资源简介

本资料来自于资源最齐全的２１世纪教育网www.21cnjy.com
第六单元
碳及碳的化合物
学习目标要求
高频考点
重要程度
分值
碳单质的性质和用途
★
2分
实验室制取二氧化碳
★★★
分
二氧化碳和一氧化碳的性质及用途
★★★
分
知识网络构建
第一讲
碳的几种单质
知识能力解读
知能解读：（一）碳的几种单质
1.物质的结构决定性质
同一种元素可以组成不同的单质，以单质形式存在的碳有金刚石、石墨和等，由于它们的碳原子排列方式不同，即结构不同，它们的性质也存在较大的差异。由此也可以知道:物质的结构决定其性质。这三种常见单质的空间排列如图所示。2-1-c-n-j-y
金刚石的机构
石墨的机构
的机构
2.
金刚石、石墨和的比较
金刚石
石墨
物理性质
颜色
无色透明
深灰色
─
状态
正八面体形状的固体
细鳞片状固体
形似足球
光泽
加工琢磨有夺目光泽
有金属光泽
─
硬度
天然物质中硬度最大
质软、有滑腻感
─
导电性
不导电
导电性好
有超导性
熔点
很高
很高
─
主要用途
可用来裁玻璃、切割大理石、加工坚硬的金属，制作钻探机钻头，作装饰品（钻石）
作铅笔芯、润滑剂、电极等
材料科学超导体等
相互关系
─
3.无定形碳的物理性质、只要用途和制法的比较
物理性质
主要用途
制法
木炭
灰黑色多孔固体，具有吸附性
制黑火药、活性炭、炭笔，吸附色素
木材隔绝空气加强热
活性炭
黑色粉末或颗粒状，吸附性比木炭强
净化多种气体和液体，用在防毒面具上
木炭在高温下用水蒸气处理
炭黑
黑色粉末
制造油墨、油漆、鞋油、颜料、墨汁及橡胶制品的填料
含碳物质不完全燃烧的产物
焦炭
浅灰色多孔固体，质地坚硬
燃料，冶金工业的还原剂
烟煤在隔绝空气的条件下加强热制得
友情提示：
木炭、活性炭、炭黑、焦炭是由石墨的微小晶体和少量杂质构成的，没有固定的几何外形，所以称为无定形碳。
拓展:“碳”与“炭”的区别
“碳”是表示一种非金属元素，而“炭”一般是指由石墨的微小晶体和少量杂质构成的混合物，如木炭、焦炭、活性炭、炭黑等。在说明碳元素时，用“碳”表示，如碳单质、二氧化碳、碳酸等；在说明含石墨的无定形碳时，用“炭”表示，如木炭、焦炭等。
4.吸附性
由于木炭、活性炭的结构疏松多孔，因此它们具有吸附性。利用这种性质可以吸附气体或溶液中的一些物质，可用作吸附剂。如:木炭可以用来吸附食品和工业产品里的色素，也可以用来吸附有异味的物质；活性炭用在防毒面具中吸附毒气。21世纪教育网版权所有
注意：
木炭、活性炭的吸附性属于物理性质，即吸附过程中发生的变化是物理变化。
只能解读：（二）碳的化学性质
1.碳在常温下化学性质稳定
原因:碳原子的结构示意图为，最外层电子数为4，既不容易得电子，也不容易失电子，所以碳在常温下化学性质稳定。但随着温度的升高，碳的活动性增强，在点燃、加热、高温等条件下，碳能跟很多物质起反应。21教育网
2.可燃性：在点燃或加热条件下碳能与氧气发生化学反应
上述反应表明:反应物的量不同，生成物不同。
若用煤作燃料，首先要考虑使碳充分燃烧。若燃烧不充分，不仅浪费燃料而且会造成污染。
拓展:碳燃烧时生成物的判断。
氧气量充足时，碳充分燃烧：
3
：8
：11
氧气量不充足时，碳不充分燃烧：
3
:
4
:
7
当碳与氧气反应时
①时，生成物只有，且有剩余。
