2024年九年级化学第六单元碳和碳的氧化物知识点

第六單元碳和碳的氧化物第一节金刚石、石墨和C60“碳”和“炭”的区别：“碳”指碳元素，不是详细指某种物质；而“炭”指详细的、由碳元素构成的單质。金刚石、石墨、C60是由碳元素构成的三种不一样的單质。因此，在一定条件下，将石墨转化為金刚石的变化是化學变化。金刚石、石墨的物理性质和用途化學式颜色形状硬度导電性导热性润滑性熔點用途金刚石C無色透明正八面体最硬無無無高划玻璃、切割金属、钻探机钻頭、制装饰品等石墨深灰色、有金属光泽、不透明细鳞片状最软之一优良良好良好金刚石是天然存在的最硬的物质。無定形碳：由石墨的微小晶体和少許杂质构成，没有固定形状。常見的無定形碳：木炭、活性炭、焦炭、炭黑。颜色、状态制法用途木炭灰黑色的多孔性固体木材隔绝空气加强热燃料、黑火药、制活性炭、冶炼金属活性炭灰黑色多孔颗粒状固体木炭在高温下用水蒸气处理净化多种气体和液体、作防毒面具焦炭浅灰色多孔性固体烟煤隔绝空气加强热冶炼金属炭黑极细的黑色粉末含碳物质不完全燃烧墨、油墨、油漆、鞋油、燃料等，作橡胶制品的填料木炭、活性炭具有吸附性（物理性质）。活性炭的吸附性更强。C60分子是一种由60個碳原子构成的分子，它形似足球，這种足球构造的碳分子很稳定。金刚石、石墨、C60性质不一样的原因：碳原子的排列方式不一样。碳的化學性质單质碳的物理性质各异，而多种單质碳的化學性质却完全相似在常温下，碳的化學性质不活泼。碳具有可燃性：C+O2CO2（充足燃烧） 2C+O22CO（不充足燃烧）碳在氧气中燃烧的現象：燃烧剧烈，发出白光；放热；生成能使澄清石灰水变浑浊的气体。木炭+氧化铜澄清的石灰水碳具有還原性：

C+2CuO2Cu+CO2↑2Fe2O3+3C4Fe+3CO2↑單质碳的還原性可用于冶金工业。木炭+氧化铜澄清的石灰水木炭還原氧化铜的试验（見右图）【试验操作】①把刚烘干的木炭粉末和氧化铜粉末混合均匀，小心地铺放進试管；②将试管固定在铁架台上。试管口装有通入澄清石灰水的导管；③集中加热；④過几分钟後，先撤出导气管，待试管冷却後再把试管裏的粉末倒在紙上。观测現象并分析。【试验現象】澄清的石灰水变浑浊；黑色固体逐渐变成紅色。【化學方程式】C+2CuO2Cu+CO2↑反应開始的標志：澄清的石灰水变浑浊。在酒精灯上加网罩的目的：使火焰集中并提高温度。配制混合物時木炭粉应稍過量的目的：防止已經還原的铜被氧气重新氧化。试验完毕後先熄灭酒精灯的後果：石灰水倒吸入热的试管中使试管炸裂。還原反应：含氧化合物裏的氧被夺去的反应，叫做還原反应。木炭是使氧化铜還原為铜的物质，具有還原性。木炭在反应C+2CuO2Cu+CO2↑中作還原剂。第二节二氧化碳制取的研究试验室制取二氧化碳原料：大理石或石灰石、稀盐酸。不用浓盐酸替代稀盐酸的原因：浓盐酸易挥发，使生成的二氧化碳中混有氯化氢气体而不纯。不用纯碳酸钙或碳酸钠等替代大理石、石灰石的原因：它們与稀盐酸反应速率太快，不轻易控制和搜集，且成本较高。