第2章　碳和碳的化合物

第二章碳和碳的化合物1.碳单质1.物理性质（1）金刚石：无色透明，自然界中_____硬度最大的物质，不导电，不导热，可作钻头、刻刀、______装饰品等。（2）石墨；

黑灰色，____而滑腻,导电性与导热性_____,可作______、_____、_______等。

质软（3）C60:紫色晶体,具有超导性、可作超导体%光学材料，高分子材料。活性炭、木炭、炭黑：

黑色,疏松多孔,有很强的______,熔点低,可制作________，

吸附色素、除异味、制作墨汁等。硬度装饰品良好润滑剂电极铅笔芯吸附性防毒面具碳的几种单质的物理性质差异很大，是因为______________________________。碳原子的排列方式不同1.化学性质（1）稳定性：常温下性质稳定，不与其他物质发生反应。（2）可燃性：

氧气充足（

化学方程式）：___________。C+O2

CO2点燃氧气不足（

化学方程式）：___________。2C+O2

2CO点燃（3）还原性：还原某些金属氧化物（化学方程式）：_______________________。C+2CuO2Cu+CO2高温还原某些非金属氧化物（化学方程式）：C+C02CO2_______________________。高温【小贴士】

碳的各种单质的物理性质差别虽然很大，但却具有相同的化学性质，因为它们都是由同种碳原子构成的。2.碳的氧化物1.一氧化碳（1）物理性质：通常状况下为_________的气体,___溶于水,密度比空气_____。

无色无味难略小（2）可燃性（

化学方程式）：_____________。2C0+O2

2CO2点燃还原性（

化学方程式）：__________________________________________。CuO+COCu+CO2或Fe2O3+3CO2Fe+3CO2毒性:易与________血红蛋白结合,使血液失去输氧能力,发生煤气中毒。

血红蛋白化学性质（3）用途：________、冶炼金属等。作燃料

【小贴士】

CO有毒性,在实验中应特别注意尾气处理,用煤等含碳燃料取暖时,一定要保持室内通风,防止CO中毒。2.二氧化碳（1）物理性质：通常状况下为_________的气体,___溶于水,密度比空气____。

无色无味能大（2）化学性质一般不燃烧，也不支持燃烧。与水反应（

化学方程式）：______________。2C02+H2OH2CO3生成的碳酸不稳定（

化学方程式）：______________________。H2CO3H2O+CO2与碱溶液反应（

化学方程式）：__________CO2+2NaOH____________NaCO3+H2O(一般用于吸收二氧化碳气体)；_____________________________CO2+Ca(OH)2CaCO3+H2O(一般用于检验二氧化碳气体)。（3）用途：灭火、光合作用、制冷剂、制碳酸饮料、化学原料等。3.二氧化碳的制取1.工业制法（化学方程式）：__________________。CaCO3CaO+CO2

高温2.实验室制法（化学方程式）：_____________________。CaCO3+2HClCaCl2+H2O+CO24.自然界中碳、氧的循环氧气二氧化碳植物作用的呼吸的燃烧、动植物尸体腐烂、岩石分解等________________人与动植物化石燃料光合

【小贴士】

二氧化碳不是空气污染物，二氧化碳的增多会导致“温室效应”加剧，只是影响环境，不是污染环境。陕西三年中考考情分析分析上表可以看出，近几年来二氧化碳的性质以及实验室制取成为陕西中考的热点内容，尤其是14年对二氧化碳的性质在选择题中单独进行考查。考查的内容包括主要包括：1.碳的物理化学性质；2.二氧化碳的性质和用途；3.一氧化碳的性质和用途；4.二氧化碳的实验室制取方法。预计2015年对二氧化碳的性质考查的几率很大，还可能涉及到自然界中的碳循环。考查形式以选择题、填空及简答题和实验探究题三种题型为主，但不排除在计算应用题中考查的可能，分值在4～6分，难度适中，属于基础考题。真题再现1．[2014陕西10题，2分]实验室制取CO2的有关操作如下图，不正确的是(

