碳及其化合物 有机化合物资料.docx
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碳及其化合物有机化合物资料
章节知识复习二碳及其化合物有机化合物
知识要点：
1.碳的几种单质
金刚石
石墨
颜色、外形
无色透明、正八面体形状的固体
深灰色、有金属光泽、细鳞片状的固体
硬度
天然存在的最硬的物质
软、滑，最软的矿物之一
熔点
很高（3550℃）
高，耐高温
导电导热性
不导电、不导热
导电、导热性良好
用途
钻石、玻璃刀、钻头
润滑剂、铅笔芯、电极
组成
都是由碳元素组成的单质
金刚石、石墨由于原子排列不同，所以物理性质差异较大。
由此说明：
（1）一种元素可以形成多种不同的单质，由同种元素组成的纯净物才叫单质。
（2）多种单质可能由同种元素组成（如：
红磷和白磷，O2和O3，金刚石和石墨），
它们互称为同素异形体。
木炭
活性炭
焦炭
炭黑
色态
灰黑色、疏松多孔固体
黑色粉末
浅灰色多孔固体
黑色粉末
制法
木材隔绝空气加热
木炭在高温下用水蒸气处理
烟煤隔绝空气加强热
含碳物质不完全燃烧
用途
作燃料、冶炼金属、制黑火药、作吸附剂
净化多种气体和液体，作防毒面具
冶炼生铁
制造油墨、油漆、颜料，作橡胶制品的填料
注：
木炭和活性炭的吸附性是将被吸附物（有色液体、气体、有毒气体等）吸在表面（细管道内），这个性质是物理性质。
2.碳
的化学性质：
常温下碳的化学性质不活泼，在高温或点燃条件下能跟多种物质发生化学反应。
（1）可燃性：
在氧气中C＋O2
CO2（氧气充足，发生充分燃烧）
2C＋O2
2CO（氧气不足，发生不充分燃烧）
实际反应中，二者往往同时发生。
（2）还原性：
a：
还原金属氧化物：
2CuO＋C
2Cu＋CO2↑；现象：
黑色粉末逐渐变成光亮的红色，并生成使澄清石灰水变浑浊的气体。
b：
还原非金属氧化物：
CO2＋C
2CO；现象：
炭粉不断减少。
3.碳单质及其化合物间的相互转化：
4.一氧化碳（CO）的性质、制法和用途：
（1）主要物理性质：
通常状况下：
a：
无色、无味的气体；b：
比空气略轻；c：
难溶于水。
（2）化学性质：
a：
可燃性：
2CO＋O2
2CO2；现象：
产生蓝色火焰，放出大量热，并生成使澄清石灰水变浑浊的气体。
b：
还原性：
CuO＋CO
Cu＋CO2；现象：
黑色的粉末变成光亮的红色，且产生气体能使澄清石灰水变浑浊。
其它：
Fe2O3＋3CO
2Fe＋3CO2Fe3O4＋4CO
3Fe＋4CO2
c：
毒性：
极易与人体血红蛋白相结合，使血红蛋白失去输送氧的能力，造成人体因缺氧而死亡。
（3）用途：
a：
作气体燃料；b：
冶炼金属等。
5.H2和C、CO的性质的比较
比较
氢气
一氧化碳
碳
物理性质
无色、无味的气体，密度最小，难溶于水。
无色、无味的气体，密度与空气接近（略小），难溶于水。
大多是黑色固体，难溶于水，其中金刚石坚硬，石墨可导电，活性炭有吸附性等。
化学性质
可燃性
2H2＋O2
2H2O，
淡蓝色火焰
2CO＋O2
2CO2；
产生蓝色火焰
C＋O2
CO2
2C＋O2
2CO
空气中红热，氧气中白光
与氧气或空气混和，达到一定体积分数，点燃会爆炸，点燃前要验纯。
还原性
H2＋CuO
Cu＋H2O
还原剂，置换反应
CO＋CuO
Cu＋CO2
还原剂，非置换反应
C＋2CuO
2Cu＋CO2↑
还原剂，置换反应
毒性
无
有剧毒
无
6.氢气、一氧化碳、还原氧化铜实验对比
H2还原CuO
CO还原CuO
C还原CuO
实验装置
实验现象
