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第11讲　碳单质和一氧化碳
第一部分　教材整合过关
1. 知道同一种元素可以组成不同的单质。认识几种碳单质的物理性质和重要用途。
2. 了解碳单质和一氧化碳的可燃性、还原性及一氧化碳的毒性。
1. 碳单质的物理性质和用途
（1） 金刚石、石墨和C60。
名　称 金刚石 石墨 C60
结构模型
色、 态、形 无色透明的固体 灰黑色、有金属光泽的固体 分子结构形似足球
硬　度 天然存在的最 　硬　的物质 质 　软　， 有 　滑腻　感
硬　
软　
滑腻　
导电性 不导电 具有良好的 　导电性
用　途 用作钻机钻头、切割大理石、作装饰品等 制 　铅笔芯　、用作电极材料等 广泛应用于超导、医学等领域
区别 与联系 都是由碳元素组成的单质，但由于 　碳原子排列方式　不同，物理性质存在明显差异 导电
铅笔芯　
碳原子排列方式　
（2） 木炭、活性炭、焦炭、炭黑的性质和用途。
① 木炭：具有 　疏松多孔　的结构，有吸附性，常用于吸附色素和异味等。
② 活性炭：黑色粉末状或颗粒状， 　吸附　性比木炭强，用于制作防毒面具、制糖、吸附色素和异味。
③ 焦炭：用于冶金工业。
④ 炭黑：常用于制造墨、油漆、颜料等。
疏松多孔　
吸附　
2. 碳单质的化学性质和用途
化学性质 原理、化学方程式及现象 用　途
稳定性 常温下碳的化学性质 　不活泼（或稳定）（最外层电子数为4，不易得失电子） 用于制
作墨汁
可燃性 氧气不足： 　2C＋O2 2CO　（填化学方程式，下同）； 氧气充足： 　C＋O2 CO2　 用作
燃料
不活泼（或稳定）　
2C＋O2 2CO　
C＋O2 CO2　
化学性质 原理、化学方程式及现象 用　途
还 原 性 与氧化铜反应： 　C＋2CuO 2Cu＋CO2↑　（填化学方程式）， 现象： 　黑色固体变成红色　 冶炼
金属
与二氧化碳反应： 　CO2＋C 2CO　（吸热反应，填化学方程式）
C＋2CuO 2Cu＋CO2↑　
黑色固体变成红色　
CO2＋C 2CO　
3. 一氧化碳的化学性质和用途
化学性质 原理、化学方程式及现象 用　途
可燃性 化学方程式： 　2CO＋O2 2CO2　， 现象：火焰呈蓝色，燃烧放出大量热 作气体
燃料
还原性 还原氧化铁： 　3CO＋Fe2O3 2Fe＋3CO2　（填化学方程式），现象： 　红棕色粉末逐渐变为黑色　 冶炼
金属
2CO＋O2 2CO2　
3CO＋Fe2O3 2Fe＋3CO2　
红棕色粉末逐渐变
为黑色　
化学性质 原理、化学方程式及现象 用　途
还原性 还原氧化铜： 　CO＋CuO Cu＋CO2　（填化学方程式），现象： 　黑色粉末逐渐 变为色　 冶炼
金属
毒性 极易与人体血液中的血红蛋白结合，造成人体缺氧，严重时会危及生命
CO＋CuO Cu＋CO2　
黑色粉末逐渐变为红色
4. 一氧化碳的物理性质
通常状况下，一氧化碳是 　无　色、 　无　臭的气体，密度比空气略小， 　难　溶于水。
无　
无　
难　
考点一　碳单质的性质和用途
1. 如图是金刚石、石墨、C60、碳纳米管的结构示意图，下列说法错误的是（　B　）
第1题
B
A. 这四种物质完全燃烧后的产物都是CO2
B. 常温下，C60和碳纳米管的化学性质很活泼
C. 这四种物质的物理性质有较大差异的原因是碳原子的排列方式不同
D. 石墨可以制作高铁的电刷
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2. （2025·常州金坛一模）如图所示为“氧化铜还原实验”的一体化装置，下列说法错误的是（　C　）
A. 高温加热木炭粉过程中发生反应CO2＋C 2CO
B. 气球可防止有害气体外逸，污染空气
C. 黑色氧化铜变为红色，证明木炭粉与氧化铜发生了反应
D. 用酒精灯只加热氧化铜部位，无现象，证明二氧化碳不能还原氧化铜
第2题
C
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考点二　一氧化碳的性质和用途
3. 下列关于CO气体的叙述不正确的是（　C　）
A. CO气体可以用作燃料
B. 在相对密闭的环境里，CO气体容易使人中毒
