第11講碳和碳的化合物

專(zhuān)題一身邊的化學(xué)物質(zhì)第11講碳和碳的化合物望子成龍學(xué)校徐老師中考考試內(nèi)容及考查要求1.知道碳的單質(zhì)及物理性質(zhì)的差異、原因；2.了解碳單質(zhì)的用途；3.掌握碳單質(zhì)的化學(xué)性質(zhì)；4.掌握二氧化碳、一氧化碳的主要性質(zhì)和用途；5.能初步運(yùn)用簡(jiǎn)單的裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)室制取和收集、二氧化碳；6.能利用簡(jiǎn)單實(shí)驗(yàn)方法區(qū)分空氣、氧氣、二氧化碳、一氧化碳、氫氣等氣體；7.了解自然界中的氧循環(huán)和碳循環(huán)。1.碳元素的單質(zhì)：金剛石石墨C602.無(wú)定形碳（木炭、活性炭、焦炭、炭黑）

主要含石墨,混合物考點(diǎn)1

碳元素的單質(zhì)注意：金剛石、石墨和C60都是由碳元素組成的，由于碳原子排列方式不同，它們的物理性質(zhì)存在差異。木炭、活性炭：主要是由石墨的微小晶體和少量雜質(zhì)構(gòu)成。木炭和活性炭都具有吸附性氧元素形成的單質(zhì):氧氣O2

、臭氧O3磷元素形成的單質(zhì):紅磷P、白磷P

3.無(wú)定形炭（主要含石墨）的物理性質(zhì)、制法、用途對(duì)比物質(zhì)物理性質(zhì)制法用途木炭灰黑色多孔固體，有吸附性木材干餾燃料、冶煉金屬吸附劑、黑火藥焦炭灰色多孔固體，堅(jiān)硬煤干餾燃料、冶煉金屬活性炭黑色多孔顆?；蚍勰?，有強(qiáng)吸附性木炭在高溫下用水蒸汽沖洗吸附劑炭黑黑色細(xì)粉末含碳物不完全燃燒油墨、橡膠填料干餾：隔絕空氣，高溫點(diǎn)撥4.“碳”與“炭”的區(qū)別碳：指碳元素，表示碳元素、碳單質(zhì)總體以及含碳化合物時(shí)用“碳”。炭：指由碳元素形成的單質(zhì)，指的是具體物質(zhì)。如木炭、焦炭、炭黑、活性炭等。金剛石石墨外觀光澤硬度導(dǎo)電性用途鉆石王冠工業(yè)石墨無(wú)色透明正八面體狀固體深灰色鱗片狀固體加工琢磨后有奪目光澤略有金屬光澤自然界最硬物質(zhì)最軟礦物質(zhì)之一無(wú)良好電極、鉛筆芯、潤(rùn)滑劑等鉆頭、切刀、刻刀、裝飾品等考點(diǎn)2

比較金剛石和石墨的物理性質(zhì)和用途碳C性質(zhì)用途：物理性質(zhì)：不同化學(xué)性質(zhì)①穩(wěn)定性(常溫)②可燃性③還原性(高溫)C+O2=CO2點(diǎn)燃2C+O2=2CO點(diǎn)燃C+2CuO

=2Cu+CO2高溫C+CO2=2CO高溫①燃料②冶煉金屬考點(diǎn)3

碳單質(zhì)的性質(zhì)、用途碳原子的最外層電子數(shù)為4，既不容易得到電子，也不容易失去電子，所以常溫下碳的化學(xué)性質(zhì)比較穩(wěn)定

二氧化碳

性質(zhì)用途：物理性質(zhì)：無(wú)色無(wú)味氣體，密度比空氣大，能溶于水，加壓降溫?zé)o色液體，雪狀固體（干冰），干冰升華吸熱?；瘜W(xué)性質(zhì)①②③一般不燃燒也不支持燃燒也不供給呼吸（三不）能與水反應(yīng)能與澄清石灰水反應(yīng)CO2+H2O

=H2CO3CO2+Ca(OH)2=CaCO3+H2O①滅火②人工降雨③致冷劑④氣體肥料⑤工業(yè)制汽水、純堿和尿素等⑥植物光合作用。

考點(diǎn)4

碳的氧化物CO2性質(zhì)、用途一氧化碳

性質(zhì)用途：物理性質(zhì)：無(wú)色無(wú)味的氣體，難溶于水，密度比空氣略?、賱《拘裕–O與血紅蛋白結(jié)合能力比O2強(qiáng)200倍）②可燃性③還原性2CO+O2=2CO2點(diǎn)燃3CO+Fe2O3=2Fe+3CO2高溫①燃料②冶煉金屬考點(diǎn)5