①黑色固体逐渐变红色②管口有水珠生成
①黑色固体逐渐变红，
②有使澄清石灰水变浑浊的气体生成
①黑色固体红热，且逐渐减少②有光亮红色物质生成③有使澄清石灰水变浑浊的气体生成
注意事项
①试管口略向下倾斜
②通氢气的导管伸至试管底部药品上方
③试管口不能塞单孔塞
右边连接吸收并检验CO2的洗气瓶，点燃尾气，防止CO污染空气
①试管口略向下倾斜
②为检验氧化产物，可连接检验装置
③反应需高温，用酒精喷灯或在酒精灯火焰上加网罩
操作顺序
反应前需检验气体纯度，还原过程分四步：
一通（H2、CO），二点（酒精灯）、三撤（酒精灯）、四停（通H2、CO）
实验完毕后，先移开导管，再熄灭酒精灯
7.二氧化碳（CO2）的性质、制法和用途：
（1）主要物理性质：
通常状况下：
a：
无色、无味的气体；
b：
比空气重；
c：
能溶于水；
d：
有三态变化：
（无色、无味）（无色）（雪状）
1大气压
升华
（2）化学性质：
a：
一般情况下：
不支持燃烧，不能燃烧，且不助呼吸。
b：
跟水反应：
H2O＋CO2＝H2CO3（弱酸，不稳定）；H2CO3
H2O＋CO2↑因此，CO2能使紫色石蕊试液变红，稍加热则又由红色变成紫色。
注：
CO2能溶于水与CO2能与水反应，这两者之间有着本质的区别，前者属于物理变化，后者属于化学变化。
c：
跟碱液反应：
CO2＋Ca（OH）2＝CaCO3↓＋H2O
CO2通入澄清石灰水后可使其变浑浊，实验室用此法鉴别CO2的存在。
其它：
CO2＋2NaOH＝Na2CO3＋H2O
（3）制法：
a：
工业制法：
高温煅烧石灰石，
CaCO3
CaO＋CO2↑
b：
实验室制法：
药品：
大理石（或石灰石）和稀盐酸（可用稀硝酸代替稀盐酸）
反应原理：
CaCO3+2HCl=CaCl2+CO2↑+H2O
装置及收集气体的方法：
操作步骤：
同氢气
注意事项：
第一：
不能使用浓盐酸、浓硝酸，否则，收集气体不纯；
第二：
不能使用硫酸，因生成物硫酸钙微溶于水，覆在大理石、石灰石表面，阻碍反应进行。
验满：
燃着木条放在瓶口，若木条熄灭，则表示已满。
（4）用途：
a：
灭火剂；b：
致冷剂；c：
人工降雨；d：
化工原料等。
8.甲烷、酒精、醋酸的性质和用途
俗名
沼气
酒精
醋酸
学名
甲烷
乙醇
乙酸
化学式
CH4
C2H5OH
CH3COOH
物理性质
①无色无味气体②密度比空气小③极难溶于水
①无色透明液体②有特殊气味③易挥发④易溶于水和多种有机化合物
①无色透明液体②有强烈刺激性气味③易溶于水和酒精④易结冰（冰醋酸）
化学性质
可燃性
CH4+2O2
CO2+2H2O
可燃性
C2H5OH+3O2
2CO2+3H2O
酸性，能使紫色石蕊变红色
用途
①用作燃料
②发电
①作燃料
②医用酒精作消毒剂
③重要的化工原料，用来制醋酸、饮料、染料、香精等
④作有机溶剂
①食醋中含有乙酸
②有机溶剂
③重要的化工原料，可生产合成纤维、染料等
制法
秸杆、杂质等有机物
甲烷
含淀粉的原料
酒精
酒精
醋酸
9.煤和石油的主要成分、形成、性质和主要用途
煤
石油
形成
古代植物遗体经过一系列复杂变化而形成的
古代动植物遗体在地壳中经过复杂变化而形成的
元素
组成
分类
主要成分是碳，还含有少量的氢、氮、硫和氧等元素以及无机矿物质，是一种复杂的混合物
主要成分是碳和氢，还含有少量的硫、氧和氮等元素，是一种混合物
性质
煤
石油
用途
重要的能源及化工原料
重要的能源及化工原料
【典型例题】
[例1]由碳、氧两种元素组成的气体中，碳与氧的质量比为3:
5，则该气体可能是（）