反应原理：CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑发生装置：同分解過氧化氢溶液制取氧气的发生装置（原因：固体和液体混合，在常温下反应生成气体）搜集装置：向上排空气法搜集气体的装置（原因：二氧化碳能溶于水，且密度比空气密度大）检查装置的气密性：用長颈漏斗插入液面内的气体发生装置，紧闭导气管出口，從漏斗中加水。假如液面稳定後水面下降，则表明漏气；若水面不下降，则表明不漏气。验满：把燃著的木条放在集气瓶口（不要伸入瓶内），假如火焰熄灭，证明二氧化碳已經搜集满了。检查：把气体通入澄清的石灰水中，假如澄清的石灰水变浑浊，就证明搜集的气体是二氧化碳。净化：假如制取的二氧化碳中混有少許氯化氢气体和水蒸气時，可先将气体通過盛有碳酸氢钠溶液的洗气瓶（除去氯化氢），再通過盛有浓硫酸的洗气瓶（除去水蒸气并進行干燥）。注意事项見第二單元。二氧化碳和氧化钙的工业制法：CaCO3CaO+CO2↑CO2（2）第三节一氧化碳和二氧化碳CO2（2）二氧化碳的物理性质及對应的探究试验：CO2CO2（1）一般状况下，二氧化碳的密度比空气的密度大。【试验操作】如右图（1），将CO2气体慢慢倒入杯中。【试验現象】蜡烛自下而上依次熄灭。【试验分析】【试验結论】①一般状况下，二氧化碳既不能燃烧，也不能支持燃烧；②一般状况下，二氧化碳的密度比空气的密度大。二氧化碳能溶于水。【试验操作】如右上图（2）向一种搜集满二氧化碳气体的质地较软的塑料瓶中加入约1/3体积的水，立即旋紧瓶盖，振荡。【试验現象】瓶体变瘪。【试验分析】二氧化碳溶于水時，使瓶内的气体体积減小，因而压强減小，外界大气压把瓶子压瘪了。【试验結论】二氧化碳能溶于水。二氧化碳的化學性质一般状况下，二氧化碳既不能燃烧，也不能支持燃烧。二氧化碳不能供应呼吸。（注意：二氧化碳没有毒性）二氧化碳能与水反应生成碳酸。【试验操作】取四朵用石蕊溶液染成紫色的干燥的紙花。第一朵紙花喷上稀醋酸，第二朵紙花喷上水，第三朵紙花直接放入盛满二氧化碳的集气瓶中，第四朵紙花喷上水之後，再放入盛满二氧化碳的集气瓶中，观测四朵紙花的颜色变化。然後将第四朵紙花取出，小心烘烤，观测現象。【试验現象】①第一朵小花变紅；②第二朵小花不变色；③第三朵小花不变色；④第四朵小花变紅；⑤第四朵小花被烘烤後由紅色变成紫色。【试验分析】①醋酸能使紫色小花变紅，阐明酸（溶液）可以使紫色石蕊变紅；②水不能使紫色石蕊变紅；③二氧化碳不能使紫色石蕊变紅；④二氧化碳与水反应生成碳酸，碳酸能使紫色石蕊变紅；⑤阐明碳酸被分解了。【化學方程式】CO2+H2O=H2CO3和H2CO3=H2O+CO2↑【注意事项】①第二朵、第三朵紙花可以阐明：水不能使紫色石蕊变紅，二氧化碳不能使紫色石蕊变紅，二氧化碳与水反应生成碳酸，碳酸能使紫色石蕊变紅。②紙花必须是干燥的。假如紙花不是干燥的，那么在把第三朵紙花放入水中時，CO2會与紙花裏的水分反应生成碳酸使紙花变紅，這样就起不到對照的作用。③二氧化碳不能使紫色石蕊变紅，但二氧化碳能使紫色石蕊溶液变紅。二氧化碳能使澄清的石灰水变浑浊：CO2+Ca(OH)2=CaCO3↓+H2O二氧化碳能与灼热的碳反应生成一氧化碳：CO2+C2CO该反应是吸热反应。该反应既是化合反应，又是氧化還原反应（CO2是氧化剂，C是還原剂）。