)B

解析：A.检查装置气密性时，拉动注射器时，如果长颈漏斗末端产生气泡，说明装置不漏气，反之则漏气，故正确；B.实验室不能用稀硫酸和大理石制取CO2，因为产物CaSO4是微溶物，会附着在大理石表面，阻止了反应的进一步进行，故错误；C.二氧化碳的密度比空气大，进气导管应该接近集气瓶底部，故正确；D.因为二氧化碳不能燃烧，也不支持燃烧，可以用燃烧的木条验满，故正确。2．[2014陕西17题，3分]今年5月，中俄签署了东线天然气合作协议。天然气不充分燃烧时会产生炭黑或一氧化碳。(1)CO具有还原性，写出其在工业上的一种具体用途_________________________。(2)CO与CO2可以相互转化。CO2在高温下与________________________反应生成CO。(3)将CO2通入紫色石蕊溶液中，溶液变红的原因是_________________________________________________________________________。冶炼金属(或炼铁或作燃料)碳或炭黑H2O反应生成的碳酸使紫色石蕊溶液变红(或生成了碳酸或(或焦炭或C)CO2与H2O＋CO2H2CO3)

解析：(1)一氧化碳具有还原性，能将金属氧化物还原出来，故可冶炼金属；(2)CO与CO2可以相互转化，CO2在高温下与碳反应生成CO；(3)向紫色石蕊溶液中通入CO2，二氧化碳与水反应生成碳酸，碳酸使石蕊溶液变红，反应的化学方程式为：CO2＋H2OH2CO3。3．[2013陕西18(3)题，1分]许多化学反应都伴随着明显的现象。但也有一些观察不到明显现象。请回答下列问题：(3)盐酸与NaOH溶液的中和反应也无明显现象，为证明二者确实发生了化学反应，在向NaOH溶液中滴加盐酸前，应先向NaOH溶液中滴入少许_______________________________________________。

解析：(3)酸碱中和反应没有明显现象，可借助酸碱指示剂来判断反应的发生以及进行的程度，因此可先向氢氧化钠溶液中滴入几滴酚酞。无色酚酞溶液(或紫色石蕊溶液或酸碱指示剂等)4．[2012陕西21(1)(4)题，3分]下图是某课外学习小组设计的气体制备与性质验证的组合实验，其中装置C的作用是将二氧化碳和炭粉在高温下转化为一氧化碳。请看图回答下列问题：(1)写出装置A中发生反应的化学方程式______________________________________。(4)该套装置中有一个明显的不足之处，应在装置E后放置燃着的酒精灯处理尾气。这样做的原因是__________________________________________________________________。CaCO3＋2HClCaCl2＋H2O＋CO2↑使剩余的CO全部燃烧，防止污染空气(或CO有毒，防止污染空气)解析：(1)装置A中发生的反应为碳酸钙和稀盐酸的反应，该反应生成了氯化钙、水和二氧化碳，其化学方程式为：CaCO3＋2HClCaCl2＋H2O＋CO2↑；(4)一氧化碳有毒，会污染空气，所以应在装置E后放置燃着的酒精灯处理尾气。教师典例剖析◎考查1碳的主要性质、用途及自然界的碳循环

【考情分析】三年考查2次：2013年第14A题对碳单质的性质进行考查；2012年第9C题对活性炭的吸附性进行考查。例1

[2014邵阳，23]

“两型”社会，提倡“低碳”生活。下列有关碳及碳的化合物叙述中正确的是()A．二氧化碳是形成酸雨的主要气体

B．一氧化碳含量增加会导致温室效应

C．金刚石、石墨都是碳单质，两者碳原子的排列方式相同

D．大气中二氧化碳的消耗途径主要是绿色植物的光合作用D

解析：A.二氧化硫是形成酸雨的主要气体，错误；B.二氧化碳含量增加会导致温室效应加剧，错误；C.金刚石和石墨由于结构不同，即原子排列方式不同，彼此间物理性质有差异，错误；D.二氧化碳是植物的光合作用的主要原料，大气中二氧化碳的消耗途径主要是绿色植物的光合作用，正确。

