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(共43张PPT)
专题2　
碳和碳的氧化物
命题分析
课标要求 1.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(认识)
2.能举例说明二氧化碳的广泛应用及性质与用途的关系(知道)
3.能利用二氧化碳的性质，解析一些简单的化学现象和事实(知道)
4.以自然界中的碳循环为例，认识物质在自然界中可以相互转化及其对维持人类生活与生态平衡的意义(认识)
福建省近五年命题分析 2023 2022 2021 2020 2019
高频考点 碳单质的性质与用途 第4题，3分 第8题，3分 第6题，3分 第13题，1分
第14题，1分
CO2的性质与用途 第6题，3分 第16题，1分 第10题，3分 第14题，4分 第11题，3分 第14题，4分 第6题，3分 第17题，8分 第2题，3分
第10题，3分
CO2的制取 第16题，4分 第10题，3分 第15题，3分
CO的性质与用途 第4题，3分 第12题，3分 第14题，3分 第12题，2分
记忆导图
考点梳理
考点1　碳单质的性质与用途
1.常见碳单质
(1)物质 金刚石 石墨 C60 (足球烯)
(2)结构模型 空间网状结构 (正八面体) 平面层状结构

球状结构
(3)性质与用途 无色透明、天然存在的最硬的物质；用来裁玻璃、切割大理石、加工坚硬的金属，以及装在钻探机的钻头上等 具有优良的 性能，可作电极；有滑腻感，可作润滑剂 有可能广泛应用于超导、催化、材料、医学及生物等领域
(4)区别与联系 　 　不同，导致物理性质存在着明显差异；由于都是由碳元素组成的单质，因此它们的化学性质相似，一定条件下金刚石与石墨可相互转化
导电
　碳原子排列方式　
易失分点　
C60是由碳元素组成的单质，不是有机化合物。
2.无定形碳
常见的无定形碳：木炭、焦炭、活性炭和炭黑，其中活性炭有很强的
　 　。
易失分点　木炭与活性炭都有吸附作用；活性炭用于防毒面具、除异味、净化自来水等。
　吸附性　
3.碳单质的化学性质
(1)稳定性：在常温下，碳的化学性质不活泼，不易与其他物质发生化学反应(古代字画保存很长时间而不变色，档案资料要求用碳素墨水书写)。
(2)可燃性
①氧气充足时，碳燃烧的化学方程式：
　 ；
②氧气不充足时，碳燃烧的化学方程式：
　 。
C＋O2 CO2　
2C＋O2 2CO　
(3)还原性
①如图所示，C和CuO反应的化学方程式：
　 ；
现象：澄清石灰水变浑浊，试管里的粉末由黑色变成紫红色。
②在高温条件下，C和CO2反应的化学方程式：
　 (属于吸热反应)。
③工业上，用焦炭和氧化铁反应冶炼铁的化学方程式为
　 。
C＋2CuO 2Cu＋CO2↑
C＋CO2 2CO　
3C ＋ 2Fe2O3 4Fe＋3CO2↑　
(1)物理性质 CO2的密度比空气的大，能溶于水，固态二氧化碳叫做“干冰”
(2)化学性质 ①三不：CO2不能供给呼吸，不能燃烧，也不支持燃烧。
②CO2与水反应：
现象为紫色石蕊溶液变成　 　色；
结论是CO2与水反应生成碳酸，反应的化学方程式为
　 　(碳酸不稳定，受热易分解)。
③CO2与碱溶液反应：
a.检验CO2的化学方程式为 　，
现象为澄清石灰水变浑浊；
b.除去CO2的化学方程式为
_______________________________________________ 　
　CO2＋2NaOH === Na2CO3＋H2O(答案合理即可)　
CO2＋Ca(OH)2=== CaCO3↓＋H2O　
　CO2＋H2O === H2CO3　
　红　
考点2　CO2的性质与用途
(3)用途 ①干冰可作制冷剂，原理是干冰升华吸热；
②CO2可作灭火剂，利用CO2密度比空气大(物理性质)，不能燃烧也不支持燃烧(化学性质)；
③CO2可作气体肥料，反应的化学方程式为
_______________________________________________
6CO2＋6H2O C6H12O6＋6O2　
易失分点　
①CO2是空气的成分之一，不是造成空气污染的物质，但含量过多会产生温室效应；
②CO2无毒，但不能供给呼吸，因此人若要进入久未开启的菜窖、干涸的深井或深洞底部，需先做灯火实验，照明最好选用火把；
③CO2与水反应的现象无法直接观察，因此借助紫色石蕊溶液遇酸后发生颜色变化的特点，判断CO2与水发生了反应，使紫色石蕊溶液变色的是CO2与水反应生成的碳酸。
考点3　CO2的制取
1.工业制法
(1)反应物及反应条件：大理石(或石灰石)，高温。
(2)反应原理：　 (写化学方程式)。
2.实验室制法(详见P19实验)
CaCO3 CaO＋CO2↑　
考点4　CO的性质与用途
1.性质
(1)可燃性：CO燃烧时放出大量的热，火焰呈　 　色，罩在火焰上方的烧杯内壁上附着的澄清石灰水变浑浊，上述反应的化学方程式为
　 。
(2)毒性：极易与血液中的血红蛋白结合，造成生物体内缺氧，严重时会危及生命。一氧化碳有毒！