碳的氧化物CO性質(zhì)、用途化學(xué)性質(zhì)2.先熄滅酒精燈，繼續(xù)通入CO直至玻璃管冷卻（防止灼熱的銅與進(jìn)入玻璃管中的空氣的氧氣反應(yīng)，重新生成黑色的氧化銅）3.裝置末端尾氣點(diǎn)燃（防止污染環(huán)境）操作順序：1.先通入CO后加熱（防止爆炸）口訣：CO早出晚歸，酒精燈遲到早退

你能不能將CO還原氧化銅的實(shí)驗(yàn)裝置稍作改進(jìn)，一方面能避免CO對(duì)環(huán)境的污染，另一方面能充分利用能源。思考實(shí)驗(yàn)室制取氧氣的發(fā)生裝置和收集裝置藥品高錳酸鉀過(guò)氧化氫和二氧化錳反應(yīng)方程式

發(fā)生裝置和收集裝置反應(yīng)條件反應(yīng)物狀態(tài)

加熱固體

常溫固體+液體2KMnO4==K2MnO4+MnO2+O2↑

2H2O2======2H2O+O2↑

MnO2

制取反應(yīng)原理：實(shí)驗(yàn)裝置：實(shí)驗(yàn)步驟：氣體驗(yàn)滿(mǎn)：氣體檢驗(yàn)：CaCO3+2HCl=CaCl2+CO2+H2O發(fā)生裝置收集裝置固體＋液體——向上排空氣法查、裝、定、收、滿(mǎn)用燃著的木條放在集氣瓶口，如立即熄滅則已滿(mǎn)將產(chǎn)生的氣體通入澄清的石灰水如能變渾濁則為CO2實(shí)驗(yàn)室法工業(yè)法：CaCO3＝CO2＋CaO煅燒常溫考點(diǎn)6

二氧化碳CO2的制取實(shí)驗(yàn)室制CO2的裝置長(zhǎng)頸漏斗末端伸入液面下導(dǎo)氣管管口略超過(guò)膠孔塞導(dǎo)氣管管口接近瓶底導(dǎo)氣管管口略超過(guò)膠孔塞1.不能用濃鹽酸代替稀鹽酸

答：因?yàn)闈恹}酸易揮發(fā)，使制得的二氧化碳?xì)怏w中含有較多的氯化氫(HCl)氣體，導(dǎo)致CO2不純。

2.不能用碳酸鈣粉末制取CO2

答：碳酸鈣粉末跟稀鹽酸反應(yīng)生成CO2,但反應(yīng)速度太快，不利于收集。

答：因?yàn)殚_(kāi)始時(shí)生成微溶于水的硫酸鈣薄膜，附著在石灰石的表面，它使石灰石不能接觸到稀硫酸，使反應(yīng)停止。

實(shí)驗(yàn)室制取二氧化碳的注意事項(xiàng)（三不）：3.不能用硫酸代替稀鹽酸實(shí)驗(yàn)室制取O2和CO2發(fā)生裝置和收集裝置的對(duì)比氧氣氧氣二氧化碳藥品高錳酸鉀過(guò)氧化氫和二氧化錳石灰石和稀鹽酸反應(yīng)方程式2KMnO4==K2MnO4

+MnO2+O2↑2H2O2==2H2O+O2↑

CaCO3＋2HCl==CaCl2+H2O+CO2↑氣體發(fā)生裝置圖AB你認(rèn)為實(shí)驗(yàn)室制取二氧化碳的發(fā)生裝置可選擇左邊兩個(gè)裝置中

氣體收集裝置圖

排水法向上排空氣法向下排空氣法收集方法及依據(jù)方法1

，依據(jù)

方法2

，依據(jù)

方法

，依據(jù)

B向上排空氣法排水法

MnO2

向上排空氣法O2密度比空氣大O2不易溶于水CO2密度比空氣大

性質(zhì)物質(zhì)

可燃性

還原性

C

CO

H2點(diǎn)燃C+O2=CO2點(diǎn)燃2C+O2=2CO

高溫C+2CuO=2Cu+CO2點(diǎn)燃2CO+O2=

2CO2CO+CuO=Cu+CO2

加熱點(diǎn)燃2H2+O2=2H2OH2+CuO=Cu+H2O考點(diǎn)7

C、CO、H2化學(xué)性質(zhì)的比較物質(zhì)化學(xué)性質(zhì)相似處不同點(diǎn)C1、可燃性2、還原性CO的劇毒性CO反應(yīng)條件H2反應(yīng)物狀態(tài)碳、一氧化碳、氫氣的化學(xué)性質(zhì)的比較物質(zhì)試劑、方法現(xiàn)象O2