②时，恰好完全反应生成。
③时，生成物既有也有。
④时，恰好完全反应生成。
⑤时，生成物只有，且有剩余。
3.还原性
在高温条件下，碳可与某些氧化物反应，即它夺取氧化物中的氧生成碳的氧化物。
（1）碳能还原某些金属氧化物
如在高温条件下，碳与氧化铜的反应：。
现象：黑色粉末变成红色，澄清石灰水变浑浊。单质碳的还原性可用于冶炼金属。如焦炭可以把铁从它的氧化物（矿石）中还原出来：。
规律总结：碳与金属氧化物反应通式：（置换反应）。
（2）碳还能还原某些非金属氧化物。
如碳与二氧化碳的反应：。
解题方法技巧
方法技巧：（一）碳的几种单质的结构与物理性质
方法指导：物质的结构决定物质的性质，结构不同，性质不同。
方法技巧：（二）木炭、活性炭的吸附性
方法指导：木炭、活性炭具有疏松多孔结构，可以吸附一些有色、有异味的物质，具有吸附性。
方法技巧：（三）单质碳的化学性质
方法指导：碳的原子结构示意图为，最外层有4个电子，碳在常温下化学性质不活泼，但随着温度的升高，碳能与很多物质发生反应。21cnjy.com
方法技巧：（四）物质的性质与用途的关系
方法指导：物质的性质在很大程度上决定物质的用途。
跨越思维误区
思维误区：（一）石墨在一定条件下可以转化为金刚石，这一变化是物理变化还是化学变化？
剖析：这一变化是化学变化。因为在金刚石和石墨中碳原子排列的方式不同，属于不同的物质，也就是说在这个过程中有新物质生成。21·cn·jy·com
思维误区：（二）氢气和碳的化学性质在常温下稳定与组成它们的元素的原子结构相同有关
剖析：氢气在常温下化学性质稳定，是由于组成氢气的氢元素的原子结构示意图，最外层只有1个电子，既不容易失去，又不容易得到1个电子达到2个电子的稳定结构，所以稳定；而碳元素的原子结构示意图为，最外层有4个电子，既不容易失去，又不容易得到4个电子达到8电子的稳定结构，所以碳在常温下化学性质稳定和碳元素的原子结构有关，碳元素和氢元素的原子结构不同。www.21-cn-jy.com
思维误区：（三）金刚石和石墨是由碳元素组成的单质，所以金刚石就是石墨
剖析：金刚石和石墨虽然都是由碳元素组成的单质，但由于碳原子的排列方式不同，即结构不同，形成的是物理性质不同的单质。2·1·c·n·j·y
思维误区：（四）一种元素只能组成一种单质
剖析：同种元素组成的单质，如金刚石和石墨、红磷和白磷、氧气和臭氧，由于它们的物理性质不同，属于不同的单质，如果混在一起就是混合物。【来源：21·世纪·教育·网】
思维误区：（五）不能正确区别氧化剂、还原剂、氧化反应、还原反应
剖析：物质跟氧发生的反应叫做氧化反应，含氧化合物里的氧被夺去的反应叫做还原反应。在反应中提供氧的物质是氧化剂，氧化剂具有氧化性，在反应中得到氧的物质是还原剂，还原剂具有还原性。例如在反应中，C是还原剂，具有还原性，发生氧化反应，被氧化为，是氧化剂，具有氧化性，发生还原反应，被还原为。
中考考点链接
中考考点：（一）金刚石、石墨、的物理性质及用途
中考考点解读：金刚石、石墨、在物理性质上的差异及原因是中考中的热点，常与生产生活实际相结合，考查碳的几种单质的用途及其性质之间的关系。常见题型为选择题、填空题。21·世纪
教育网
中考考点：（二）碳单质的化学性质
