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(共58张PPT)
主题2　
碳和碳的化合物
知识清单·理脉络
考点一 碳的单质
1.存在形式:碳的单质有金刚石、石墨和C60等,因为它们的原子_____________不
同,导致它们在物理性质上存在很大差异。
　排列方式　
2.常见的碳单质:
(1)金刚石、石墨与C60的物理性质和用途比较。
类别 金刚石(C) 石墨(C) C60
色态 无色透明的固体 灰黑色、有金属光泽而 不透明的细鳞片状固体 分子形状似足球
硬度 天然存在的_____ 的物质 _________的矿物之一 质脆
导电性 几乎不导电 导电(优良) 几乎不导电
用途 钻探机钻头、刻刀、 装饰品 润滑剂、铅笔芯、电极 广泛应用于超导、催化、材料、医学及生物等领域
最硬
　最软　
(2)木炭和活性炭:木炭和活性炭结构疏松多孔,具有吸附性,可以用作吸附剂,除去食品和工业产品中的色素,消除异味和吸收有毒气体等。
【微点拨】碳单质的性质存在着明显差异,是因为它们的原子排列方式不同。
3.单质碳的化学性质:
(1)稳定性:常温下,碳的化学性质___________,随着温度升高,活泼性大大增强。
(2)可燃性。
充分燃烧:反应的化学方程式为_________________;
不充分燃烧:反应的化学方程式为__________________。
　不活泼　
　C+O2 CO2　
　2C+O2 2CO　
(3)还原性。
①与CuO反应。
【微点拨】实验结束后,应先将导管从石灰水中移出,再熄灭酒精灯,以防液体倒
流,引起试管炸裂。
②与CO2反应。
化学方程式:____________________。
③焦炭在高温下还原氧化铁的化学方程式为_____________________________。
　CO2+C 2CO　
　3C+2Fe2O3 4Fe+3CO2↑　
考点二 二氧化碳的制取 高频考点
1.实验室制取:
(1)药品:大理石(或石灰石)与稀盐酸。
(2)反应原理:____________________________________。
　CaCO3+2HCl===CaCl2+H2O+CO2↑　
(3)制取装置:实验室常用的制取二氧化碳的装置如图甲、乙所示。
——验满方法:________________________________________,
则CO2已收集满。
——收集方法: _______________。
——检验方法:通入澄清的石灰水,现象:___________________。
——注意事项:长颈漏斗下端管口应_________________。
——放置:集满CO2气体的集气瓶应盖上玻璃片_________在
桌面上。
2.工业制法:_________________________。
　将燃着的木条放在集气瓶口,若木条熄灭　
向上排空气法　
澄清的石灰水变浑浊
　伸到液面以下　
　正放　
　CaCO3 CO2↑+CaO　
考点三 二氧化碳的性质和用途
1.性质:
(1)物理性质。
颜色 气味 状态 密度 溶解性
无色 无味 气体 比空气大 能溶于水
(2)化学性质。
化学性质 不能燃烧不支持燃烧 与水反应 与澄清石灰水反应
实验
现象 _________的蜡烛先熄灭, _________的蜡烛后熄灭 紫色石蕊溶液变 __________ 澄清的石灰水变
__________
结论或 化学方程式 ______________________ ________________　 _____________ _______ _________________
_______________
　下面　
　上面　
　红色　
　浑浊　
　不能燃烧,也不支持燃
CO2+H2O===
H2CO3
Ca(OH)2 +CO2===
CaCO3↓+H2O　
烧;密度比空气大
2.用途
3.对生活和环境的影响:
(1)自然界中的碳循环
(2)对环境的影响——温室效应。