帶火星的木條木條復(fù)燃CO2通入（加入）澄清石灰水澄清石灰水變渾濁H2點(diǎn)燃在火焰上罩一個(gè)冷而干燥的燒杯燒杯壁上只有水珠考點(diǎn)8

幾種氣體的鑒定CO2COCH2CO3CaCO3①②③④⑤⑥⑦⑧碳及其化合物轉(zhuǎn)化關(guān)系點(diǎn)燃①2C+O2=2CO點(diǎn)燃②C+O2=CO2

高溫C+2CuO=2Cu+CO22Fe2O3+3C===4Fe+3CO2高溫③C+CO2=2CO高溫④2CO+O2=2CO2點(diǎn)燃CO+CuO=Cu+CO2

加熱3CO+Fe2O3=2Fe+3CO2高溫⑤CO2+H2O=H2CO3⑥CO2+Ca(OH)2=CaCO3+H2O⑦H2CO3=H2O+CO2↑⑧CaCO3+2HCl=CaCl2+CO2+H2OCaCO3＝CO2

＋CaO煅燒④2CO+O2=2CO2點(diǎn)燃點(diǎn)燃①2C+O2=2CO點(diǎn)燃②C+O2=CO2

高溫C+2CuO=2Cu+CO22Fe2O3+3C===4Fe+3CO2高溫③C+CO2=2CO高溫CO+CuO=Cu+CO2

加熱3CO+Fe2O3=2Fe+3CO2高溫⑥CO2+Ca(OH)2=CaCO3+H2O⑤CO2+H2O=H2CO3⑦H2CO3=H2O+CO2↑CaCO3＝CO2

＋CaO煅燒⑧CaCO3+2HCl=CaCl2+CO2+H2O定義：大氣中的二氧化碳?xì)怏w能像溫室的玻璃或塑料薄膜那樣，使地面吸收的太陽(yáng)光的熱量不易散失，從而使全球變暖，這種現(xiàn)象叫“溫室效應(yīng)”。形成：化石燃料燃燒產(chǎn)生大量CO2；森林綠地的破壞光合作用吸收CO2減少。危害：全球變暖可能導(dǎo)致兩極的冰川融化，海平面升高，淹沒(méi)許多城市。土地沙漠化，農(nóng)業(yè)減產(chǎn)。氣候反常（洪災(zāi)、干旱等極端氣候）。防治措施：減少化石燃料的使用；更多地利用太陽(yáng)能、風(fēng)能、地?zé)岬惹鍧嵞茉?；大力植?shù)造林，嚴(yán)禁亂砍濫伐森林等。

人類(lèi)只有一個(gè)地球倡導(dǎo)低碳生活考點(diǎn)9

氧循環(huán)和碳循環(huán)溫室效應(yīng)

②要保留的物質(zhì)不參加反應(yīng)除雜原則：從物質(zhì)（雜質(zhì)）本身的化學(xué)性質(zhì)的差異性考慮除雜質(zhì)試劑。①

雜質(zhì)除掉不能引人新雜質(zhì)除雜方法：①直接除掉雜質(zhì)②將雜質(zhì)轉(zhuǎn)化為要保留的物質(zhì)考點(diǎn)10除雜質(zhì)COCO2CO石灰水CO2COCO2CuO除雜怎樣除去CO中的CO2怎樣除去CO2中的CO1．（2012年四川宜賓，3題，2分）下列關(guān)于碳單質(zhì)的說(shuō)法中正確的是()A．C60的相對(duì)分子質(zhì)量為720B．金剛石、石墨和C60都由碳元素組成，結(jié)構(gòu)相同C．木炭具有還原性，常溫下可以將氧化銅中的銅還原出來(lái)D．石墨很軟，不能用于制石墨電極A典例剖析2.(2013蘭州市)2013年3月，浙江大學(xué)實(shí)驗(yàn)室里誕生了世界上最輕的材料——“碳海綿”?！疤己＞d”具備高彈性和疏松多孔的結(jié)構(gòu)，主要成分是石墨烯和碳納米管（兩者都是碳單質(zhì)）。下列關(guān)于“碳海綿”的說(shuō)法中不正確的是（）常溫下化學(xué)性質(zhì)活潑 具有吸附性C.在一定條件下可還原氧化銅 D.在氧氣中完全燃燒的產(chǎn)物是CO2A典例剖析3．（2013萊蕪市）美國(guó)科學(xué)家卡爾?克利特在真空條件下，成功制得鹽粒狀的“氮5”（化學(xué)式為N5），在制取“氮5”的實(shí)驗(yàn)中，它曾發(fā)生了爆炸，摧毀了實(shí)驗(yàn)室的設(shè)備．因此科學(xué)家認(rèn)為，如果能讓這種物質(zhì)保持穩(wěn)定，它可以成為火箭和導(dǎo)彈的理想燃料．有關(guān)“氮5”的說(shuō)法正確的是（）A.“氮5”的物理性質(zhì)非常穩(wěn)定