中考考点解读：碳单质的化学性质常与生产生活实际相结合，考查碳单质常温下的稳定性及可燃性，碳的还原性有时与、等结合起来考查，有时也单独考查木炭还原氧化铜的实验。题型为选择题、www-2-1-cnjy-com
实验题等。
21世纪教育网
--
中国最大型、最专业的中小学教育资源门户网站。
版权所有@21世纪教育网本资料来自于资源最齐全的２１世纪教育网www.21cnjy.com
第二讲
二氧化碳
知识能力解读
知能解读：（一）二氧化碳的物理性质
1.在通常状况下，二氧化碳是一种无色、无味的气体，在标准状况下，密度为，约是空气密度的1.5倍。
2.能溶于水，在通常状况下，1体积水约能溶解1体积的，增大压强还会溶解得更多。
3.有三种状态变化。
在一定条件下，气体会变成固体，固体叫“干冰”。
知能解读：（二）二氧化碳的化学性质
1.二氧化碳不燃烧，一般情况下也不支持燃烧，不能供给呼吸。
注意：
①不支持燃烧，不是绝对的。如镁可以在中燃烧，化学方程式为。故强调“一般情况下”不支持燃烧。
②不能供给人和动物呼吸不是因为有毒，而是因为在二氧化碳浓度过高的环境中，人和动物易缺氧而窒息。
③进入久未开启的菜窖或深洞时，要进行灯火试验，防止洞内二氧化碳含量太高而使人窒息甚至死亡。
2.二氧化碳能与水化合生成碳酸：。
水不能使蓝色石蕊试纸变色，二氧化碳也不能使蓝色石蕊试纸变色，只有二氧化碳的水溶液才能使蓝色石蕊试纸变为红色，说明二氧化碳与水发生反应生成了酸（即）。
注意：
碳酸不稳定，只能存在于常温下的稀溶液中，加热或长期放置会分解，化学方程式为。因此，加热通入二氧化碳的红色石蕊试液，溶液会变成紫色。
3.二氧化碳能与石灰水反应，生成碳酸钙和水。
如将二氧化碳通入澄清石灰水中，石灰水变浑浊。其原因是与发生了反应:。生成物是一种难溶于水的白色固体，它悬浮在水中形成了悬浊液，就出现了浑浊现象。用这个反应可以鉴别或检验二氧化碳。
说明：实验室里常用溶液吸收二氧化碳，其反应为。易溶于水，能配制成浓度较大的溶液，所以用溶液吸收二氧化碳比用石灰水效果要好得多。21cnjy.com
4.二氧化碳具有氧化性
如有反应中，提供氧将碳氧化为，失去氧被还原为，所以是氧化剂，具有氧化剂。
5.二氧化碳在叶绿体的作用下能发生光合作用：
。
知能解读：（三）二氧化碳的用途
1.由于二氧化碳不燃烧，一般情况下，也不能支持燃烧，且密度比空气大，所以可用来灭火。
2.“干冰”可作制冷剂，用来保存食品和进行人工降雨。
注意：
干冰升华时吸热，因而干冰可用作制冷剂，用于人工降雨。舞台上的云雾是通过干冰升华形成的，但云雾并不是干冰或二氧化碳气体，而是干冰升华时吸热，使得水蒸气液化形成的，云雾即是水雾。21·世纪
教育网
3.二氧化碳是一种工业原料，可用来制纯碱、尿素和汽水等。
4.植物进行光合作用，需要二氧化碳。在温室里可施用二氧化碳作肥料。
只能解读：（四）实验室制取二氧化碳
1.原理
通常用稀盐酸与石灰石（或大理石）反应制取二氧化碳：
说明：
①上述反应包括两个化学反应：
②不可用硫酸代替盐酸，因为反应生成的硫酸钙微溶于水，覆盖在石灰石表面，阻止了石灰石与酸接触，使反应难以持续进行。21·cn·jy·com
③不可用、代替石灰石，、是粉末状固体，与盐酸反应速率太快，不利于控制，而且成本较高。
④不可用浓盐酸，因为浓盐酸易挥发出气体，使收集到的不纯。