A.由CO或CO2单独组成的纯净物
B.由CO和CO2共同组成的混合物
C.由CO和O2共同组成的混合物
D.由CO2和O2共同组成的混合物
解析：
由碳、氧元素组成的纯净物有CO和CO2，CO中碳、氧元素质量比是3:
4:
CO2中碳、氧元素质量比为3:
8，因此不可能是CO或CO2中的一种组成，A错误。
选项B，CO与CO2组成的混合气体，碳、氧元素质量比肯定小于3:
4而大于3:
8，有可能是3:
5，正确。
选项C，CO与O2的混合物，碳、氧元素质量比小于3:
4，有可能是3:
5，正确。
选项D，碳、氧元素质量比会小于3:
8，不可能是3:
5，错误。
答案：
BC。
[例2]一定质量的CO2气体通入石灰水中，最多能得到
克沉淀，若将上述一定质量的CO2经CO2→CO→CO2的一系列变化（假定无损耗），再通入定量的石灰水中，最多能得到
克沉淀，则
与
的关系是（）
A.2x=yB.x=2yC.x=yD.无法确定
解析：
∵CO2＋C
2CO，2CO＋O2
2CO2
m克2m克
∴CO2＋Ca（OH）2＝CaCO3↓＋H2O
m克x克
2m克y克
∴2x=y
答案：
选A。
[例3]如果要除去二氧化碳气体中混有的少量一氧化碳，应采用的方法是（）
A.点燃混合气体，使一氧化碳转变成二氧化碳
B.把混合气体通入石灰水中
C.使混合气体通过灼热的氧化铜
D.把混合气体从一容器倒入另一容器
解析：
此题属于混合物提纯问题。
处理这类问题的原则是：
①提纯方法应简单易行；
②操作过程中尽量不使被提纯的物质损失；
③除去杂质的同时不能引入新的杂质；
④最好能生成被提纯的物质。
如果要除去CO2的少量的CO点燃的方法是不可取的。
因为在一般条件下CO2既不燃烧也不支持燃烧，当大量CO2存在时，少量的CO是不可能点燃的。
当把混合气体通入石灰水中时，CO2会与石灰水中的Ca（OH）2，此法也行不通。
当把混合气体通过灼热的氧化铜时，二氧化碳不发生反应，而CO与CuO会发生反应CuO+CO
Cu+CO2，这样不但除去了CO且又生成了CO2。
若把混合气体从一容器倒入另一容器中，虽然两种气体密度不同，但不会因为倾倒而分离，所以无法分开。
答案：
C。
[例4]为了检验在氢气和二氧化碳的混合气体中是否混入了一氧化碳，用如下图中所示装置进行实验：
（1）装置B中盛放的试剂是，目的是验证。
（2）当观察到装置B中，装置D中现象时，说明混合气体中一定含有一氧化碳。
（3）如果混合气体中含有一氧化碳，为了保护环境，应在D装置的排气管口采取的措施是。
解析：
这是一道实验题。
从所给仪器看出，本题是利用CO的还原性：
CuO+CO
Cu+CO2。
由于H2也具有还原性，也能将氧化铜还原成铜，所以判断是否含有CO，除了观察氧化铜颜色的改变，更重要的还要看生成的气体能否使澄清石灰水变浑浊。
由于原混合气体中含有二氧化碳，即使没有CO，澄清石灰水也会变浑浊，所以混合气体通入氧化铜前必须除去CO2。
为了观察CO2是否除净，还要通入澄清石灰水。
答案：
（1）澄清石灰水二氧化碳是否除净
（2）澄清石灰水不变浑浊澄清石灰水变浑浊（C中黑色氧化铜变成红色）
（3）点燃尾气
[例5]某无色气体可能含有H2、CO、CO2和N2中的一种或几种气体。
当混合气体依次通过紫色石蕊试液时没有变色，通过灼热的氧化铜时有红色的铜生成，通过澄清石灰水时，石灰水变浑浊。
该混合气体中一定含有__________，一定不含有__________，可能含有__________。
解析：
混合气体通过紫色石蕊试液没有变色，可排除CO2。