B.每個(gè)N5分子由5個(gè)氮原子構(gòu)成C.“氮5”的化學(xué)性質(zhì)非常穩(wěn)定D.真空條件下“氮5”是一種氣體B典例剖析4.(2010邵陽(yáng)6)下列關(guān)于金剛石、石墨、C60的說(shuō)法不正確的是（）A.它們都是電的良導(dǎo)體B.石墨質(zhì)軟，可作鉛筆芯C.C60是一種新型的單質(zhì)D.金剛石硬度大，可切割大理石A典例剖析5.（2010株洲中考）下列對(duì)一些事實(shí)的解釋錯(cuò)誤的是()C典例剖析事實(shí)解釋A書(shū)寫(xiě)檔案規(guī)定必須使用碳素墨水碳的化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定B石墨能夠做電池的電極材料石墨能夠?qū)щ奀焦炭可以把鐵從它的氧化物礦石里還原出來(lái)焦炭具有氧化性D制糖工業(yè)中用活性炭來(lái)脫色以制白糖活性炭具有吸附性6.（2012年四川樂(lè)山，43題，3分）“碳循環(huán)”是自然界中重要的一類(lèi)物質(zhì)轉(zhuǎn)化。其中，二氧化碳在無(wú)機(jī)物和有機(jī)物的相互轉(zhuǎn)化中起著非常重要的作用。上圖是這種作用的一個(gè)具體體現(xiàn)：（1）上圖中的有機(jī)物A在人體內(nèi)轉(zhuǎn)化為葡萄糖，提供生命活動(dòng)所需的能量。寫(xiě)出葡萄糖（C6H12O6）在酶的作用下與O2反應(yīng)生成CO2的化學(xué)方程式

（2）寫(xiě)出一個(gè)無(wú)機(jī)鹽與酸作用轉(zhuǎn)化為CO2的化學(xué)方程式

。（3）某有機(jī)物R在空氣中完全燃燒的化學(xué)方程式為：2R+13O2→

8CO2+10H2O，R的化學(xué)式為

C6H12O6+6O2→6CO2+6H2O

酶C4H10Na2CO3+2HCl=2NaCl+H2O+CO2↑

典例剖析7.（2012年湖北黃岡，38題，2分）.實(shí)驗(yàn)裝置的設(shè)計(jì)和組裝是一個(gè)改進(jìn)的過(guò)程，請(qǐng)觀察下列裝置并回答相關(guān)問(wèn)題。(1)A裝置中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式是

(2)根據(jù)A裝置的適用條件改進(jìn)后得到B裝置，其中儀器c的名稱(chēng)是(3)從上述裝置中選出一種用于收集氫氣，對(duì)應(yīng)的編號(hào)是______。(4)E裝置從a、b中某一個(gè)接口進(jìn)氣，可以代替C、D裝置收集氣體，并且可以減少氣體向空氣中的逸出?，F(xiàn)用A、E裝置來(lái)制取并收集氧氣，連接A裝置的應(yīng)是______口(選填“a”或“b”)。CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑

錐形瓶

D或E

a

典例剖析8.（2012年山東臨沂，7題，2分）2012年5月30日，國(guó)務(wù)院討論通過(guò)《“十二五”國(guó)家戰(zhàn)略性新興產(chǎn)生發(fā)展規(guī)劃》，其中涉及到節(jié)能環(huán)保產(chǎn)業(yè)、新能源產(chǎn)業(yè)、新材料產(chǎn)業(yè)等（1）在以下研究領(lǐng)域內(nèi)，不屬于化學(xué)學(xué)科研究范疇的是

（填序號(hào)）。A.研究新型航空材料B.合成藥物C.將廢舊塑料變?yōu)槠?chē)燃料D.研究地殼板塊結(jié)構(gòu)及運(yùn)動(dòng)規(guī)律（2）納米材料石墨烯可以幫助科學(xué)家實(shí)現(xiàn)“太空電梯”纜線(xiàn)的構(gòu)想，金剛石、石墨、石墨烯都是由碳元素組成的，請(qǐng)你推測(cè)石墨烯可能具有的化學(xué)性質(zhì)是

（答出一條即可）?？扇夹曰蜻€原性

D典例剖析9.2012年安微省，12題，7分）某石灰廠需要測(cè)定石灰石樣品中CaC03的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。小剛設(shè)計(jì)了下圖所示裝置來(lái)完成實(shí)驗(yàn)(雜質(zhì)不與酸反應(yīng))：(1)儀器①的名稱(chēng)是_______。A裝置中反應(yīng)的化學(xué)方程式是___