①危害:导致两极的冰川融化,使海平面上升,土地沙漠化,气候异常。
②缓解措施:减少化石燃料的使用;使用清洁型能源;大力植树造林,严禁乱砍滥伐等。
③低碳生活。
生活中应倡导“低碳生活”(所谓低碳,就是降低CO2的排放),如不用一次性筷子、不使用一次性塑料袋购物、用完电器后拔掉插头等。
(3)对人体的影响
二氧化碳无毒,但不能供给呼吸,因此在人群密集的地方应注意通风换气。
考点四 一氧化碳的性质与用途
1.物理性质:
颜色 气味 状态 密度 溶解性
无色 无味 气体 比空气略小 难溶于水
2.化学性质:
(1)可燃性。
反应现象:纯净的CO在空气中点燃时,能产生_________火焰,放出大量的热。生成
能使澄清石灰水变浑浊的气体,化学方程式为______________________。
　蓝色　
　2CO+O2 2CO2　
(2)还原性。
CO还原CuO实验现象:①_____________________,②_____________________,
反应的化学方程式为_________________________。
(注意:除CO外,具有还原性的物质还有C和H2)。
(3)剧毒性。
毒性原理:CO与血液中的_____________结合,使___________________________,
造成生物体缺氧,甚至危及生命。因此冬天用煤炉取暖,一定要装烟囱,并且注意
室内通风,防止一氧化碳中毒。
　黑色固体逐渐变红　
　澄清石灰水变浑浊　
　CO+CuO Cu+CO2　
　血红蛋白　
血红蛋白不能很好地与O2结合
3.用途:
(1)用作燃料。
(2)用作还原剂,用于冶炼金属,如用CO冶炼生铁的化学方程式为_____________
_________________。
　3CO+Fe2O3
2Fe+3CO2　
考点五 CO和CO2的化学性质比较、鉴别及除杂
1.CO与CO2的化学性质比较:
2.鉴别的方法:
(1)依据:两种气体性质的不同。
(2)鉴别的方法及现象。
鉴别方法 现象及结论
通入澄清石灰水 无现象的是CO,能使澄清石灰水变浑浊的是CO2
通入紫色石蕊溶液 无现象的是CO,能使紫色石蕊溶液变红的是CO2
通过灼热的氧化铜 有_________________的是CO,无现象的是CO2
点燃 能燃烧的是CO,不能燃烧的是CO2
　红色固体生成　
3.互为杂质时的除杂方法:
物质(括号内为杂质) 除杂方法
CO2(CO) 通过足量_________________
CO(CO2) 通入足量NaOH溶液中
通过足量灼热的炭粉
【微点拨】用点燃的方法不能除去CO2中的CO。因为在CO2气体中CO属于杂质,其含量不会很多,而二氧化碳不支持燃烧,因此,不能将其中的CO点燃。
　灼热的氧化铜　
实验探究·培素养
实验 CO2气体的制取
1.实验药品:大理石(或石灰石)与稀盐酸
药品的选用应注意“三不可用”:
(1)不可用稀硫酸代替稀盐酸,因为生成的硫酸钙微溶于水,覆盖在碳酸钙的表面,会阻止碳酸钙与硫酸接触,使反应难以继续进行。
(2)不可用碳酸钾、碳酸钠代替石灰石或大理石,因为碳酸钾、碳酸钠是粉末状固体,与盐酸反应速率太快,不利于控制和收集。
(3)不可用浓盐酸代替稀盐酸,因为浓盐酸挥发出的氯化氢气体使二氧化碳不纯,且影响二氧化碳的性质实验。
2.实验原理(用化学方程式表示):____________________________________。
　CaCO3+2HCl===CaCl2+H2O+CO2↑　
3.实验装置:

(1)发生装置:固液不加热型发生装置;
(2)收集装置:二氧化碳具有_____________、_________________的性质,故选择
向上排空气法而不选择排水法收集。
　能溶于水　
　密度比空气大　
[特别提醒]　若选用多功能瓶收集二氧化碳时,应长管进气,短管出气,如图。
4.操作步骤:
(1)连、查:连接好仪器并检查装置气密性。
检查装置气密性时,用弹簧夹夹紧橡皮管,再向长颈漏斗中注水形成一段水柱,长颈漏斗液面(或水柱)不下降,说明装置气密性良好。