C. 将CO和O2的混合气体通入NaOH溶液中，会生成Na2CO3和H2O
D. 高温下，CO气体可与Fe2O3等含铁氧化物反应生成Fe和CO2
C
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4. 一氧化碳还原氧化铜的实验装置如图所示，反应前硬质玻璃管及试剂总质量为m1g，充分反应后硬质玻璃管及试剂总质量为m2g，则下列说法正确的是（　D　）
A. 该实验先点燃酒精灯a，后通CO气体
B. 硬质玻璃管内发生了置换反应
C. 酒精灯b的目的是检验有无气体剩余
D. 参加反应的氧化铜质量为5（m1－m2）g
第4题
D
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1. （2024·长沙）物质的性质决定物质的用途。下列含碳物质中，常用于去除冰箱、汽车中的异味的是（　A　）
A. 活性炭 B. 金刚石
C. 石墨 D. C60
A
2. 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的（　A　）
A. 化学性质不活泼 B. 硬度高
C. 导电性能好 D. 吸附能力强
第2题
A
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3. （2025·福建）我国科学家合成了全新分子——C6，开创了“表面合成极小尺寸分子碳”的新范式。下列有关C6的说法中，错误的是（　A　）
A. 属于新型化合物
B. 每个分子由6个碳原子构成
C. 相对分子质量为72
D. 与O2反应生成碳的氧化物
A
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4. 下列有关碳和碳的氧化物的说法，正确的是（　B　）
A. 焦炭能用于冶金工业，是因为具有氧化性
B. 在一定条件下，一氧化碳与二氧化碳可以相互转化
C. 碳具有可燃性，木炭在空气中燃烧只生成二氧化碳
D. 高温条件下，一氧化碳与氧化铁发生的反应属于置换反应
B
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5. 按如图甲所示进行木炭还原氧化铜的实验，实验时①中固体的质量随加热时间的变化如图乙所示。下列分析正确的是（　B　）
第5题
B
A. M、N点时，固体中都只含两种物质
B. M→P的过程中，固体减小的质量等于生成气体的质量
C. M点时，装置②处导管口有气泡冒出，说明反应开始发生
D. 取P点时的固体少量，与足量稀盐酸混合，固体全部溶解，得到蓝色溶液
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6. 某兴趣小组为证明CO作还原剂，表现还原性，采用图示装置进行实验。
【查阅资料】
Ⅰ. 用甲酸与浓硫酸微热可生成CO，化学方程式为HCOOH CO↑＋H2O。
Ⅱ. HCOOH：熔点为8.6℃，沸点为100.8℃。
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【实验装置】 如图所示。
第6题
请回答：
（1） 仪器a的名称是 　分液漏斗　，仪器b的名称是 　锥形瓶　。
（2） 方框A中需选择 　A2　（填“A1”“A2”或“A3”）装置生成CO气体，然后与B装置连接完成实验。
分液漏斗　
锥形瓶　
A2　
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（3） 写出B装置硬质玻璃管中发生反应的化学方程式： 　CO＋CuO Cu＋CO2　。
（4） B装置硬质玻璃管中的现象是 　黑色固体逐渐变为红色　；C装置中出现 　澄清石灰水变浑浊　的现象，同样可以证明CO具有还原性。
（5） 该小组经过交流讨论，得出该装置存在一定缺陷，具体是 　C装置后面缺少尾气处理装置　。
CO＋
CuO Cu＋CO2　
黑色固体逐渐变为红色　
澄清石灰水变浑浊　
C装
置后面缺少尾气处理装置　
第6题
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