⑤不可用反应来制,因为此反应难以收集到纯净的。
⑥实验室制得的中往往含有少量气体，如果把这种气体通入澄清石灰水中，将看不到石灰水变浑浊的现象，因为溶于水，使与石灰水反应产生的溶解而生成可溶性的，也能与反应生成和。
2.实验室制取二氧化碳的装置
选择制取二氧化碳的装置，要考虑反应物的状态和反应条件，属于固+液→气型，所以发生装置与用双氧水和二氧化锰制取氧气的装置相似，如图（也可以将长颈漏斗换成分液漏斗）所示。21教育网
3.二氧化碳的收集
由于二氧化碳能溶于水，还能与水反应生成碳酸，且密度比空气大，所以宜采用向上排空气法收集。
4.二氧化碳的检验和验满
（1）检验方法:把产生的气体通入澄清石灰水中，若澄清石灰水变浑浊，证明生成的气体是二氧化碳。
（2）验满方法:将燃着的木条放在集气瓶口，若火焰熄灭，证明集气瓶内已充满二氧化碳。
注意：
检验二氧化碳时不能用燃着的木条，因为氮气等也能使燃着的木条熄灭。
知能解读：（五）实验室制取二氧化碳的操作步骤
检查装置的气密性；装入大理石或石灰石，塞紧带长颈漏斗的塞子；倒入稀盐酸；收集气体；验满。
小结:制取气体的一般步骤:检查装置气密性→装药品→固定装置→控制反应速率→收集气体→争检验、验满。
只能解读：（六）制取气体的一般思路和方法
1.实验室制取气体的思路和方法
（1）化学反应原理:在实验条件（如常温、加热、催化剂等）下，可用什么样的药品，通过什么样的反应来制取这种气体。www-2-1-cnjy-com
（2）制取这种气体应采用的实验装置。
（3）如何验证这种气体就是所要制取的气体。
2.制取气体的发生装置
（1），用如图所示装置。
注意：①试管口略向下倾料；②导管不能伸入试管太长，以刚好露出胶塞为宜。
（2）固体+液体或液体+液体→气体，用如图B、C、D或E所示装置。
A
B
C
D
E
注意：长颈漏斗的下端管口必须插入液面以下，用液体密封，防止生成的气体从长颈漏斗口逸出。使用分液漏斗可以控制滴液速率，分液漏斗通过活塞控制反应，下端管口不必在液面下。带有多孔隔板的装置可以通过止水夹控制反应的发生和停止。2·1·c·n·j·y
3.收集装置
（1）排水法：凡是不易溶于水也不与水反应的气体均可用此法收集。
（2）排空气法:①向上排空气法:密度比空气大、不与空气中成分反应的气体；②向下排空气法:密度
比空气小、不与空气中成分反应的气体。
知能解读：（七）二氧化碳的工业制法
原理：高温煅烧石灰石生成生石灰，同时产生二氧化碳。
化学方程式：。
解题方法技巧
方法技巧：（一）二氧化碳的物理性质
方法指导：二氧化碳物理性质的考查，通常与二氧化碳的用途联系在一起。二氧化碳固体即干冰，升华时吸收热量，可用于人工降雨等。21世纪教育网版权所有
方法技巧：（二）二氧化碳的化学性质
方法指导：二氧化碳的化学性质主要考查二氧化碳既不燃烧也不支持燃烧（一般情况下）、二氧化碳能与水反应以及二氧化碳能与碱溶液反应的性质。对于二氧化碳与水反应、二氧化碳与碱溶液反应的探究题，要注意对比实验，抓住压强改变这一关键进行解题。
方法技巧：（三）制取二氧化碳的反应原理
方法指导：从反应的可行性、操作是否简单易控制、药品是否廉价易得、反应过程是否安全以及反应对环境是否有影响等角度来选择反应的原料。2-1-c-n-j-y
