第11讲碳和碳的化合物

专题一身边的化学物质第11讲碳和碳的化合物望子成龙学校徐老师中考考试内容及考查要求1.知道碳的单质及物理性质的差异、原因；2.了解碳单质的用途；3.掌握碳单质的化学性质；4.掌握二氧化碳、一氧化碳的主要性质和用途；5.能初步运用简单的装置进行实验室制取和收集、二氧化碳；6.能利用简单实验方法区分空气、氧气、二氧化碳、一氧化碳、氢气等气体；7.了解自然界中的氧循环和碳循环。1.碳元素的单质：金刚石石墨C602.无定形碳（木炭、活性炭、焦炭、炭黑）

主要含石墨,混合物考点1

碳元素的单质注意：金刚石、石墨和C60都是由碳元素组成的，由于碳原子排列方式不同，它们的物理性质存在差异。木炭、活性炭：主要是由石墨的微小晶体和少量杂质构成。木炭和活性炭都具有吸附性氧元素形成的单质:氧气O2

、臭氧O3磷元素形成的单质:红磷P、白磷P

3.无定形炭（主要含石墨）的物理性质、制法、用途对比物质物理性质制法用途木炭灰黑色多孔固体，有吸附性木材干馏燃料、冶炼金属吸附剂、黑火药焦炭灰色多孔固体，坚硬煤干馏燃料、冶炼金属活性炭黑色多孔颗粒或粉末，有强吸附性木炭在高温下用水蒸汽冲洗吸附剂炭黑黑色细粉末含碳物不完全燃烧油墨、橡胶填料干馏：隔绝空气，高温点拨4.“碳”与“炭”的区别碳：指碳元素，表示碳元素、碳单质总体以及含碳化合物时用“碳”。炭：指由碳元素形成的单质，指的是具体物质。如木炭、焦炭、炭黑、活性炭等。金刚石石墨外观光泽硬度导电性用途钻石王冠工业石墨无色透明正八面体状固体深灰色鳞片状固体加工琢磨后有夺目光泽略有金属光泽自然界最硬物质最软矿物质之一无良好电极、铅笔芯、润滑剂等钻头、切刀、刻刀、装饰品等考点2

比较金刚石和石墨的物理性质和用途碳C性质用途：物理性质：不同化学性质①稳定性(常温)②可燃性③还原性(高温)C+O2=CO2点燃2C+O2=2CO点燃C+2CuO

=2Cu+CO2高温C+CO2=2CO高温①燃料②冶炼金属考点3

碳单质的性质、用途碳原子的最外层电子数为4，既不容易得到电子，也不容易失去电子，所以常温下碳的化学性质比较稳定

二氧化碳

性质用途：物理性质：无色无味气体，密度比空气大，能溶于水，加压降温无色液体，雪状固体（干冰），干冰升华吸热。化学性质①②③一般不燃烧也不支持燃烧也不供给呼吸（三不）能与水反应能与澄清石灰水反应CO2+H2O

=H2CO3CO2+Ca(OH)2=CaCO3+H2O①灭火②人工降雨③致冷剂④气体肥料⑤工业制汽水、纯碱和尿素等⑥植物光合作用。

考点4

碳的氧化物CO2性质、用途一氧化碳

性质用途：物理性质：无色无味的气体，难溶于水，密度比空气略小①剧毒性（CO与血红蛋白结合能力比O2强200倍）②可燃性③还原性2CO+O2=2CO2点燃3CO+Fe2O3=2Fe+3CO2高温①燃料②冶炼金属考点5

碳的氧化物CO性质、用途化学性质2.先熄灭酒精灯，继续通入CO直至玻璃管冷却（防止灼热的铜与进入玻璃管中的空气的氧气反应，重新生成黑色的氧化铜）3.装置末端尾气点燃（防止污染环境）操作顺序：1.先通入CO后加热（防止爆炸）口诀：CO早出晚归，酒精灯迟到早退

你能不能将CO还原氧化铜的实验装置稍作改进，一方面能避免CO对环境的污染，另一方面能充分利用能源。思考实验室制取氧气的发生装置和收集装置药品高锰酸钾过氧化氢和二氧化锰反应方程式