　蓝　
2CO＋O2 CaCO3↓＋H2O　
①反应原理 　 (写化学方程)
②实验装置
③实验现象 　 　色粉末变成　 　色，生成的气体能使澄清石灰水变浑浊
　紫红　
　黑　
(3)还原性：如CO能与CuO反应。
CO＋CuO Cu＋CO2　
④注意事项 a.实验前要检验CO的纯度；
b.装入药品后，要先通入CO一段时间后，再点燃酒精灯，其原因是　 ；
c.实验时要对尾气进行处理，避免污染空气；
d.反应结束后先停止加热，继续通CO至玻璃管冷却，其原因是
_________________________________ 　
　防止生成的灼热的铜被重新氧化　
　先排出管内空气，防止混合气体受热发生爆炸
2.用途
(1)作气体燃料。
(2)冶金工业。
(1)制取CO2可选择的发生装置是　 　(选填字母)。
(2)用装置C收集CO2，验满的方法是______________________________
　。
若木条熄灭则已集满　
将燃着的木条放在a端导管口处，
【例题】实验室用如图所示装置制备CO2并探究其性质。回答下列问题。
　B　
典例精讲
(3)装置D中，m、n处分别放有湿润、干燥的蓝色石蕊试纸，证明CO2能与水反应的现象是 ；通过装置E产生的现象可证明CO2具有____________________________　
　的性质。
(4)中国将力争2030年前实现碳达峰、2060年前实现碳中和。中国承诺实现从碳达峰到碳中和的时间，远远短于发达国家所用的时间。“低碳生活，人人有责”，写出一条合理的低碳出行建议：_______________
　。
绿色出行(答案合理即可)　
　少开私家车，
支持燃烧　
　密度比空气大，不燃烧也不
m处湿润的石蕊试纸变红，n处干燥石蕊试纸不变色
(1)实验室常用石灰石和稀盐酸制取CO2气体，其反应的化学方程式是
　 。
【变式】(2023·随州)化学是一门以实验为基础的科学。根据下列实验装置图，回答有关问题。
　CaCO3＋2HCl=== CaCl2＋H2O＋CO2↑　
(2)为了得到干燥、纯净的CO2气体，产生的气流应依次通过装置　 、
　 　(以上两空均写装置字母)，收集CO2气体选用的装置是　 　(写装置字母)。
(3)有人对气体发生装置A作以下改进：在锥形瓶中放入一小试管，将长颈漏斗下端插入小试管中，如图H所示。改进后的优点是 _
　。
从长颈漏斗中逸出(答案合理即可)　
能防止气体
　E　
　C　
　D
考点1　碳单质的性质与用途
1.(2023·营口)书写具有保存价值的档案时，按规定应使用碳素墨水
(用炭黑等制成)。这说明单质碳具有的性质是( )
A.难溶于水 B.可燃性
C.熔点高 D.常温化学性质稳定
课堂精练
D
2.(2023·吉林)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2　CO2的性质与用途
3.(2023·长春)下列关于二氧化碳的说法错误的是( )
A.组成：二氧化碳由碳元素和氧元素组成
B.结构：二氧化碳由碳原子和氧分子构成
C.性质：二氧化碳能溶于水
D.应用：二氧化碳可用于生产碳酸型饮料
B
A.X可以是单质或氧化物
B.“CO→CO2”的反应类型为置换反应
C.“CO2→H2CO3”的反应可以用石蕊溶液检验
D.“CO2→CaCO3”的反应可以用于实验室检验二氧化碳
4.(2023·临沂)碳及其部分化合物的转化关系如图所示(图中“→”表示一种物质可转化为另一种物质，X表示反应物)。下列说法错误的是( )
B
5.*(2018·福建)下列实验方案能达到实验目的的是( )
D
选项 实验目的 实验方案
A 检验某固体为碳酸盐 取样，滴加盐酸，观察是否有气泡
B 证明二氧化碳能与水反应 将二氧化碳通入滴有酚酞溶液的水中
C 检验氧气已收集满 将带火星的木条伸入集气瓶中
D 证明蜡烛中含有碳元素 将内壁蘸有澄清石灰水的烧杯罩在蜡烛火焰上方
6.(2021·福建节选)“嫦娥五号”月球采样返回，“天问一号”成功抵达火星，标志着我国航天事业取得突破性进展。回答下列问题。
(1)着陆器上的仪器可探测水。若月球上存在大量的水，可利用光催化分解水技术得到氧气，对人类在月球上活动意义重大，该反应的化学方程式为　 。
2H2O 2H2↑＋O2↑　
①为鉴别一瓶模拟“火星低层大气”组成的气体和一瓶空气，可采用的化学方法是　 　；
(2)火星拥有丰富的金属矿物和二氧化碳等资源。火星低层大气的主要成分如表所示：
　用燃着的木条检验　
气体成分 CO2 N2 Ar O2 其他
体积分数/% 95.32 2.7 1.6 0.13 0.25
②若为满足人类未来在火星上生活，下列研究设想不合理的是　 　(选填字母)。
A.将CO2转化为O2，提高O2含量
B.将CO2分解转化为N2，提高N2含量
C.寻找水的存在和开发水循环技术
D.利用火星上的金属矿物冶炼金属
　B　