(2)装:先加入几小块大理石(或石灰石),再加稀盐酸。注意:长颈漏斗的下端要伸入液面以下。
(3)收:收集二氧化碳气体。
(4)验:检验二氧化碳是否已收集满。
5.检验及验满:
(1)检验:把产生的气体通入澄清石灰水中,若观察到_____________________,证明
生成的气体是二氧化碳。发生反应的化学方程式为 ___________________
_______________。
(2)验满:将燃着的木条放在集气瓶_________,不能伸入集气瓶_________,如果木条
熄灭,证明气体已收集满。
　澄清石灰水变浑浊　
　Ca(OH)2+CO2===
CaCO3↓+H2O　
　瓶口　
　瓶内　
6.实验拓展:
(1)CO2体积的测量。
将反应生成的CO2气体从如图装置的a端通入,量筒内水的体积即为生成的CO2的体积。
植物油的作用:可避免CO2与水接触而溶解,导致测量误差。植物油上方原有的空气对实验结果没有影响。
(2)CO2的干燥与净化。
用稀盐酸和石灰石制取CO2时,由于反应过程放出热量,会挥发出少量HCl气体,应该用饱和的NaHCO3溶液除去该气体,然后用AgNO3溶液检验HCl是否除尽,最后再用浓硫酸干燥,得到干燥、纯净的CO2气体。其常见的装置如下:
【示范题】(2023·福州华伦中学模拟)实验室用下列仪器和药品制取氧气或二氧
化碳并进行性质实验。
(1)写出仪器名称:①___________;②_____________。
(2)实验室用高锰酸钾制取氧气,反应的化学方程式为________________________
_____________,用装置A、D制备并收集完O2,后续操作的正确顺序是______(填字
母)。
a先熄灭酒精灯,再将导气管从水槽中移出
b.先将导气管从水槽中移出,再熄灭酒精灯
　酒精灯　
　长颈漏斗　
　2KMnO4 K2MnO4+
MnO2+O2↑　
　b　
(3)实验室制取二氧化碳气体选择的发生装置是______(填字母),反应的化学方程
式为____________________________________,用装置E收集气体,为了检验二氧
化碳是否集满,可以在玻璃片上涂上______________________________,看到了
明显现象,从而得出气体已收集满的结论。
(4)为验证二氧化碳的性质,某同学做了如图实验,观察到试管中液面上升和
_____________________。
　B　
　CaCO3+2HCl===CaCl2+H2O+CO2↑　
　澄清石灰水(或氢氧化钙溶液)　
　试管中的液体变红　
(5)若用加热熟石灰和氯化铵固体混合物反应来生成氨气,应选用的发生装置是
______ (填字母)。
为了探究氨气(NH3)的某些性质,小江同学依次做了以下两组实验。
　A　
(6)根据实验b-3推理,NH3进入水中发生了化学反应,推理的证据是_____________
____________________________________________________________________
_______。
(7)根据以上两组实验得出的结论是______________________________________
___________。
　试管内溶液
变为红色,说明有碱性物质生成,使酚酞变红,因此可知NH3进入水中发生了化学
反应　
　氨气密度比空气小,易溶于水,且能与水反
应生成碱　
题组精练·提素能
【重温·福建中考】
命题点 二氧化碳的制取
1.(2020·福建中考)将一定浓度的稀盐酸、稀硫酸分别加入装有等质量CaCO3粉末
的容器中,相同条件下测得两者产生的CO2体积(V)与反应时间(t)的关系如图所示。
下列判断错误的是( )
A.0~300 s内,两个容器内溶液的pH均逐渐增大
B.0~100 s内,反应Ⅰ、Ⅱ生成CO2的速率均先慢后快
C.反应Ⅱ中,0~100 s内产生的CO2体积比100~200 s内的少5a mL