发生装置和收集装置反应条件反应物状态

加热固体

常温固体+液体2KMnO4==K2MnO4+MnO2+O2↑

2H2O2======2H2O+O2↑

MnO2

制取反应原理：实验装置：实验步骤：气体验满：气体检验：CaCO3+2HCl=CaCl2+CO2+H2O发生装置收集装置固体＋液体——向上排空气法查、装、定、收、满用燃着的木条放在集气瓶口，如立即熄灭则已满将产生的气体通入澄清的石灰水如能变浑浊则为CO2实验室法工业法：CaCO3＝CO2＋CaO煅烧常温考点6

二氧化碳CO2的制取实验室制CO2的装置长颈漏斗末端伸入液面下导气管管口略超过胶孔塞导气管管口接近瓶底导气管管口略超过胶孔塞1.不能用浓盐酸代替稀盐酸

答：因为浓盐酸易挥发，使制得的二氧化碳气体中含有较多的氯化氢(HCl)气体，导致CO2不纯。

2.不能用碳酸钙粉末制取CO2

答：碳酸钙粉末跟稀盐酸反应生成CO2,但反应速度太快，不利于收集。

答：因为开始时生成微溶于水的硫酸钙薄膜，附着在石灰石的表面，它使石灰石不能接触到稀硫酸，使反应停止。

实验室制取二氧化碳的注意事项（三不）：3.不能用硫酸代替稀盐酸实验室制取O2和CO2发生装置和收集装置的对比氧气氧气二氧化碳药品高锰酸钾过氧化氢和二氧化锰石灰石和稀盐酸反应方程式2KMnO4==K2MnO4

+MnO2+O2↑2H2O2==2H2O+O2↑

CaCO3＋2HCl==CaCl2+H2O+CO2↑气体发生装置图AB你认为实验室制取二氧化碳的发生装置可选择左边两个装置中

气体收集装置图

排水法向上排空气法向下排空气法收集方法及依据方法1

，依据

方法2

，依据

方法

，依据

B向上排空气法排水法

MnO2

向上排空气法O2密度比空气大O2不易溶于水CO2密度比空气大

性质物质

可燃性

还原性

C

CO

H2点燃C+O2=CO2点燃2C+O2=2CO

高温C+2CuO=2Cu+CO2点燃2CO+O2=

2CO2CO+CuO=Cu+CO2

加热点燃2H2+O2=2H2OH2+CuO=Cu+H2O考点7

C、CO、H2化学性质的比较物质化学性质相似处不同点C1、可燃性2、还原性CO的剧毒性CO反应条件H2反应物状态碳、一氧化碳、氢气的化学性质的比较物质试剂、方法现象O2

带火星的木条木条复燃CO2通入（加入）澄清石灰水澄清石灰水变浑浊H2点燃在火焰上罩一个冷而干燥的烧杯烧杯壁上只有水珠考点8

几种气体的鉴定CO2COCH2CO3CaCO3①②③④⑤⑥⑦⑧碳及其化合物转化关系点燃①2C+O2=2CO点燃②C+O2=CO2

高温C+2CuO=2Cu+CO22Fe2O3+3C===4Fe+3CO2高温③C+CO2=2CO高温④2CO+O2=2CO2点燃CO+CuO=Cu+CO2

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

＋CaO煅烧④2CO+O2=2CO2点燃点燃①2C+O2=2CO点燃②C+O2=CO2

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

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

＋CaO煅烧⑧CaCO3+2HCl=CaCl2+CO2+H2O定义：大气中的二氧化碳气体能像温室的玻璃或塑料薄膜那样，使地面吸收的太阳光的热量不易散失，从而使全球变暖，这种现象叫“温室效应”。形成：化石燃料燃烧产生大量CO2；森林绿地的破坏光合作用吸收CO2减少。危害：全球变暖可能导致两极的冰川融化，海平面升高，淹没许多城市。土地沙漠化，农业减产。气候反常（洪灾、干旱等极端气候）。防治措施：减少化石燃料的使用；更多地利用太阳能、风能、地热等清洁能源；大力植树造林，严禁乱砍滥伐森林等。

