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课时2　碳和碳的氧化物
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学业要求 年份 题型、题序 考查内容 分值
1.能依据物质的组成对物质进行分类,并能识别纯净物和混合 物、单质和化合物;能依据物质的类别列举一些碳的单质及其 氧化物等。 2.能通过实验说明二氧化碳的主要性质,并能用化学方程式表 示;能举例说明碳单质及其氧化物性质的广泛应用及性质与用 途的关系;能利用常见碳单质及其氧化物的性质,分析、解释 一些简单的化学现象和事实;能设计简单实验,制备并检验二 氧化碳。 3.能运用研究物质性质的一般思路与方法,设计实验方案,分析、 解释有关的实验现象,进行证据推理,得出合理的结论。 4.能基于真实问题情境,依据常见碳的单质及其氧化物的性质, 初步分析和解决相关的综合问题;能基于碳的单质及其氧化物 的性质和用途,从辩证的角度,初步分析和评价低碳行动等社会 性科学议题,展开讨论,积极参与相关的综合实践活动。 2023 贵州 选择6题 非选择11题 非选择13题 碳的氧化物相关性质 碳单质 碳中和 2分
1分
6分
2022 贵阳 非选择7题 非选择9题 非选择10题 非选择11题 非选择12题 非选择13题 人工合成淀粉 二氧化碳的制取、性质 碳单质 碳的氧化物性质 含碳化合物的探究 碳的化学性质(计算) 1分
3分
1分
1分
5分
3分
2021 贵阳 选择4题 选择6题 非选择7题 非选择8题 非选择9题 非选择10题 非选择10题 含碳物质的基本实验 复分解反应实验探究 碳单质、碳水化合物 碳单质 碳中和 二氧化碳制取与性质 碳单质的化学性质(计算) 2分
2分
2分
1分
6分
5分
3分
核心脑图·整合
【考点一】碳单质
一、碳单质
碳元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。
1.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,是天然硬度最大的物质,常用作钻探机的钻头。金刚石分子为空间网状结构。
知识清单·必备
2.石墨
石墨是灰黑色的有金属光泽而不透明的细鳞片状固体。石墨为层状结构,质软,有滑腻感,可用于制铅笔芯,还可以导电,可用作电极。石墨由原子构成。
3.C60
C60由分子构成,每个分子由60个碳原子构成,这种结构的碳分子很稳定。它主要应用于超导、催化、材料、医学、生物等领域。
4.其他碳单质
碳单质还包括木炭、焦炭、活性炭和炭黑,其物理性质和主要用途如下:
碳单质 物理性质 主要用途
木炭 灰黑色多孔固体,有较强______ 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,有强吸附性 净化多种气体和液体,用于防毒面具中,制糖业中的脱色剂
炭黑 黑色粉末 制造油墨、油漆、鞋油、颜料、墨汁及橡胶制品的补强剂
焦炭 浅灰色多孔固体,质地坚硬 燃料,冶金工业的还原剂
吸附
二、碳的化学性质
1.常温下碳的化学性质比较稳定。因此古代用墨书写、绘画的字画保存时间很久,仍不变色。
2.可燃性:(写化学方程式)
完全燃烧(氧气充足):__________________;
不完全燃烧(氧气不充足):____________________。
3.还原性
(1)实验原理(写化学方程式及反应类型):
______________________________________。
　C+O2 CO2　
　2C+O2 2CO　
　C+2CuO 2Cu+CO2↑　置换反应　
(2)实验装置:
(3)操作步骤:检查装置气密性→装入药品,组装并固定好实验装置→点燃酒精灯,
先预热试管,然后固定在盛有混合粉末处加强热→反应结束后,先将导管从石灰水
中撤出,再停止加热。
(4)实验现象:黑色粉末逐渐变________,澄清石灰水____________。
　红　
　变浑浊　
【特别提醒】
a.试管口略向下倾斜的目的:__________________________________________
______。
b.药品平铺在试管底部的目的:____________________________________。
c.加热时,在酒精灯火焰上加网罩的目的:________________________。
d.反应结束时,先将导管从石灰水中撤出,再停止加热,目的是____________________
__________________________。
　防止冷凝水回流到灼热的试管底部,使试管炸
裂　
　增大药品的受热面积,使反应更充分　
　使火焰集中,提高温度　
　防止石灰水倒吸入
灼热的试管中,使试管炸裂　
【应用】冶金工业(写出相关化学方程式):
______________________________、 ______________________。
　2Fe2O3+3C 4Fe+3CO2↑　
　C+CO2 2CO　
【考点二】碳的氧化物
一、二氧化碳的性质
1.物理性质:无色、无味的气体,密度比空气大,能溶于水,高压低温下可得固体——干冰。
2.化学性质
(1)一般情况下__________,也不__________,不能______________。
(2)与水反应生成碳酸:_______________________,生成的碳酸能使紫色的石蕊试液____
______,碳酸不稳定,易分解:________________________。
(3)能使澄清的石灰水变浑浊:_________________________________,用于检验二氧化碳,