D.实验室可以用一定浓度的稀硫酸与CaCO3粉末反应制备CO2
C
2.(2021·福建中考)某兴趣小组为探究影响化学反应速率的因素,使用等量的同种
钙片和白醋开展四组实验,分别测得产生的二氧化碳浓度随时间变化的曲线如图
所示。选取CO2的浓度从0~8%为研究对象,下列实验结果的分析,错误的是( )
A.对比①③,温度越高,反应速率越快
B.对比②③,反应物接触面积越小,反应速率越慢
C.对比③④,反应物接触面积越大,反应速率越快
D.对比①②③④,④的反应速率最慢
B
3.(2023·福建中考节选)用自制酸碱指示剂检验二氧化碳溶于水所得溶液的酸碱
性。
【查阅资料】某品种菊花的色素提取液具有如表特性:
①用如图所示装置制备二氧化碳。
a.反应的化学方程式为____________________________________。
b.应选择的试剂是___________(填“浓盐酸”或“稀盐酸”)。
色素提取液 变色情况 滴入酸中 滴入水中 滴入碱中
紫色 红色 紫色 黄色
　CaCO3+2HCl===CaCl2+H2O+CO2↑　
　稀盐酸　
c.将块状石灰石放入试管的操作是________________________________________
______________________。
②将二氧化碳通入水中一段时间,向所得溶液滴入自制酸碱指示剂,溶液变_______
色。
　先把试管横放,用镊子夹取石灰石放在试管
口后,再慢慢竖立试管　
　红　
【精练·福建模拟】
1.(2023·厦门二模)生态文明思想强调“建设生态文明、推动绿色低碳循环发展”。
下列做法符合这一思想的是( )
A.燃放烟花爆竹　　　 B.露天焚烧秸秆
C.用沼气作燃料 D.大量使用农药
C
2.(2023·泉州安溪模拟)单层石墨被称为石墨烯,这种“只有一个碳原子厚的碳薄片”
被公认为是目前世界上最薄、最坚硬、传导电子速度最快的新型材料。下列关
于石墨烯的叙述正确的是( )
A.石墨烯没有导电性
B.石墨烯的硬度与石墨的一样大
C.石墨烯叠加过程中有新物质产生
D.常温下,单层和双层石墨烯的化学性质均很稳定
D
B
4.(2023·泉州二模)下列实验室制取二氧化碳的操作示意图中,正确的是( )
C
5.氧循环和碳循环是自然界中的重要循环。下列说法不正确的是( )
A.氧气只有通过燃烧才能参与碳循环
B.碳循环和氧循环过程中均发生了化学反应
C.通过减少化石燃料的使用和大力植树造林
以控制二氧化碳的排放量
D.碳循环和氧循环有利于维持空气中氧气和
二氧化碳含量的相对稳定
A
6.将一定质量的炭粉在密闭容器中引燃(如图1),一段时间后炭粉消失。用压强传
感器测得容器内压强(同温下,容器内压强与气体分子数成正比)随时间的变化关
系如图2。下列分析正确的是( )
A.AB段温度达到炭粉的着火点
B.反应生成的CO2导致CD段压强增大　
C.E点气体的成分是CO2和CO
D.燃烧放出的热量减少导致DE段压强下降
C
7.某校活动小组的同学,对碳与氧化铜的反应进行了实验探究。
①用图甲进行实验,发现B中试管内澄清石灰水变浑浊。
Ⅰ.澄清石灰水变浑浊的化学方程式为_________________________________。
Ⅱ.碳与氧化铜的反应中,表现出还原性的物质是_______(填“碳”或“氧化铜”)。
Ⅲ.实验结束时,应______(填操作序号)。
a.先撤出导管,再熄灭酒精喷灯　
b.先熄灭酒精喷灯,再撤出导管
　CO2+Ca(OH)2===CaCO3↓+H2O　
　碳　
　a　
②小组同学认为当碳较多、温度较高时,A中试管内气体产物中可能含有CO和
CO2。为了确认气体产物的成分,又用图乙进行了实验。
Ⅰ.实验前,需进行的操作是___________________。
Ⅱ.实验过程中,点燃C中酒精灯前,先通一段时间A中试管内产生的气体,其目的
是________________________________________。
Ⅲ.证明气体产物中含有CO的实验现象是
