子的排列方式不同,4. 碳單質(zhì)的化學(xué)性質(zhì)和用途：,墨水用于書寫檔案、作畫,作燃料,用于冶煉金屬，作還原劑,要點2 二氧化碳的性質(zhì),固體二氧化碳,做燈火實驗,CO2H2O H2CO3,紅,H2CO3 H2OCO2,紫,要點3 二氧化碳的用途與危害,制冷,干冰“升華”時吸收大量的熱,不能燃燒,不支持燃燒,密度比空氣的大,可促進植物的光合作用,溫室效應(yīng),要點4 二氧化碳的實驗室制法 圖1-4-1是實驗室制取CO2的操作過程。,1. 原料名稱： 和 。 2. 反應(yīng)原理(化學(xué)方程式)： 。 3. 驗證二氧化碳的方法：將氣體通入澄清的石灰水中，出現(xiàn) 渾濁現(xiàn)象，證明是二氧化碳氣體，發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為 。 驗滿方法是 。 4. 收集CO2的方法是 ，因為CO2的密度 且CO2 ，所以CO2不能用排水法收集。,石灰石(或大理石),稀鹽酸,CaCO32HCl CaCl2+CO2+H2O,白色,CO2Ca (OH) 2 CaCO3H2O,將燃著的木條放在瓶口，若木條熄滅則表示氣體已經(jīng)收集滿,向上排空氣法,比空氣的大,可溶于水,要點5 一氧化碳的性質(zhì)和用途,略小,難,血紅蛋白,缺氧,燃料,還原劑,要點6 自然界中的碳循環(huán) 如圖1-4-2是自然界中的碳循環(huán)示意圖。 注意：(1)CO2不是空氣污染物。CO2會參與大氣中的碳循環(huán)，是氧氣的間接來源。由于CO2的增多，會導(dǎo)致“溫室效應(yīng)”，但只是影響環(huán)境，并不會污染環(huán)境。 (2)CO2可以促進綠色植物的光合作用，因此在溫室中可用作 。,氣體肥料,要點7 幾個需要注意的問題 1. 實驗室中制取二氧化碳時，需要注意的問題： (1)不用碳酸鈉粉末代替石灰石與稀鹽酸反應(yīng)制取CO2的原因是：碳酸鈉與鹽酸反應(yīng)速度太快，不便控制。 (2)不用稀硫酸與石灰石反應(yīng)制取CO2的原因是：反應(yīng)生成的CaSO4微溶于水，會覆蓋在碳酸鈣表面阻止反應(yīng)進一步進行。 (3)不用濃鹽酸與石灰石反應(yīng)制取CO2的原因是：濃鹽酸有揮發(fā)性，會導(dǎo)致制得的CO2氣體不純凈。,2. 在實驗室中，制取氣體的裝置包括發(fā)生裝置和收集裝置兩部分。 確定氣體發(fā)生裝置時，應(yīng)考慮反應(yīng)物的狀態(tài)和反應(yīng) 條件。 確定收集裝置時，應(yīng)考慮生成氣體的密度和溶解性。 綜上所述，制取CO2可用如圖1-4-3所示的裝置。 其中長頸漏斗的下端管口應(yīng)伸入液面以下，形成液封，否則生成的氣體會從其中逸出。,3. 碳的單質(zhì)和化合物的關(guān)系網(wǎng)絡(luò)如圖1-4-4： 本網(wǎng)絡(luò)圖包括9個化學(xué)方程式，涵蓋了碳的單質(zhì)和化合物的重要化學(xué)性質(zhì)，這是掌握本節(jié)內(nèi)容的關(guān)鍵。其中 CO與O2反應(yīng)的化學(xué)方程式為 ， 該反應(yīng) (填“吸收”或“放出”)熱量。,放出,考點1 碳的單質(zhì) 典例分析 【例1】（2013佛山）有關(guān)金剛石、石墨和C60的說法正確的是( ) A. 都屬于單質(zhì) B. 