该混合气体能使氧化铜还原，可推测含有H2或CO或H2和CO。
再根据原混合气体中没有CO2，而通过CuO后的气体能使澄清石灰水变浑浊，推知肯定含CO，但无法判断H2及N2是否存在。
答案：
一定含有CO，一定不含有CO2，可能含有H2和N2。
[例6]用方程式表示除去下列物质中的杂质（括号内物质为杂质）
（1）
（2）
（3）
（4）
（5）
解析：
（1）CO2＋Ca（OH）2＝CaCO3↓＋H2O
（2）CaCO3
CaO＋CO2↑
（3）
（4）
（5）Na2CO3+2HCl=2NaCl+CO2↑+H2O
[例7]在含有7.4克氢氧化钙的溶液中通入一定量的二氧化碳，生成5克碳酸钙沉淀。
所通入的二氧化碳的质量是（）
A.2.2克B.4.4克C.6.6克D.13.2克
解析：
本题是根据二氧化碳性质进行的定量计算问题。
当CO2的质量相对于Ca（OH）2的质量不过量时，发生反应①CO2＋Ca（OH）2＝CaCO3↓＋H2O此时可直接利用CaCO3的质量来计算通入的CO2的质量。
设通入的CO2的质量为
CO2＋Ca（OH）2＝CaCO3↓＋H2O
44克100克
x5克
解得x=2.2克
当二氧化碳过量时，还要发生反应：
②CaCO3＋H2O＋CO2＝Ca（HCO3）2题目中给出的CaCO3沉淀则是反应①生成的CaCO3沉淀的质量与反应②中所消耗的CaCO3的质量之差，通入二氧化碳的质量应为二者之和。
设7.4gCa（OH）2完全反应时消耗CO2的质量为y，同时生成碳酸钙的质量为z。
CO2＋Ca（OH）2＝CaCO3↓＋H2O
44克74克100克
y7.4克 z
解得y=4.4（克）z=10（克）
被溶解的CaCO3的质量为10克-5克=5克
设溶解
克
需要CO2的质量为w
CaCO3＋H2O＋CO2＝Ca（HCO3）2
100克44克
5克w
解得w=2.2（克）
所以共通入二氧化碳的质量为4.4+2.2=6.6（克）
答案：
A、C。
[例8]将一定质量的CaCO3和Cu粉置于同一敞口容器中，加热煅烧后使其完全反应，反应前后容器内的固体质量不变，则容器内碳酸钙和Cu粉的质量比为（）
A.11:
4B.25:
44C.25:
16D.14:
25
解析：
CaCO3加热会发生分解反应生成二氧化碳而失去重量，铜粉在受热的条件下，能与空气中的氧气结合生成氧化铜而增重，反应前后容器内的固体质量不变，说明CaCO3分解产生的
的质量恰好等于与铜粉反应氧气的质量。
根据反应CaCO3
CaO＋CO2↑2Cu+O2
2CuO，建立关系式可解。
答案：
B。
一.选择题（每小题只有一个选项符合题意）
1.下列变化中，属于物理变化的是（）
A.石灰浆在空气中变硬
B.将二氧化碳通入到石灰水中
C.向盛有红棕色二氧化氮气体的集气瓶中投入几小块木炭，红棕色消失
D.紫色石蕊溶液通入二氧化碳后变成红色
2.含有碳的混合物是（）
a.石灰石b.二氧化碳c.天然气d.甲烷e.石油f.一氧化碳
g.煤h.乙醇i.醋酸j.水煤气
A.a,c,e,g,iB.b,d,f,h,jC.a,b,d,e,f,gD.a,c,e,g,j
3.构成二氧化碳的粒子是（）
A.一个碳原子和两个氧原子B.二氧化碳分子C.碳元素和氧元素D.碳单质和氧单质
4.下列各组化合物中，凡同种元素均显示相同化合价的是（）
A.ZnSO4和ZnSB.KClO3和KClC.KMnO4和K2MnO4D.CO2和CaCO3
5.在反应H2O＋C
H2＋CO中，做还原剂的是（）
A.CB.H2OC.COD.H2
6.下列各组中的气体，可采用同一种方法收集的是（）
