第六单元碳.docx

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第六单元碳

第六单元

课题一金刚石、石墨、C60

要点一：

碳的单质

1、同一种元素可以存在不同的单质，但由于原子的排列方式不同，即结构不同，因此他们的性质存在差异

2、金刚石、石墨、C60的比较

金刚石

石墨

C60

物理性质

颜色

无色透明

深灰色不透明

状态

正八面体形状的固体

细鳞片状固体

形似足球

光泽

加工雕琢后有夺目光泽

有金属光泽

硬度

自然界中最大

质软而滑腻

导电性

不导电

导电性好

导电性优良

导热性

良好

良好

很差

熔点

很高

很高

主要用途

钻头、玻璃刀、钻石

铅笔芯、润滑剂、电极

制备新材料、超导体

相互关系

3、木炭、活性炭的吸附性：

木炭、活性炭、炭黑等物质都是由石墨的微小晶粒和少量杂质构成的，所以从严格的意义上来说他们不是碳的单质（被称为无定形碳）。

由于木炭和活性炭均具有疏松多孔的结构，所以他们具有较强的吸附能力，可以吸附毒气、色素、有异味的物质，用途：

制糖工业、食品行业、制作防毒面具

【要点诠释】

1、由于木炭的结构疏松多孔，有很大的表面积，因此它具有吸附性，活性炭的吸附性比木炭的吸附性强。

吸附作用是将气体或溶液里的微小粒子吸附在固体表面，是物理变化

2、碳和炭区别：

碳是元素的名称，是核电荷数为6的一类原子的总称，比如：

碳元素、碳单质、一氧化碳等；炭是指具体的物质，它表示由碳元素组成的某种单质，如：

木炭、活性炭、焦炭，一般在未指明具体的单质时，习惯上用碳，如：

炽热的碳、当碳燃烧时等

要点二：

碳的化学性质

1、稳定性：

在常温下，碳的化学性质不活泼；在高温下，碳能够与很多物质起反应×

2、可燃性（碳与氧气反应）

（1）当氧气充足时，碳完全燃烧，生成二氧化碳，同时放出大量的热

实验现象：

木炭在氧气中剧烈燃烧，发出白光、放热，生成无色无味的能使澄清石灰水变浑浊的气体

方程式：

（2）当氧气不充足时，碳不完全燃烧，生成一氧化碳，同时放出热量

方程式：

【拓展】碳燃烧时生成物的判断

当M克碳与N克氧气反应时

①

时，生成物只有二氧化碳，且氧气有剩余

②

时，恰好完全反应，生成二氧化碳

③

时，既有二氧化碳，也有一氧化碳生成

④

时，恰好完全反应生成一氧化碳

⑤

时，生成物只有二氧化碳，且碳有剩余

3、还原性（碳与某些氧化物反应）：

高温下碳能跟某些氧化物反应，夺取某些氧化物中的氧元素，是这些氧化物失去氧而发生还原反应

木炭还原氧化铜实验

（1）药品：

木炭粉（黑色）、氧化铜（黑色粉末）

（2）实验现象：

黑色粉末逐渐变红，澄清石灰水变浑浊

（3）方程式：

（4）注意事项

①酒精灯加网罩可使火焰集中并提高温度（反应条件高温必须＞500℃）

②试管口要略向下倾斜，防止冷凝水倒流炸裂试管

③实验装置的气密性要良好

④实验结束时，先撤出导管，然后在熄灭酒精灯（防止澄清石灰水倒流入热的试管，使试管炸裂），待试管冷却后再把试管内的粉末取出（防止灼热的铜被氧化）

⑤实验过程中石灰水始终没有变浑浊的原因：

反应温度不够；装置漏气；石灰水与空气中的二氧化碳接触时间太长已经变质

【拓展】碳与金属氧化物（MxOy）反应通式：

【要点诠释】

（1）碳单质的化学性质都相同，如金刚石、石墨、C60、木炭都是由碳元素组成的，他们的原子最外层电子数都相同（都是4个），因此不同碳单质的化学性质相同