元素組成不同 C. 硬度相同 D. 碳原子排列方式相同,思路點撥 A. 金剛石、石墨和C60都是由碳元素組成的純凈物，都屬于單質(zhì)，故A正確；B. 金剛石、石墨和C60都是由碳元素組成的，組成元素相同，故B錯誤；C. 金剛石是天然存在的最硬的物質(zhì)，石墨很軟，它們的硬度不同，故C錯誤；D. 金剛石、石墨和C60性質(zhì)不同，原因是碳原子排列方式不同，故D錯誤。故選A。,答案 A,考題再現(xiàn) 1. (2012廣州)下列關(guān)于碳和碳的氧化物的說法正確的是( ) A. 金剛石和石墨的硬度都很大 B. 二氧化碳和一氧化碳都能滅火 C. 二氧化碳可作為大棚種植農(nóng)作物的氣體肥料 D. 一氧化碳可使澄清的石灰水變渾濁,C,2. （2012佛山）（1）碳在地殼中的含量不高，但它的化 合物數(shù)量眾多，而且分布極廣。,根據(jù)所學(xué)知識及圖1-4-5所示回答： （1）圖為碳原子的結(jié)構(gòu)示意圖，碳原子最外層電子數(shù) 為 ，常溫下碳的化學(xué)性質(zhì) （填“活潑”或 “不活潑”）。 （2）圖對應(yīng)三種碳單質(zhì)，圖單質(zhì)的名稱是 。 圖單質(zhì)的名稱是 ，圖單質(zhì)的化學(xué)式是 。 （3）C為+4價，Cl為-1價，由C和Cl組成的化合物的化學(xué) 式為 。,4,不活潑,金剛石,石墨,C60,CCl4,考題預(yù)測 3. “碳海綿”是已知最輕的固體材料，主要成分是石墨烯和碳 納米管（兩者都是碳單質(zhì)），具有疏松多孔結(jié)構(gòu)。下列 關(guān)于“碳海綿”性質(zhì)的推測一定有錯誤的是 ( ) A. 碳海綿有吸附作用 B. 碳海綿是灰黑色固體 C. 碳海綿易溶解于水 D. 碳海綿燃燒會產(chǎn)生二氧化碳 4. 下列有關(guān)物質(zhì)性質(zhì)與用途的說法，錯誤的是 ( ) A. 石墨有滑膩感，可用來作電極 B. 焦炭有還原性，可用于冶金工業(yè) C. 活性炭有吸附性，可用來吸附異味 D. 金剛石的硬度大，可用來切割玻璃,C,A,5. 下列關(guān)于碳及碳的化合物的說法錯誤的是 ( ) A. 石墨、金剛石、C60的物理性質(zhì)不同，但都屬于碳的不 同單質(zhì) B. 乙烯（X）的燃燒反應(yīng)為X+3O2 2H2O+2CO2，則 乙烯的分子式為C2H4 C. 含碳的化合物中甲烷、乙醇屬于有機物，CO、CO2則 屬于無機物 D. C6H6(苯)和C2H2（乙炔）中C、H原子個數(shù)比相同，但 元素質(zhì)量比不同,D,6. 碳及碳的化合物在生產(chǎn)和生活中有著廣泛的用途，請回答： （1）在生活中，用活性炭除去冰箱中的異味，這是利用了 活性炭的 性。 （2）石墨可用作干電池的電極，這是利用了石墨的 性。 （3）金剛石可用來切割玻璃，這是利用了金剛石 的 性質(zhì)。 （4）用炭黑墨汁所繪的畫和書寫的字經(jīng)久不變色，這是因 為 。,吸附,導(dǎo)電,硬度大,單質(zhì)碳在常溫下性質(zhì)穩(wěn)定,考點2 二氧化碳 典例分析 【例2】（2015廣州）如圖1-4-6，將充滿CO2的試管倒扣在滴有紫色石蕊的蒸餾水中，一段時間后，下列實驗現(xiàn)象描述正確的是（ ） 試管內(nèi)液面上升 試管內(nèi)溶液變紅 試管內(nèi)液面不上升 試管內(nèi)溶液變藍 試管內(nèi)溶液不變色,A B C D,答案 A,思路點撥 二氧化碳能溶于水，并且與水反應(yīng)，試管內(nèi)氣體減少，壓強變小，試管內(nèi)水面上升，故正確；二氧化碳與水反應(yīng)生成碳酸，呈酸性，能使紫色石蕊變紅，故而試管內(nèi)的液體變紅，故正確。