7.(2022·福建改编)我国科研团队发现“嫦娥五号”取回的月壤中含催化活性物质，它们能实现水、二氧化碳的高效转化。该团队提出利用月壤实现月球生存的设想如图所示。回答下列问题。
(1)环节①分离水后剩下的气体含有CO2、N2和　 　(写一种)等。
(2)环节②电解水的化学方程式为　 。
(3)环节③利用月球夜间低温(约－173 ℃)，将二氧化碳凝结分离。为检验分离后的气体中是否还含有CO2，可将气体样品通入____________
(写试剂名称)中。
2H2O 2H2↑＋O2↑　
　澄清石灰水　
　O2(答案合理即可)　
(4)环节④将二氧化碳和氢气转化为甲烷和水，该反应的化学方程式为
　 。
(5)该设想有利于实现月球基地中　 　元素的循环利用。
　碳、氢、氧　
CO2＋4H2 CH4＋2H2O　
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
9.*(2021·福建)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CO2的浓度随时间变化曲线如图所示。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( )
B
考点4　CO的性质与用途
10.(改编题)下列关于CO2与CO用途的说法错误的是( )
A.CO2可用于灭火　　　　　　
B.CO2可用作气体肥料
C.CO可用于人工降雨　　　　　
D.CO可用作燃料
C
11.*(2023·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，都可作为燃料
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
创新培优
12.(改编题)海洋封存是实现“碳中和”的途径之一，其原理是利用CO2在水等溶剂中的溶解性来吸收CO2。某化学兴趣小组开展以下探究。
【活动一】探究CO2在水和食盐水(模拟海水)中的溶解情况
相同条件下，该小组分别用排水法、排食盐水法收集CO2(图1)，待收集100 mL CO2后，移出导管。每隔一段时间观察并记录量筒内CO2体积。重复实验，所测数据平均值如表所示。
(1)图1发生装置中发生的反应类型属于　 　。
(2)由上表数据分析可知，相同条件下，等体积的水和食盐水吸收CO2更多的是　 　(选填“水”或“食盐水”)。
(3)海洋封存CO2可能带来的危害是 　 　(写一点)。
　海水酸化(答案合理即可)　
　水　
时间/h 0 0.5 6 12 24 48
排水法时CO2体积/mL 100 98.5 85.5 77 66 59
排食盐水法时CO2体积/mL 100 99 93 90.5 89 88
　复分解反应　
【活动二】探究植物油隔离对CO2在水中溶解情况的影响
(4)小芳设计并完成以下对照实验：用两个量筒分别收集100 mL CO2倒置于水槽中，向其中一个量筒内注入少量植物油，使CO2与水被植物油隔开(CO2与植物油不反应)。测得量筒内CO2体积随时间变化曲线如图2所示。分析该图，可得出的结论是_________________________________　
　。
二氧化碳在水中的溶解　
　有植物油隔离的情况下，可以减少
【活动三】深度探究【活动二】中CO2的溶解情况
(5)小松用图3表示无植物油隔离时，量筒内气体中存在的CO2分子的微观示意图。
①参照图3的表示方式，在图4方框中画出有植物油隔离时，量筒内植物油和水中存在的分子的微观示意图(植物油分子用 表示)；
②为检验有植物油隔离时CO2是否会进入水中，请设计实验方案：
_______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。
　取少量水槽中的水，滴入紫色石蕊溶液，若溶液变红，证明有植物油隔离时，二氧化碳会进入水中；若无现象，则证明有植物油隔离时，二氧化碳不会进入水中　
(1)反应物 大理石(或石灰石)、稀盐酸
(2)反应原理 　 　(写化学方程式)
(3)实验装置

　CaCO3＋2HCl === CaCl2＋CO2↑＋H2O　
实验突破
实验　二氧化碳的实验室制取
(4)操作步骤 ①检查装置的气密性；
②往锥形瓶内装入大理石(或石灰石)，塞紧带长颈漏斗的橡胶塞；
③向长颈漏斗内加入稀盐酸；
④收集气体；
⑤用燃着的木条放在　 　，若木条　 　，证明气体已集满；
⑥收集完毕，清洗仪器
　熄灭　
　集气瓶口　
(5)注意事项 ①长颈漏斗下端管口必须伸入液面以下(液封)，原因是防止气体从长颈漏斗下端逸出；
②导管伸出橡胶塞少许即可，这样有利于气体导出；
③收集气体时，导管要伸入集气瓶底部，使集气瓶内空气尽量排出，收集到的气体更纯；
④不选浓盐酸作原料的原因是　 　；
⑤不选碳酸钠作原料的原因是__________________________　 　
　反应速度过快，难以控制　
　浓盐酸易挥发　

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