【方法点拨】本题难度不大，掌握碳单质的性质与用途、CO2与CO的化学性质是正确解答本题的关键。CO2和CO都能使人死亡，CO是与血红蛋白结合使人缺氧，而CO2是不供给呼吸。◎考查2二氧化碳的性质和用途

【考情分析】三年考查2次：2014年第17(2)(3)题对二氧化碳的性质进行考查；2013年第15B题对用石蕊溶液检验二氧化碳进行考查，第18(3)题对二氧化碳与氢氧化钠溶液的反应进行考查。例2

[2014南宁，19]下列有关二氧化碳的说法正确的是()A．实验室常用块状石灰石和稀硫酸反应制取二氧化碳气体

B．二氧化碳用于灭火，既利用了它的物理性质也利用了它的化学性质

C．将二氧化碳气体通入紫色石蕊溶液中，溶液呈红色，说明二氧化碳显酸性

D．将燃着的木条伸入一瓶气体中，木条立即熄灭，证明瓶内原有气体是二氧化碳B

解析：A.碳酸钙与硫酸反应生成的硫酸钙是一种微溶物，覆盖在碳酸钙的表面会阻止反应的发生，实验室中通常用大理石与稀盐酸反应来制取二氧化碳，故错误；B.因为二氧化碳的密度比空气大，且不燃烧也不支持燃烧，故可用来灭火，既利用了密度比空气大这一物理性质，又利用了不燃烧也不支持燃烧这一化学性质，故正确；C.二氧化碳溶于水生成了碳酸，碳酸能使紫色的石蕊溶液变红色而不是二氧化碳使之变红色，故错误；D.将燃着的木条伸入一瓶气体中，木条立即熄灭，不能证明瓶内的气体是CO2，还有可能是N2等，故错误。◎考查3 二氧化碳的实验室制取方法

【考情分析】三年考查2次：2014年第10题对实验室制取二氧化碳及相关操作进行考查；2012年第21(1)题对实验室制取二氧化碳的方程式进行考查。例3

[2014莱芜，6]下列所示分别是二氧化碳的制取、干燥、收集和性质检验的装置图，其中正确的是(

)D

解析：A.图示为制取二氧化碳的发生装置，装置中长颈漏斗末端未伸入液面以下，气体从长颈漏斗逸出，故A错误；B.图示为使用浓硫酸干燥二氧化碳气体的装置，进气导管未伸入浓硫酸中，二氧化碳气体不能通过浓硫酸，不能达到干燥的目的，故B错误；C.图示为气体的收集装置，集气瓶瓶口向下，为向下排空气法收集气体，二氧化碳的密度大于空气，应采取向上排空气法收集，故C错误；D.图示为把二氧化碳气体通入紫色石蕊溶液，二氧化碳与水反应生成的碳酸能使石蕊溶液变成红色，故D正确。

【方法点拨】根据制取气体反应所使用药品的状态及反应条件选择发生装置，根据气体的密度和溶解性选择收集气体的方法。◎考查4 一氧化碳的性质及用途

【考情分析】三年考查2次：2014年第17(1)题对一氧化碳的性质进行考查；2012年第21(4)题对尾气一氧化碳的处理方法进行考查。例4

[2014邵阳，12]2014年2月29日教育部发布关于在全国各级各类学校禁烟事项的通知，提倡“无烟学校”。香烟的烟气中含有几百种有毒物质，其中一种物质极易与血液中的血红蛋白结合，该物质是(