这也是久置装石灰水的试剂瓶壁有一层白膜的原因。可以用稀盐酸除去这白膜,其原理
是_____________________________________。
不能燃烧
支持燃烧
　供给呼吸　
　CO2+H2O===H2CO3　
变
红　
　H2CO3===H2O+CO2↑　
　CO2+Ca(OH)2===CaCO3↓+H2O　
　CaCO3+2HCl===CaCl2+H2O+CO2↑　
(4)与灼热的碳反应:____________________(吸热反应,既是化合反应又是还原反应,
体现出单质碳具有____________。
二、一氧化碳的性质和用途
1.物理性质:无色、无味的气体,密度比空气略小,难溶于水。
2.有毒:吸进肺里与血液中的血红蛋白结合,使人体缺少氧气而中毒。在冬季用煤
炉来取暖时,要注意房间的通风和换气。
　还原性　
　C+CO2 2CO　
3.化学性质
①可燃性:_____________________(可燃性气体点燃前一定要__________),发出蓝
色火焰。
②还原性:
a.实验原理(化学方程式):__________________________(非置换反应)。
b.实验装置:
　验纯　
　2CO+O2 2CO2　
　CO+CuO Cu+CO2　
c.操作步骤:检查装置气密性→装入药品,组装并固定好实验装置→通入CO片刻后,
点燃右边酒精灯→点燃左边酒精灯→反应结束后,熄灭左边酒精灯,继续通入CO
至玻璃管冷却至室温→熄灭右边酒精灯。
d.实验现象:黑色粉末逐渐变________,澄清石灰水____________。
e.先通入一段时间的CO,再点燃左边酒精灯加热的目的:______________________
___________________________。
f.反应结束后先停止加热,继续通入CO至玻璃管冷却的目的是________________
______________________________________________________________________
______。
g.CO有毒,因此应进行尾气处理,可采用点燃法或__________法。
【应用】冶金工业。
　红　
　变浑浊　
　排尽装置内的空气,防
止CO不纯,加热后发生爆炸　
防止生成的铜在
较高温度下重新被氧化成氧化铜,防止石灰水倒吸入灼热的玻璃管中,使玻璃管炸
裂　
　收集　
【微测诊断】
1.明确碳单质的性质与其对应的用途;
2.用化学方程式表示碳的氧化物的性质或用途,并分析、解释一些简单的化学现
象或事实。
(2023·吉林中考)下列有关金刚石和石墨的说法,错误的是 ( )
A.都是碳的单质　　B.都由碳元素组成
C.物理性质相同 D.碳原子排列方式不同
C
【考点一】碳单质
(2023·连云港中考)宋代许道宁用墨(主要成分为单质碳)所画的《关山密雪图》保
存至今而不变色,这是因为在常温下单质碳( )
A.化学性质不活泼　　　　B.硬度高
C.导电性能好 D.吸附能力强
高频考点·研析
A
【考法揭秘】 物质的性质决定用途,并且在物质多样性的认识过程中,需要很好地归纳物质的性质与用途之间的关系。
【举一反三】 (2023·随州中考节选)新型材料、新型能源的应用,是人类共同关注的问题。
碳元素是人类接触和利用最早的元素之一。如图为金刚石、石墨、C60和石墨烯的结构模型,图中小球代表碳原子。
(1)金刚石、石墨和C60的化学性质相似,物理性质却有很大差异。其原因是______
______________________。
(2)科学家成功地从石墨中分离出单层的石墨片(也称石墨烯),石墨烯是由碳原子
形成的六元环,呈蜂窝状的二维结构。石墨烯优异的导电、导热性和其他奇特性
质正激励着科学家们不断去探索。在石墨烯中,每个碳原子连接_______个六元
环。
碳
原子的排列方式不同　
　3　
【考点二】碳的氧化物
(2023·宜宾中考)元素化合价和物质类别是研究物质的两个重要维度。如图为碳
元素的部分“价类二维图”。下列说法正确的是( )
A.M为“混合物”
B.X点对应的物质只有一种
C.Y点对应的物质为CO2
D.CO可与Ca(OH)2反应生成CaCO3
C
【考法揭秘】 常见的含碳化合物主要是氧化物、有机物和部分含碳的盐类等,它们之间可以相互转换,从含碳物质参与的化学反应分析化合价是否有变化的情况,总结出物质之间相互转化的基本思路与方法。
【举一反三】 (2023·广安中考)“价类二维图”反映的是元素化合价与物质类别之间的关系,是我们学习元素及其组成物质相关知识的重要模型和工具。依据碳元素的价类二维图(图中所涉及的物质均为初中化学常见的物质),回答下列问题:
(1)我国古代书法家、画家用B点的某种单质制成的墨,书写或绘制的字画能保存
很长时间而不变色,是利用了该单质在常温下化学性质__________的特点。
(2)常用图中_______点对应的物质来扑灭图书、档案、精密仪器等物的失火。
(3)F点对应的某种物质是常用建筑材料的主要成分,还可用作补钙剂。按图示的
分类方式判断该物质所属物质类别为________,请写出一个由该物质转化为D点物
质的化学方程式: ______________________________________________。
　稳定　
　D　
　盐　
　CaCO3+2HCl===CaCl2+CO2↑+H2O(合理即可)　
1.(2023·长沙中考)在生活生产中碳单质的应用广泛。下列有关含碳物质的性质
或用途正确的是 ( )
A.活性炭具有吸附性
B.木炭常温下化学性质很活泼