该反应是二氧化碳变為一氧化碳的一种措施。二氧化碳的用途灭火（既运用了二氧化碳的物理性质，又运用了二氧化碳的化學性质）原因：①二氧化碳的密度比空气大；②一般状况下，二氧化碳既不能燃烧，也不能支持燃烧。灭火器原理：Na2CO3+2HCl=2NaCl+H2O+CO2↑干冰（固体二氧化碳）：干冰升华吸取大量的热，因此干冰可用于人工降雨、制冷剂。光合作用：作气体肥料，可以提高农作物的产量。二氧化碳對环境的影响：导致温室效应【能导致温室效应的气体】二氧化碳、臭氧（O3）、甲烷（CH4）、氟氯代烷等。一氧化碳的物理性质：無色、無味的气体，难溶于水，密度比空气略小。一氧化碳只能用排水法搜集，不能用向下排空气法搜集。一氧化碳的化學性质一氧化碳具有可燃性：2CO+O22CO2【燃烧的現象】煤炉從上至下，常发生的三個反应：2CO+O22CO2、CO2+C2CO、C+O2CO2一氧化碳具有毒性。原因：一氧化碳极易与血液中的血紅蛋白結合，导致生物体内缺氧，严重時會危及生命。正常的血液呈深紅色，當通入一氧化碳後，血液由深紅色变成浅紅色。一氧化碳具有還原性。一氧化碳的用途：可燃性：作气体燃料（2CO+O22CO2）。還原性：冶炼金属（3CO+Fe2O32Fe+3CO2、CO+CuOCu+CO2）。一氧化碳的還原性②①③④⑤⑥⑦一氧化碳還原氧化铜的试验：【试验装置】見下图（這是整套装置，但只需掌握虚线框中内容，并且下文的操作、現象、結论仅针對虚线框内的试验装置）。

1-稀盐酸2-大理石3-碳酸氢钠溶液4-浓硫酸5-木炭6-氧化铜7-氢氧化钙溶液【试验操作】①先通入一氧化碳，在加热前必须先检查一氧化碳的纯度；②點燃酒精灯給玻璃管内的物质加热；③试验完毕，先熄灭酒精灯；④再通入一會儿一氧化碳直到试管冷却。【试验現象】黑色粉末变成紅色，生成的气体使澄清的石灰水变浑浊。【试验結论】一氧化碳能使氧化铜還原成铜，同步生成二氧化碳。【化學方程式】CO+CuOCu+CO2【注意事项】①检查一氧化碳纯度的目的：防止加热空气和一氧化碳的混合气体引起爆炸。②一氧化碳“早来晚走”，酒精灯“迟到早退”。③一氧化碳“早来”，酒精灯“迟到”的目的：排净装置内的空气，防止加热空气和一氧化碳的混合气体引起爆炸。④一氧化碳“晚走”，酒精灯“早退”的目的：防止灼热的铜重新被空气中的氧气氧化（2Cu+O22CuO）。⑤由于一氧化碳有剧毒，随意排放會导致空气污染，因此必须進行尾气处理。⑥7溶液的目的：①②①③④⑤⑥⑦一氧化碳還原氧化铁【试验装置和试验操作】与上面的试验类似（⑥下的酒精灯要换成酒精喷灯）【实現現象】紅色粉末逐渐变黑，生成的气体使澄清的石灰水变浑浊。【化學方程式】3CO+Fe2O32Fe+3CO2【注意事项】铁块是银白色的，但铁粉是黑色的。