故選A。,考題再現(xiàn) （2015佛山）下列有關(guān)物質(zhì)的性質(zhì)、用途等說法正確的 是 ( ) 干冰用于人工降雨 石墨可作電極 氧氣可用作燃料氫氧化鈣能改良酸性土壤 KNO3屬于復(fù)合肥料 生活中可用氫氧化鈉來除去爐具上的油污，也可治療胃酸過多 A B C D ,C,2（2014梅州）某學(xué)習(xí)小組利用如圖1-4-7所示的儀器或 裝置進行氣體制備，回答有關(guān)問題：,長頸漏斗,2KClO3 2KCl+3O2,（1）寫出儀器a的名稱： ，用A裝置制取氧氣 的化學(xué)反應(yīng)方程式為 。 （2）若要在實驗室制取二氧化碳氣體，其發(fā)生裝置可選 用圖中的 （填序號）進行組裝，連接玻璃管和膠 皮管的操作：先把玻璃管口 ，然后稍稍用力 即可把玻璃管插入膠皮管內(nèi)。 （3）要制取干燥的二氧化碳，可在收集裝置前增加盛有 的洗氣瓶。 （4）實驗室收集氧氣和二氧化碳都可用到的裝置是 （填序號）。 （5）用澄清石灰水檢驗二氧化碳，其反應(yīng)的化學(xué)方程式 為 。,BC,用水潤濕,濃硫酸,F,CO2+Ca(OH)2 CaCO3+H2O,3（2013揭陽）人的生活離不開化學(xué)，請用化學(xué)知識回答 以下問題： （1）多步行、騎單車出行，能有效減少CO2、SO2、CO 等氣體的排放，這些氣體中能引起溫室效應(yīng)的是 ， 會造成酸雨的是 。 （2）缺乏維生素C會引起的疾病是 。 A壞血病 B齲齒 C骨質(zhì)疏松 （3）化石燃料包括煤、天然氣和 ，其中天然氣 的主要成分為 ，天然氣在空氣中完全燃燒的化學(xué) 方程式為 。 （4）炒菜時油鍋中的油不慎著火，可用鍋蓋蓋滅，其滅 火原理為 。,CO2,SO2,A,石油,CH4,CH4+2O2 2H2O+CO2,隔絕氧氣,考題預(yù)測 4. 下列各項實驗中，所用試劑及實驗操作均正確的是( ) A制取CO2 B加熱固體 C制取氧氣 D除去O2中的水蒸氣,D,5. 下列實驗操作或過程不合理的是 ( ) A 檢驗CO2氣體 B 監(jiān)控氣體的流速 C CO2驗滿 D蒸發(fā),C,6. 下列實驗操作和分析都正確的是 ( ) A. 用帶火星的木條伸入集氣瓶底部來檢驗CO2是否收集 滿,因為CO2的密度比空氣大 B. 取一小塊乒乓球碎片和濾紙碎片，分別用坩堝鉗夾住 放在酒精燈火焰上加熱,目的是證明這兩種可燃物的著 火點不同 C. 蒸發(fā)操作時，要用玻璃棒不斷攪拌,目的是為了加快 水的蒸發(fā) D. 木炭還原氧化銅時，加熱用的酒精燈可加網(wǎng)罩，最好 使用酒精噴燈,網(wǎng)罩的作用是使火焰集中并提高溫度,D,7. 實驗室制取CO2有以下步驟：連接好裝置；向試管中 小心放入幾小塊石灰石；向試管中小心注入適量稀鹽 酸；檢查裝置的氣密性；收集產(chǎn)生的氣體；用燃燒 的木條檢驗集氣瓶是否收集滿 CO2，以上操作按由先至后 的順序排列正確的是 ( ) A. B. C. D. ,B,考點3 一氧化碳的性質(zhì)和用途 典例分析 【例3】(2011廣州)下列說法正確的是( ) A. CO2能與血液中的血紅蛋白結(jié)合導(dǎo)致中毒 B. CO能溶于水生成酸 C. 