方法技巧：（四）制取二氧化碳的反应装置
方法指导：根据反应物的状态及反应条件（是否需要加热）等因素选择发生装置；根据所制取气体的性质来确定收集方法或检验、验满的方法。21
cnjy
com
方法技巧：（五）二氧化碳的制取
方法指导：在实验室中通常选用大理石与稀盐酸反应来制取二氧化碳，发生装置为固一液不加热装
置，只能用向上排空气法收集。
方法技巧：（六）制取气体的综合考查
方法指导：明确制取气体的一般思路和方法，掌握气体的性质及制取原理，是解此类习题的关键。
跨越思维误区
思维误区：（一）能致人死亡，所以有毒
剖析：在一些久未开启的菜窖、干涸的深井和深洞底部，的含量较大，人若进入会感到气喘、头痛、眩晕，引起窒息，甚至死亡。致人死亡的主要原因是不供给呼吸，本身没有毒。www.21-cn-jy.com
思维误区：（二）能溶于水，所以可用水除去
剖析：虽然能溶于水，但1体积水约能溶解1体积，其溶解度很小，因此，除去气体时，
通常将气体通入足量的氢氧化钠溶液中。
思维误区：（三）能使燃着的木条熄灭的气体一定是
剖析：能使燃着的木条熄灭的气体除外，还有稀有气体和氮气等，因此不能判定使燃着的木条熄灭的气体一定是。【来源：21·世纪·教育·网】
思维误区：（四）能使紫色石蕊试液变红
剖析：酸溶液能使紫色石蕊试液变为红色，而将气体通入紫色石蕊试液中，石蕊试液也变为红色，是因为与石蕊试液中的水反应，生成了碳酸，碳酸使紫色石蕊试液变红，并不是使之变红的。【来源：21cnj
y.co
m】
中考考点链接
中考考点：（一）二氧化碳的性质和用途
中考考点解读：二氧化碳的性质及用途是历年中考的热点，常结合生产生活实际和社会热点进行考查。另外，对二氧化碳性质的探究、根据化学现象分析二氧化碳的性质及与有关的环境保护问题也经常出现。常见题型为选择题、填空题。【出处：21教育名师】
中考考点：（二）二氧化碳的制取
中考考点解读：二氧化碳的实验室制法常将气体的制备、除杂、干燥、验证于一体，有时还与氧气的实验室制法相联系，全面考查实验能力。题型以选择题、实验题为主。
21世纪教育网
--
中国最大型、最专业的中小学教育资源门户网站。
版权所有@21世纪教育网本资料来自于资源最齐全的２１世纪教育网www.21cnjy.com
第三讲
一氧化碳
知识能力解读
知能解读：（一）一氧化碳的物理性质
颜色
状态
气味
水溶性
密度
物理性质
无色
气体
无味
难溶于水
比空气略小，接近空气密度
注意：
因为一氧化碳难溶于水，所以，一氧化碳气体的收集应采用排水法；又因一氧化碳密度与空气非常接近且有毒，故不可以用向下排空气法收集。21cnjy.com
知能解读：（二）一氧化碳的化学性质
1.可燃性
点燃纯净的一氧化碳，在火焰上方罩一个干冷的烧杯。
反应的化学方程式为，燃烧时产生蓝色火焰，放出热量，烧杯发烫。将烧杯迅速正立，加入澄清石灰水，澄清石灰水变浑浊。2·1·c·n·j·y
注意：
点燃一氧化碳气体前，一定要检验其纯度。
2.还原性
一氧化碳的还原性主要用于冶金工业，如一氧化碳还原氧化铜实验原理为，夺取中氧生成，表现出的还原性，作还原剂；中的氧被夺去发生了还原反应，是反应中的氧化剂。实验现象为黑色粉末变成红色，产生的气体能使澄清石灰水边浑浊。【来源：21·世纪·教育·网】
3.毒性
有毒，人在达到总体积的0.