________________________。
　检验装置气密性　
　排尽装置内的空气,防止加热时发生爆炸　
　C中黑色粉末变成红色　
8.(2023·福州十六中模拟)阅读下列短文并回答问题。
“碳中和”是指人类活动的碳排放通过森林碳汇和人工手段加以捕集、利用和封存,使排放到大气中的温室气体净增量为零。目前,CO2捕集技术的关键是将CO2从排放物中分离出来。分离方法主要分为物理吸收法和化学吸收法。物理吸收法中的一种是用活性炭等对CO2进行吸附性吸收。化学吸收法中的吸收剂主要有钙基吸收剂(钙基吸收过程如图1所示)等。
分离后的CO2可用来制取甲醇(CH3OH),在实际生产中,CH3OH的产率除受浓度、温度、压强等因素影响外,还受催化剂CuO质量分数的影响(如图2所示)。我国科学家们提出“液态阳光”概念,即将太阳能转化为可稳定存储并且可输出的燃料,实现燃料零碳化。
(1)天然气的主要成分甲烷完全燃烧的化学方程式为
___________________________。
(2)检验烟道气中是否含有二氧化碳的方法是
_________________________________(用化学方程式解释)。
　CH4+2O2 CO2+2H2O　
　CO2+Ca(OH)2===CaCO3↓+H2O　
(3)吸热反应器中发生分解反应,且各元素化合价不变,则A的化学式为
___________。
(4)下列说法正确的是________(填字母)。
A.“碳中和”中的“碳”指的是碳单质
B.控制化石燃料的使用可减少碳排放
C.“碳中和”指的是没有碳排放
D.“液态阳光”将实现燃料零碳化
(5)将二氧化碳用来制取甲醇(CH3OH),还需要添加的元素是___________。
(6)为使甲醇(CH3OH)的产率最高,催化剂CuO的质量分数应控制在_________。
　CaCO3　
　BD　
　氢元素　
　50%　
9.(2023·福建师大附中模拟)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
NaHCO3溶液不反应。
(1)仪器a的名称是___________。
(2)连接装置A、B,打开分液漏斗的活塞,逐滴
滴入稀盐酸,观察到乙处燃着的火柴先熄灭。
①装置A内发生反应的化学方程式为____________________________________。
②由实验现象可推知CO2具有的性质:不可燃,不支持燃烧,_________________。
　锥形瓶　
　CaCO3+2HCl===CaCl2+H2O+CO2↑　
　密度大于空气　
(3)若在装置A与CO2收集装置之间增加装置C,其目的是_____________________
_______________。
(4)实验废液处理:待装置A中无气泡产生时,静置,过滤除去底部多余的大理石粉
末,测得滤液pH约为3。废液处理时,需将pH调节至6~9。
①写出滤液所含溶质的化学式:________________。
②向上述滤液中缓慢加入____(填字母),搅拌,调节溶液pH至6~9,倒入指定容器。
A.氯化钠溶液　B.澄清石灰水　C.氢氧化钠溶液
(5)数据处理:实际收集到的CO2的质量比理论值小,其可能原因是_____________
___________。
　除去二氧化碳中混入
的氯化氢气体　
　CaCl2、HCl　
BC
　部分CO2溶
解到水中　
【感悟·全国真题】
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
A
2.(2023·辽宁营口)下列关于一氧化碳和二氧化碳的说法正确的是( )
A.一氧化碳和二氧化碳都由碳、氧元素组成,能相互转化
B.一氧化碳和二氧化碳都具有可燃性,都可作燃料
C.一氧化碳和二氧化碳都能与水反应,都能使紫色石蕊溶液变红
D.一氧化碳和二氧化碳都是温室气体,含量增多都能导致温室效应增强
A
3.(2023·宜宾中考)如图,杠杆已调至平衡。向集气瓶内缓慢通入一定量的CO2气