水煤气（一氧化碳和氢气的混合气体）：C+H2OCO+H2在我們學過的還原剂還原金属氧化物的反应中，只有两個反应的条件是“加热”，其他的都是“高温”：H2+CuOCu+H2O和CO+CuOCu+CO2一氧化碳和二氧化碳的性质比较一氧化碳二氧化碳物理性质無色無味的气体，密度比空气略小，难溶于水無色無味的气体，密度比空气大，能溶于水化學性质可燃性、還原性、毒性①二氧化碳能和水反应生成碳酸②二氧化碳可以和四大强碱反应生成盐和水③二氧化碳能和碳單质反应④二氧化碳能参与光合作用检查措施通過灼热的氧化铜粉末，粉末由黑色逐渐变成紅色，产生的气体能使澄清石灰水变浑浊通入澄清石灰水中，澄清石灰水变浑浊重要用途做燃料、冶炼金属灭火、制汽水、人工降雨三大還原剂：H2、C、CO——共同性质：可燃性、還原性。三大可燃性气体及燃烧時的火焰颜色：H2（淡藍色）、CO（藍色）、CH4（明亮的藍）當碳与氧化剂不充足反应時，會生成一氧化碳。第七單元燃料及其应用第一节燃烧和灭火白磷热水氧气白磷热水氧气（2）（1）白磷白磷紅磷热水①②③定义：一般的燃烧是指可燃物跟氧气发生的一种发光、放热的剧烈的氧化反应。探究燃烧的条件（本试验要在通風橱或抽風设备下進行）：【试验操作】a.如右图（1），在500mL的烧杯中注入400mL热水，并放入用硬紙圈圈住的一小块白磷。在烧杯上盖一片薄铜片，铜片上一端放一小堆干燥的紅磷，另一端放一小块已用滤紙吸去表面上水的白磷，观测現象。

b.如右图（2），用导管對准上述烧杯中的白磷，通入少許氧气（或空气），观测現象。【试验現象】a.铜片上的白磷燃烧，铜片上的紅磷和水中的白磷没有燃烧。b.白磷在水下燃烧。【试验分析】如右图（1）。①与②對比，阐明：物质与否发生燃烧与可燃物燃烧所需要的温度有关。①与③對比，阐明：物质与否发生燃烧与与否与氧气（空气）接触有关。③与图（2）對比，再次阐明：燃烧必须有氧气（空气）。【试验結论】燃烧的条件：可燃物、与氧气（或空气）接触、温度到达著火點通風橱是一种不完善的尾气处理装置，若改善上述试验，可将紅磷和白磷装入密闭的容器内（還要套一种气球），這样便于進行尾气处理。燃烧的条件：①可燃物；②与氧气（或空气）接触；③温度到达著火點。【注意事项】①著火點不是固定不变的。對固体燃料来說，著火點的高下跟表面积的大小、颗粒可惜的粗细、导热系数的大小等均有关系。②并非所有的燃烧都需要氧气，如氢气在氯气中燃烧生成氯化氢。③只有三個条件所有满足，燃烧才能发生。自燃：由缓慢氧化引起的自发燃烧。灭火灭火的原理：①清除可燃物或使可燃物与其他物品隔离；②隔绝氧气（空气）；③減少可燃物的温度，使其減少到著火點如下。【注意事项】①著火點是可燃物著火燃烧時所需的最低温度，是物质的一种性质，不随外界条件的变化而变化。②在燃烧的三個条件中，只需破壞一种条件就可以使燃烧停止。灭火器泡沫灭火器的反应原理：Na2CO3+2HCl=2NaCl+H2O+CO2↑干粉灭火器的反应原理：2NaHCO3Na2CO3+H2O+CO2↑二氧化碳灭火器内盛装的是液态二氧化碳，使用時不會留下任何痕迹。爆炸鼓气定义：可燃物在有限的空间内急剧地燃烧，就會在短時间内聚积大量的热，使气体的体积迅速膨胀而引起爆炸。鼓气爆炸還包括物理爆炸，它們是物理变化。除了可燃性气体能发生爆炸外，可燃性粉尘如面粉、煤粉等也能发生爆炸。粉尘爆炸试验【试验操作】取一空金属罐和小塑料瓶，剪去金属罐和小塑料瓶的上部，并在金属罐和小塑料瓶的底侧各打一种比橡皮管外径略小的小孔。像右图那样连接好装置，在小塑料瓶中放入干燥的面粉，點燃蜡烛，用塑料盖盖住罐。