用聞氣味的方法能夠區(qū)別CO2和CO D. CO可以在O2中燃燒,思路點撥 本題考查的是組成元素相同、結(jié)構(gòu)相似的CO和CO2的性質(zhì)的對比，正確掌握這兩種氣體的性質(zhì)是解答本題的關(guān)鍵。A. 與血液中血紅蛋白結(jié)合導(dǎo)致中毒的是CO而不是CO2，故A不正確；B. CO既不溶于水也不能與水反應(yīng)，CO2可與水反應(yīng)生成碳酸，故B不正確；C. CO2和CO都是無色無味的氣體，聞氣味的方法不能區(qū)別兩種氣體；且CO是有毒氣體，不能采取聞氣味的方法進行區(qū)別；故C不正確；D. CO具有可燃性，能在氧氣中燃燒生成CO2，故D正確。故選D。 ,答案 D,考題再現(xiàn) 1. (2013廣州)下列關(guān)于碳及其化合物的說法，正確的是( ) A. CO和CO2都可將氧化銅還原成銅 B. CO2的排放不是導(dǎo)致酸雨的原因 C. 在室內(nèi)放一盆澄清石灰水可防止CO中毒 D. 鉛筆字跡易變模糊是因為常溫下石墨化學(xué)性質(zhì)活潑,B,2（2014廣州）一氧化碳可以從其他物質(zhì)中奪氧，是常用 的工業(yè)還原劑。 （1）1個CO分子變成1個CO2分子需要得到 個O原子。 （2）1個O2分子與 個CO分子完全反應(yīng)生成CO2。 （3）四氧化三錳的化學(xué)式為 ，1個四氧化三錳 “分子”與 個CO分子完全反應(yīng)生成Mn和CO2，高溫下 發(fā)生該反應(yīng)的化學(xué)方程式為 。,1,2,Mn3O4,4,3. (2012茂名)會用化學(xué)眼光看物質(zhì)世界，是學(xué)習(xí)化學(xué)知識 后應(yīng)有的素質(zhì)。結(jié)合下列材料填空。 材料：一氧化碳是一種沒有顏色，沒有氣味的氣體，它能 夠燃燒，燃燒時放出大量的熱，火焰呈藍色。 （1）從化學(xué)物質(zhì)類別看，CO屬于 （填“單質(zhì)”或“化 合物”）。 （2）從能量變化角度看，“放出大量的熱”是 能轉(zhuǎn)化 為 的過程。 （3）從應(yīng)用化學(xué)用語角度， “CO燃燒”可表示為 。,化合物,化學(xué),熱能,（4）從微觀變化角度，“CO燃燒”的微觀模型示意圖如圖 1- 4-8所示，請把圖1-4-8“反應(yīng)”中的內(nèi)容補充完整。,考題預(yù)測 4下列說法正確的是 ( ) A在房間里放一盆水可以防止煤氣中毒 B發(fā)霉的花生蒸煮后可食用 C加入活性炭可使硬水變軟水 D用燃燒并聞氣味的方法鑒別衣料中的羊毛纖維和棉 纖維 5在一定條件下，一氧化碳、木炭都能與氧化銅發(fā)生反 應(yīng)，下列敘述正確的是 ( ) A反應(yīng)產(chǎn)生的氣體都有毒 B反應(yīng)中都有紅色固體生成 C反應(yīng)類型都是置換反應(yīng) D反應(yīng)的生成物不同,D,B,6. 某同學(xué)設(shè)計了如圖1-4-9所示的CO還原CuO的實驗，硬 質(zhì)玻璃管內(nèi)發(fā)生的現(xiàn)象 ， 其反應(yīng)的化學(xué)方程式為 ， 將尾氣通過導(dǎo)管通入酒精燈火焰上的一個優(yōu)點是 。,黑色的粉末逐漸變紅色,CO+CuO Cu+CO2,節(jié)約能源、充分利用一氧化碳燃燒產(chǎn)生的熱量,