A.H2，O2，CO2B.CH4，CO，CO2C.H2，O2，COD.CO，O2，CO2
7.碳的氧化物中，二氧化碳能灭火，一氧化碳可燃，它们的性质不同是因为（）
A.CO2比空气重B.CO难溶于水C.相对分子质量不同D.分子结构不同
8.下列区别各物质的方法中，不可行的是（）
A.CO和CO2（分别通入蒸馏水）B.H2和CO（分别通过灼热的CuO）
C.H2和CO2（分别通入澄清石灰水）D.CO和O2（分别通过灼热的铜网）
9.根据下列三个化学方程式：
Y＋Z
2X；2X＋O2
2Z；2CuO＋Y
2Cu＋Z，确定X、Y、Z是（）
A.C，CO，CO2B.C，CO2，COC.CO，C，CO2D.CO，CO2，C
10.两份质量相同的碳酸钙，一份加热使其充分分解，另一份与足量稀盐酸反应，它们产生二氧化碳的质量（）
A.加热分解多B.相同C.与盐酸反应多D.无法比较
11.把CO和CO2按质量比14:
11混合，则碳、氧两元素的质量比为（）
A.9:
16B.2:
1C.2:
3D.3:
4
12.取某质量的下列四种物质，分别与稀盐酸充分反应，产生CO2最多的是（）
A.CaCO3B.Na2CO3C.MgCO3D.K2CO3
13.将CO和CO2的混合气体2.4g通过足量灼热的CuO后，得到CO2的质量为3.2g,则原混合气体中，CO和CO2的质量比为（）
A.7:
16B.7:
2C.1:
1D.7:
5
二.选择题（每小题有1～2个选项符合题意）
14.下列各选项中的杂质，用括号内物质除去，其中不能达到目的是（）
A.CO中混有少量CO2（澄清石灰水）B.CO2中混有少量CO（灼热的氧化铜）
C.H2中混有少量CO2（蒸馏水）D.生石灰中混有少量石灰石（高温煅烧）
15.绿色植物的光合作用可表示为CO2＋H2O
淀粉＋O2，则生成的淀粉中，一定含有的元素是（）
A.碳、氢、氧B.碳、氢C.碳、氧D.氢、氧
16.将3.2g某纯净物在空气中完全燃烧时，生成4.4g二氧化碳和3.6g水，据此可判断（）
A.该纯净物中，碳、氢元素的质量比为3:
1B.该纯净物中，肯定含有氧元素
C.该纯净物中，氢元素的质量分数为25％D.此反应中消耗掉氧气6.4g
17.一定量的CO2气体，通入石灰水中，最多能得到沉淀Xg，若将上述一定量的CO2经CO2→CO→CO2的一系列变化（假定无损耗），再通入足量的石灰水中，最多能得到沉淀Yg,则X与Y的关系是（）
A.X=2YB.2X=YC.Y=0.5XD.X=Y
18.在密闭容器中，将5g木炭和8g氧气加热使之充分反应，下列叙述正确的是（）
A.产物全是CO2B.产物全是CO
C.产物是CO和CO2的混合物D.无法确定
19.CO和O2混合气体12g，点燃，充分反应后将得到的混合气体通入足量澄清石灰水中，得到白色沉淀25g，则原混合气体中CO的质量可能是（）
A.5gB.6gC.7gD.8g
20.由CO和CO2组成的混合气体，经分析知含碳为30％，则CO和CO2在混合气体中的质量比为（）
A.7:
33B.10:
8C.7:
11D.33:
7
三.填空题：
21.煤和石油都是当今重要的矿物能源，煤主要含__
（1）_元素，人们把它称为_____
（2）_____；石油主要含__
（3）_元素，人们把它称为_____（4）___________。
22、①碳酸②碳酸钙③干冰④甲烷⑤金刚石五种物质中都含有_
（1）_元素，其中__
（2）__是单质；_（3）__是氧化物；_（4）__能和盐酸反应；__（5）__能使紫色石蕊试液变红；__（6）___属于有机物。