02%的空气中，持续即出现中毒的症状，严重时会危及生命，这是因为极易与血液中的血红蛋白结合，从而使血红蛋白不能很好地与氧气结合，造成人体内缺氧。21·世纪
教育网
拓展:燃烧得很旺的煤炉上方能够看到蓝色火焰，这是一氧化碳在燃烧。煤炉中的反应为:①下层:
；②中层:；③上层:。如果煤炉上方的没有燃烧掉，就会逸出污染空气。因此冬天用煤火取暖时，一定要装烟囱，并注意室内通风，防止一氧化碳中毒。www-2-1-cnjy-com
知能解读：（三）一氧化碳与二氧化碳的比较
对比项目
物质
一氧化碳
二氧化碳
组成元素
、两种元素
、两种元素
碳原子与氧原子个数比
1:1
1:2
碳元素与氧元素的质量比
3:4
3:8
物理性质
状态
无色、无味的气体
无色、无味的气体
密度
略小于空气
大于空气
溶解性
难溶于水
能溶于水
可燃性
有可燃性
一般情况下，既不能燃烧，也不支持燃烧
化学性质
还原性
有还原性
没有还原性
跟水的反应
不能跟水反应
跟水反应
跟澄清石灰水的反应
不能跟澄清石灰水反应
跟澄清石灰水反应
毒性
没毒
无毒
物质中碳元素的化合价
+2
+4
主要用途
作气体燃料、高炉炼铁的还原剂
灭火、人工降雨、干冰制冷、用作化工原料和温室肥料等
相互转化
注意：
一氧化碳与二氧化碳化学性质不同的原因是分子构成不同。
知能解读：（四）一氧化碳与氢气的比较
对比项目
一氧化碳
氢气
颜色、状态
无色、无味的气体
无色、无味的气体
密度
略小于空气
密度最小的气体
可燃性
有可燃性
有可燃性
还原性
有还原性
有还原性
毒性
有毒
无毒
鉴别方法
根据燃烧产物的不同来鉴别
知能解读：（五）一氧化碳的检验方法
点燃待检气体，先用干燥的小烧杯罩在火焰上方，无水珠，再用内壁涂有澄清石灰水的小烧杯罩在火焰上方，若出现白色浑浊物，则为一氧化碳气体。将待检气体通过灼热的，若出现红色物质，且产生的气体能使澄清石灰水变浑浊，则该待检气体为一氧化碳。
知能解读：（六）一氧化碳的用途
一氧化碳具有可燃性，是许多气体燃料的主要成分。
一氧化碳的还原性可用于冶金工业，例如，可利用一氧化碳的还原胜来炼铁。
解题方法技巧
方法技巧：（一）一氧化碳的可燃性
方法指导：一氧化碳燃烧产生蓝色火焰，并放出热量。先用干燥的小烧杯罩在火焰上方，无水珠，再用一个内壁涂有澄清石灰水的烧杯罩在火焰上方，产生白色浑浊物，证明生成了二氧化碳，这也是检验一氧化碳的方法。21教育网
方法技巧：（二）一氧化碳的还原性
方法指导：一氧化碳能与金属氧化物反应，具有还原性，要注意进行尾气处理，防止污染空气。
方法技巧：（三）一氧化碳的毒性
方法指导：一氧化碳能与血液中的血红蛋白结合造成人体缺氧而中毒。含碳燃料的不完全燃烧，香烟燃烧都会产生一氧化碳，因此在使用煤、天然气、燃气热水器时要注意通风，严禁吸烟。21·cn·jy·com
方法技巧：（四）一氧化碳和二氧化碳的比较
方法指导：一个二氧化碳分子比一个一氧化碳分子多一个氧原子，即二者的分子构成不同，使二者的性质有很大差异。二者在一定条件下可以互相转化:,。www.21-cn-jy.com
跨越思维误区
思维误区：二氧化碳与一氧化碳性质应用的三大误区
（1）当一氧化碳中混有少量二氧化碳时，如何除去二氧化碳
剖析:一氧化碳不与氢氧化钠溶液发生反应，而二氧化碳能与氢氧化钠溶液发生反应，根据这一特点，可将混合气体通过足量的氢氧化钠溶液，二氧化碳被吸收而除去。
（2）如何除去二氧化碳中的少量一氧化碳
剖析:在加热条件下，一氧化碳能与氧化铜发生反应，二氧化碳则不能，因此，可将混合气体通过足量
的灼热的氧化铜，把一氧化碳转化为二氧化碳而除去。
（3）用点燃的方法除去二氧化碳中少量的一氧化碳。
剖析:这种方法是错误的，二氧化碳中一氧化碳的含量很低时，不能被点燃。
中考考点链接
中考考点：碳及其化合物
中考考点解读：在一氧化碳的性质中，将侧重对毒性的考查，如实验中尾气的处理、煤气的泄漏、煤气中毒的正确处理方法等。与的反应也是考查的热点。作为燃料以及在使用时的注意事项和安全问题均是中考的热点。题型以选择题、填空题和实验探究题为主。21世纪教育网版权所有
21世纪教育网
--
中国最大型、最专业的中小学教育资源门户网站。
版权所有@21世纪教育网

展开更多......

收起↑