)A．CO2

B．CO

C．SO2

D．NO2B

解析：根据香烟烟气的成分和一氧化碳中毒的原理判断。香烟燃烧时能生成二氧化碳、一氧化碳、烟焦油、尼古丁等物质，其中一氧化碳能和血红蛋白结合使人中毒。

【方法点拨】熟悉一氧化碳的性质即可。一氧化碳有毒性、还原性、可燃性。学生随堂巩固

1．[教材拓展题]下列关于碳和碳的氧化物的说法错误的是()A．金刚石、石墨和C60都是由碳原子构成的物质

B．CO2能使被石蕊染为紫色的干花变红

C．石墨具有导电性，可用来作电极

D．CO具有还原性、可燃性等性质，一定条件下可转变为CO2B2．[教材拓展题]如图是金刚石、石墨、C60、碳纳米管结构示意图，下列说法错误的是()A．这四种物质完全燃烧后的产物都是CO2B．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C．常温下C60和碳纳米管的化学性质很活泼D．碳纳米管具有还原性C3．[教材拓展题]实验室制取CO2有以下步骤：①连接好装置；②向试管中小心放入几小块石灰石；③向试管中小心注入适量稀盐酸；④检查装置的气密性；⑤收集产生的气体；⑥用燃烧的木条检验集气瓶是否收集满CO2。以上操作按由先至后的顺序排列正确的是(

)A.①②③④⑤⑥

B.①④②③⑤⑥C.①③②④⑤⑥D.③①②④⑤⑥B4．[教材拓展题]PM2.5是指大气中直径小于或等于2.5微米的颗粒物，也称为可入肺颗粒物。(1)大雾天气导致呼吸病患者增多，因为雾霾可使空气中增加大量的____(填字母序号)。

A．二氧化碳B．一氧化碳

C．二氧化硫D．可吸入颗粒物D(2)防PM2.5的专用口罩使用了活性炭，这是利用了活性炭的_______作用。PM2.5是威胁人类身体健康的主要污染物之一，请写出一种治理PM2.5改善大气质量的措_________________________________。吸附使用清洁能源，工业废气不随意排放等5．[教材拓展题]我们学习过常见气体的实验室制法，知道了制取气体的一般思路和方法。(1)实验室制取气体时，确定发生装置需要考虑的两种因素有______(填序号)。

A．反应物的状态B．气体的密度

C．反应的条件D．气体的溶解性AC(2)某实验室的仪器柜里有如下仪器：仪器①的名称是__________，实验室用大理石和稀盐酸制备并收集二氧化碳时，不可能选择的仪器是_______(填序号)。长颈漏斗②⑤(3)老师提出用碳酸钠粉末与稀盐酸制取二氧化碳，其反应的化学方程式_________________________________。为了完成该实验，有四位同学组装了以下发生装置，你认为最合适的一套装置是_____(填序号)，该装置的最大优点是______________。2NaCl＋H2O＋CO2↑

Na2CO3＋2HClD能控制反应速率实验强化过关实验二氧化碳的实验室制取与性质1．实验原理(化学方程式)：CaCO3＋2HClCaCl2＋H2O＋CO2↑。3．收集方法

：二氧化碳能溶于水，且密度比空气大，适宜用向上排空气法收集。2．实验装置：

4．检验和验满：①把产生的气体通入澄清石灰水中，若澄清石灰水变浑浊，则证明生成的是二氧化碳。②将燃着的木条放在集气瓶口，若火焰熄灭，则证明已收集满。5．制取二氧化碳药品的选择及分析：①不能用硫酸代替盐酸：因为碳酸钙和硫酸反应生成的硫酸钙微溶于水，能形成一层微溶物覆盖在石灰石的表面，阻止反应的继续进行。②不能用碳酸钠或碳酸钾代替石灰石：因为碳酸钠或碳酸钾是粉末状固体，与盐酸反应太快，难以控制和收集气体。③不能用浓盐酸代替稀盐酸：浓盐酸具有较强的挥发性，挥发出的HCl气体和制得的二氧化碳气体混合，使制得的气体不纯。6．其他常见装置：相对于装置A，装置B和C的优点是能够控制反应速度，随时停止反应。例1

[2014定西，15改编]老师为同学们提供了如图所示的实验装置：(1)写出仪器a，b的名称：a______，b_______。锥形瓶水槽(2)若实验室用大理石制取二氧化碳，还需要的药品是_______________________，选择的发生装置是___(填代号)，收集装置是____(填代号)，验满的方法是_____________________________________________________。(3)实验室不用大理石和稀硫酸制取二氧化碳，原因是__________________________________________________________________。大理石(或石灰石)和稀盐酸BC把燃烧的木条