人类只有一个地球倡导低碳生活考点9

氧循环和碳循环温室效应

②要保留的物质不参加反应除杂原则：从物质（杂质）本身的化学性质的差异性考虑除杂质试剂。①

杂质除掉不能引人新杂质除杂方法：①直接除掉杂质②将杂质转化为要保留的物质考点10除杂质COCO2CO石灰水CO2COCO2CuO除杂怎样除去CO中的CO2怎样除去CO2中的CO1．（2012年四川宜宾，3题，2分）下列关于碳单质的说法中正确的是()A．C60的相对分子质量为720B．金刚石、石墨和C60都由碳元素组成，结构相同C．木炭具有还原性，常温下可以将氧化铜中的铜还原出来D．石墨很软，不能用于制石墨电极A典例剖析2.(2013兰州市)2013年3月，浙江大学实验室里诞生了世界上最轻的材料——“碳海绵”。“碳海绵”具备高弹性和疏松多孔的结构，主要成分是石墨烯和碳纳米管（两者都是碳单质）。下列关于“碳海绵”的说法中不正确的是（）常温下化学性质活泼 具有吸附性C.在一定条件下可还原氧化铜 D.在氧气中完全燃烧的产物是CO2A典例剖析3．（2013莱芜市）美国科学家卡尔•克利特在真空条件下，成功制得盐粒状的“氮5”（化学式为N5），在制取“氮5”的实验中，它曾发生了爆炸，摧毁了实验室的设备．因此科学家认为，如果能让这种物质保持稳定，它可以成为火箭和导弹的理想燃料．有关“氮5”的说法正确的是（）A.“氮5”的物理性质非常稳定

B.每个N5分子由5个氮原子构成C.“氮5”的化学性质非常稳定D.真空条件下“氮5”是一种气体B典例剖析4.(2010邵阳6)下列关于金刚石、石墨、C60的说法不正确的是（）A.它们都是电的良导体B.石墨质软，可作铅笔芯C.C60是一种新型的单质D.金刚石硬度大，可切割大理石A典例剖析5.（2010株洲中考）下列对一些事实的解释错误的是()C典例剖析事实解释A书写档案规定必须使用碳素墨水碳的化学性质稳定B石墨能够做电池的电极材料石墨能够导电C焦炭可以把铁从它的氧化物矿石里还原出来焦炭具有氧化性D制糖工业中用活性炭来脱色以制白糖活性炭具有吸附性6.（2012年四川乐山，43题，3分）“碳循环”是自然界中重要的一类物质转化。其中，二氧化碳在无机物和有机物的相互转化中起着非常重要的作用。上图是这种作用的一个具体体现：（1）上图中的有机物A在人体内转化为葡萄糖，提供生命活动所需的能量。写出葡萄糖（C6H12O6）在酶的作用下与O2反应生成CO2的化学方程式

（2）写出一个无机盐与酸作用转化为CO2的化学方程式

。（3）某有机物R在空气中完全燃烧的化学方程式为：2R+13O2→

8CO2+10H2O，R的化学式为

C6H12O6+6O2→6CO2+6H2O

酶C4H10Na2CO3+2HCl=2NaCl+H2O+CO2↑

典例剖析7.（2012年湖北黄冈，38题，2分）.实验装置的设计和组装是一个改进的过程，请观察下列装置并回答相关问题。(1)A装置中发生反应的化学方程式是

(2)根据A装置的适用条件改进后得到B装置，其中仪器c的名称是(3)从上述装置中选出一种用于收集氢气，对应的编号是______。(4)E装置从a、b中某一个接口进气，可以代替C、D装置收集气体，并且可以减少气体向空气中的逸出。现用A、E装置来制取并收集氧气，连接A装置的应是______口(选填“a”或“b”)。CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑

锥形瓶

D或E

a

典例剖析8.（2012年山东临沂，7题，2分）2012年5月30日，国务院讨论通过《“十二五”国家战略性新兴产生发展规划》，其中涉及到节能环保产业、新能源产业、新材料产业等（1）在以下研究领域内，不属于化学学科研究范畴的是

（填序号）。A.研究新型航空材料B.合成药物C.将废旧塑料变为汽车燃料D.研究地壳板块结构及运动规律（2）纳米材料石墨烯可以帮助科学家实现“太空电梯”缆线的构想，金刚石、石墨、石墨烯都是由碳元素组成的，请你推测石墨烯可能具有的化学性质是

（答出一条即可）。可燃性或还原性

D典例剖析9.2012年安微省，12题，7分）某石灰厂需要测定石灰石样品中CaC03的质量分数。小刚设计了下图所示装置来完成实验(杂质不与酸反应)：(1)仪器①的名称是_______。A装置中反应的化学方程式是___