C.金刚石用作电极
D.石墨用作钻探机钻头
真题模拟·精练
A
2.(2023·武汉中考)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____________(选一个即可,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__________(填“物理”或“化学”)性质。
(3)木炭可以作燃料,木炭燃烧的化学方程式为___________________。
　A(或B)　
　物理　
　C+O2 CO2　
3.碳及碳的氧化物是中学化学研究的重要内容。
(1)碳原子核内质子数为6,则碳位于元素周期表的第________周期。
(2)碳元素可形成多种单质。
①石墨可用作电池的电极,是因为具有优良的__________性。
②焦炭不但可用作燃料,也可用于生产水煤气等工业燃料。以下是生产水煤气的
微观示意图,下列说法有误的是_______(填字母)。
a.反应中消耗甲、乙的质量比为3∶2
b.生成丙和丁的分子个数比为1∶1
c.反应前后原子种类和数目均不变
d.反应前后元素的化合价均改变
　二　
　导电　
　d　
(3)利用如图装置可探究碳的氧化物的相关性质。
①若实验成功,A中玻璃管内的现象是________________________,B中试管内发生反应的
化学方程式为_________________________________。
②C装置可用来收集尾气。导管接口的连接顺序为a→_______→_______→e。
③实验结束后,请设计实验方案验证C中溶液是否还含有氢氧化钠:____________________
___________________________________________________________________________
__________________。
　红棕色固体变为黑色　
　CO2+Ca(OH)2===CaCO3↓+H2O　
　d　
　b　
　取少量溶液于试管
中,先加入足量的氯化钙溶液,静置,取上层清液滴加无色酚酞,溶液变红色,说明C中溶液
还含有氢氧化钠　
4.(2023·襄阳模拟)从科学的角度认识碳及碳的氧化物。
(1)倡导“低碳”生活,下列做法符合“低碳”理念的有________(填字母,下同)。
A.教科书循环使用
B.发展新能源汽车,代替燃油汽车
C.大力发展火力发电
(2)北京冬奥会火炬采用氢气为燃料,首次实现冬奥会火炬零碳排放,写出氢气燃
烧的化学方程式:_______________________。
　AB　
　2H2+O2 2H2O　
(3)下列有关碳和碳的氧化物说法正确的是_______。
①CO和CO2组成元素相同,在一定条件下可以相互转化
②因为CO2能与水反应生成碳酸,所以CO2能造成酸雨
③CO可作燃料,CO2不能燃烧但可与澄清石灰水反应
④CO2无毒,CO易与血液中的血红蛋白结合引起中毒
A.①③　　　　　B.②④
C.①③④ D.①②③④
　C　
5.二十大报告明确提出,要积极稳妥推进“碳达峰”“碳中和”。某化学兴趣小组围绕碳和碳的氧化物开展了以下学习探究。
(1)常温下碳单质的化学性质稳定,请画出碳原子的结构示意图:________。
(2)如图甲是自然界中碳循环的示意图,开发新能源汽车可以减少过程________(填
图中序号)中的二氧化碳的排放。
(3)用如图乙所示的装置作为气体发生装置,应满足的条件是____________________
____________________;现用此装置制取二氧化碳气体,将得到的二氧化碳气体干
燥后缓慢通入如图丙所示的装置,观察到Y形导管中__________(填“上方”或“下方”)
湿润的紫色石蕊试纸先变红,说明二氧化碳具有__________________的物理性质;
二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊的原因是_______________________________　
(用化学方程式表示)。
　①　
　反应物为固体和液
体,反应条件为常温　
　下方　
　密度比空气大　
　CO2+Ca(OH)2===CaCO3↓+H2O
(4)同学们查阅资料后知道,可以用氢氧化钠溶液来“捕捉”空气中的二氧化碳。小
芳同学想确定某瓶氢氧化钠吸收液是否还能继续吸收二氧化碳,可以采用的方法
是_____________________________________________________________________
_____________________________________________________________________
____________(请写出操作步骤、现象和结论)。
　取少量溶液于试管中,滴加足量的氯化钙溶液,静置、取上层清液滴加无色酚
酞,若溶液变红色,则说明溶液中还含有氢氧化钠,即氢氧化钠溶液仍能继续吸收
二氧化碳　
(5)长期使用的热水壶底部有一层水垢(主要成分是碳酸钙和氢氧化镁)。学习小组取
20 g该水垢样品加入100 g稀盐酸,水垢样品完全溶解后,测得溶液的质量为113.4 g,求该水垢样品中氢氧化镁的质量分数。
解:设样品中碳酸钙的质量为x,则
CaCO3+2HCl===CaCl2+H2O+CO2↑
100 44
x 6.6 g
=　解得x=15 g
则该水垢样品中氢氧化镁的质量分数为×100%=25%。
答:该水垢样品中氢氧化镁的质量分数为25%。

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