体,稍后再倒入浓NaOH溶液(液面不接触乒乓球)。下列说法正确的是( )
A.通入CO2气体后,左端乒乓球下降
B.整个过程中乒乓球位置始终没有变化
C.倒入浓NaOH溶液后,杠杆逐渐恢复原状
D.其他条件不变,将CO2换成H2会产生同样现象
C
4.(2023·成都中考节选)生活中含碳物质种类繁多、应用广泛。根据如图回答问题。
(1)图1中物质的类别未包括______(填字母)。
a.酸　　 b.碱　　 c.盐　　 d.有机物
(2)图1中物质转化可通过分解反应实现的是
_________(填序号)。
(3)CO与CO2性质有很大不同的微观解释是
____________________________________________。
(4)图2实验能否证明二氧化碳与水发生了化学反应 判断并说明理由:
_________________________________________。
　b　
　⑥⑧　
1个二氧化碳分子比1个一氧化碳分子多1个氧原子
　不能,缺少CO2能否使石蕊变红的对比实验　
5.(2023·宜昌中考)探究二氧化碳的制取和性质。
(1)如图1,观察到的现象是__________________________________。
(2)用木炭还原氧化铁也可得到二氧化碳,反应的化学方程式
是______________________________。
(3)上述两个反应都可得到二氧化碳,但实验室制取二氧化碳的
化学方程式是____________________________________。
　剧烈燃烧,发出白光,放出大量的热　
　3C+2Fe2O3 4Fe+3CO2↑　
　CaCO3+2HCl===CaCl2+CO2↑+H2O　
小文同学用图2装置制取二氧化碳,请指出该装置的两处错误:
①___________________________________;
②___________________________________。
(4)如图3,向充满二氧化碳的软塑料瓶中加入约体积的水,
立即旋紧瓶盖,振荡,观察到的现象是_________________,由此可知,二氧化碳的性
质是_____________。在一支试管中倒入少量塑料瓶中的液体,滴加几滴紫色石蕊
溶液,振荡,观察到的现象是_____________________。
　长颈漏斗的下端没有伸入液面以下　
　采用向下排空气法来收集二氧化碳　
　软塑料瓶变瘪　
　能溶于水　
　紫色石蕊溶液变红　
6.(2023·苏州中考)CO2作为一种碳资源,被广泛应用于工农业生产。
Ⅰ.植物气肥
(1)在蔬菜大棚内增大CO2浓度,有利于植物进行_____________,促进生长。
Ⅱ.生产化肥
(2)二氧化碳和氨气可以生产尿素[CO(NH2)2]和碳酸氢铵。
①合成尿素的反应为CO2+2NH3===CO(NH2)2+X,X的化学式是_________。
②合成碳酸氢铵的反应为CO2+NH3+H2O===NH4HCO3,该反应需在较_______
(填“高”或“低”)温度下进行。
(3)理论上,相同质量的NH3分别生产CO(NH2)2和NH4HCO3,消耗CO2的质量比为
_________。
　光合作用　
　H2O　
　低　
　1∶2　
Ⅲ.催化重整
(4)CH4与CO2在催化剂作用下可得到合成气(CO和H2),反应过程中催化剂表面还同时存在积碳反应和消碳反应,原理如图-1所示。

①消碳反应的产物“ ”是________。
②为减少催化剂表面的积碳,可在原料气中加入适量_____________气体。
　CO　
　二氧化碳　
③其他条件不变,催化剂表面的积碳量随温度变化如图-2所示。温度高于600 ℃,
催化剂表面积碳量减少的原因可能是_____________________________________
_________。
　碳和二氧化碳在高温的条件下生成了一
氧化碳　

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