23.写出下列物质（或主要成份）的化学式：
乙醇____
（1）_______；大理石____
（2）______；乙酸____（3）_______
天然气____（4）_______；干冰____（5）_______；石灰水_____（6）_____；
24.现有CO和CO2的混合气体，若将此气体通过灼热的碳层，可得到_
（1）__气体；若将此混合气体通过灼热的CuO，可得到_
（2）_气体；若将此混合气体通过石灰水，可得到_（3）__气体。
25.在CO和CO2混合气体中，CO和CO2分子个数比为4：
1，则混合气体中，碳元素与氧元素的质量比为________。
26.在适当条件下，ag碳和bg氧气反应生成（a+b）g气体（此时碳和氧气均无剩余），当a/b的值为___
（1）____时，生成（a+b）g二氧化碳；当a/b的值是_
（2）___时，生成（a+b）g一氧化碳；当__（3）___27.在CO和CO2的混合气体中，氧元素的质量分数为64%，取此混合气体10g，通过足量的灼热的氧化铜充分反应后，将气体通入过量的石灰水中，能得到白色沉淀______克。
四.简答题：
28.写出实现下列变化的化学方程式（注意要求）
（1）__________________________（要求生成物中含铜单质）
（2）___________________________（要求反应物均为单质）
（3）________________________（要求该反应为化合反应）
（4）____________________________________________
（5）__________________________________________（要求生成物为三种物质）
（6）__________________________________________
29.用化学方程式表示以大理石、氧化铜、木炭为原料制取金属铜的反应步骤（最后一步反应要求两种氧化物之间反应）。
30.有一混合气体，可能是H2、CO、CO2中的一种或几种，现将混合气体通过下图所示的装置确定其组成：
（其中浓硫酸起到吸收水分的作用，U形管中的白色无水硫酸铜粉末变为蓝色，证明有水生成）
试回答：
（1）图中装置能测定出哪些气体的存在与否________________。
（填写气体的化学式）
（2）若要能测定所有的气体是否存在，还应在E处添加一个盛放________（填试剂名称）装置
（3）判定气体存在的依据是：
H2___________；CO____________；CO2_____________
31.如图所示，A为红色固体，G、H为黑色固体，B、D、E、F为无色气体，A、B、D为单质，F能使澄清的石灰水变浑浊，试写出它们的化学式：
A__________B__________C___________D___________E_________F_________G________H________
五.计算
32.某种石灰石，经分析含碳酸钙90％，求40t这种石灰石中含钙________t？
33.某CuO与C的混合物，共10g，加热至不再有气体生成的时候，将生成的气体通入足量的澄清石灰水中，得到沉淀5g，求原混合物中CuO的质量为多少克？
试题答案
一.选择题
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
C
D
B
D
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