從橡皮管一端迅速鼓入大量的空气，使面粉充斥罐，观测現象并分析原因。【试验現象】“砰”地一声响，伴随一团火光产生；放热；塑料盖被掀起。【试验分析】面粉被吹起後与空气充足接触，又被蜡烛點燃。在有限的空间内发生急剧燃烧并放出大量热，产生的气浪将塑料盖掀起，阐明可燃性的粉尘在有限的空间内急剧燃烧能发生爆炸。【注意事项】①面粉应當是干燥的；②气囊的作用：使面粉与空气充足混合。③鼓气球与金属罐之间的连接管可稍長某些，人距离该装置遠某些，以防危险。油库、面粉加工廠、纺织廠和煤矿的矿井内等地方必须做的安全措施：通風、严禁烟火。第二节燃料和热量三大化石燃料：煤、石油、天然气（均為混合物，并且均為不可再生能源）煤——“工业的粮食”煤中重要含碳元素。煤燃烧排放的污染物：SO2、NO2、CO、烟尘等。（SO2、NO2可导致酸雨）為了使煤得到综合运用，可以将煤干馏，即隔绝空气加强热，使煤分解為焦炭、煤焦油、煤气等有用的物质。（干馏是化學变化）石油——“工业的血液”石油中重要含碳、氢元素。汽車尾气中的污染物：CO、未燃烧的碳氢化合物、氮的氧化物、含铅化合物和烟尘。运用石油中各成分的沸點不一样，可以将石油分馏，使石油中各成分分离。（分馏是物理变化）由石油炼制的部分产品和重要用途：溶剂油、汽油、航空煤油、煤油、柴油、润滑油、石蜡、沥青。天然气天然气的重要成分是甲烷（沼气）。甲烷是最简朴的有机物、相對分子质量最小的有机物。甲烷的物理性质：無色無味的气体，密度比空气小，很难溶于水。甲烷的化學性质：可燃性。甲烷燃烧的化學方程式：CH4+2O2CO2+2H2O（甲烷燃烧會产生明亮的藍色火焰。）在我国农村，使用沼气的好处如下：①可以处理生活用燃料問題；②改善农村环境、卫生状况；③提高肥效。可燃冰：科學家們在海底发現了大量可燃冰，它是一种甲烷水合物，是甲烷与水在低温高压下形成的。可燃冰的長处：能量高、热值大，是替代化石燃料的新能源。可燃冰的缺陷：假如在開采中甲烷气体大量泄漏于大气中，會导致愈加严重的温室效应。我們看待化石燃料的态度：合理開采、減少使用、综合运用。化學反应中的能量变化探究化學反应中的能量变化【试验操作】在一支试管中加入几小段镁条，再加入5mL盐酸，观测現象，并用手触摸试管外部。【试验現象】剧烈反应，产生大量气泡；放热；镁条逐渐变小或消失。【试验結论】镁条与盐酸发生化學反应并放出热量。【化學方程式】Mg+2HCl=MgCl2+H2↑有些化學反应可以产生热量，如：可燃物的燃烧；铝、镁等金属和盐酸反应等。有些化學反应會吸取热量，如某些条件為“高温”的反应。使燃料充足燃烧的措施：①加大空气的量；②增大燃料与空气的接触面积。实例：将块状的煤加工粉碎成煤粉，或者制成蜂窝煤等。燃料充足燃烧的意义：①使有限的能源发挥最大的作用（放热多、节省能源）；②減少环境污染的程度。燃料不充足燃烧的後果：①使燃料燃烧产生的热量減少，挥霍资源；②产生大量的CO等物质，污染空气。第三节使用燃料對环境的影响燃料燃烧對空气的影响酸雨危害的模拟试验【试验操作】向一种空集气瓶和一种充斥SO2的集气瓶中各加入少許水。分别将表中所列物质放入上述两种液体中，观测