（2）碳单质的化学性质在常温下温度，但随着温度的升高，能够与许多物质发生化学反应；反应的条件不同，产物也不同。

如：

碳和氧气点燃时，氧气充分生成二氧化碳，氧气不充分生成一氧化碳

（3）性质决定用途

①碳在常温下具有稳定性，所以古代用墨写的字就不褪色

②碳具有可燃性，可用作燃料

③碳具有还原性，可用作还原剂，用来冶炼金属。

如

，在该反应中，碳得到氧，被氧化生成二氧化碳，碳是还原剂；氧化铁失去氧、被还原成铁，是氧化剂

（4）碳的还原性还体现在还原二氧化碳中

，该反应是吸热反应

（5）检验物质中是否含有碳酸根离子的方法

①所用试剂：

HCl、澄清石灰水

②步骤：

取少量药品，加入HCl，将生成的气体通入澄清石灰水中

③现象：

产生气体，石灰水变浑浊

④结论：

样品中含有碳酸根离子

课题二二氧化碳的制取和研究

要点一：

二氧化碳的实验室制法

1、药品：

大理石或石灰石（主要成分都是CaCO3）

2、反应原理：

3、实验装置

（1）反应装置：

固——液不加热型

（2）装置连接时的注意事项

①长颈漏斗的下端必须插到液面以下，否则生成的气体从长颈漏斗逸出

②导气管只需刚过瓶口即可（便于导气），严禁深入到液面下（压强太大，锥形瓶炸裂）

（3）收集装置：

收集装置的选择由气体的密度、溶解性决定。

二氧化碳能溶于水，密度比空气大，因此只能采用向上排空气法收集，收集时要将导管插到集气瓶底

4、检验：

将燃着的木条放在集气瓶口，若木条熄灭，则已收集满

5、检验：

将生成的气体通入澄清石灰水中，若石灰石变浑浊，则说明有二氧化碳生成

【要点诠释】

药品选用应注意的问题

（1）不能用浓盐酸：

浓盐酸挥发出的氯化氢气体混入二氧化碳中，导致收集的二氧化碳不纯

（2）不能用硫酸：

硫酸与碳酸钙反应

生成的碳酸钙微溶于水，它会覆盖着石灰石的表面，阻碍了石灰石与硫酸的进一步接触，使反应难以继续进行

（3）不用碳酸钠：

碳酸钠是固体粉末且易溶于水，它与盐酸反应速率太快，不利于收集，且碳酸钠的造价比石灰石高

课题三二氧化碳和一氧化碳

要点一：

二氧化碳的性质和用途

1、二氧化碳的物理性质

（1）通常状况下，二氧化碳是一种无色无味的气体

（2）标准状况下，二氧化碳的密度为1.997g/L，比空气大

（3）二氧化碳能溶于水，1体积水中能溶解1体积的二氧化碳

（4）固态的二氧化碳又叫干冰，二氧化碳的三态变化：

2、二氧化碳的化学性质

（1）二氧化碳既不燃烧，也不支持燃烧

注意：

由于二氧化碳能够支持某些活泼金属的燃烧，因此由于活泼金属燃烧引起的火灾不能用二氧化碳扑灭

（2）二氧化碳能与水反应生成碳酸，碳酸能使紫色石蕊溶液变红

，碳酸不稳定，易分解

（3）二氧化碳与石灰石反应生成白色碳酸钙沉淀，利用这一性质，来检验二氧化碳

【拓展】实验室吸收二氧化碳使用氢氧化钠溶液

3、二氧化碳性质的探究实验

（1）高低蜡烛实验

①实验现象：

低处的蜡烛先熄灭，高出的蜡烛后熄灭

②结论：

二氧化碳既不燃烧，也不支持燃烧；二氧化碳的密度比空气大

（2）二氧化碳与水反应实验

①实验现象：

A纸花变红，BC纸花不变红，D纸花变红，加热后又变回了紫色②实验结论：

酸能使紫色石蕊变红；二氧化碳、水不能使紫色石蕊变红；二氧化碳与水反应生成了碳酸，碳酸能使紫色石蕊变红；碳酸不稳定易分解

③注意：

在题目中若出现石蕊溶液则是石蕊与水的混合物，遇到二氧化碳可直接变红

4、二氧化碳的用途

（1）二氧化碳可以用于灭火、制水汽、作气体肥料、化工产品的原料

（2）固态的二氧化碳又叫干冰，可用作制冷剂、形成人工云雾（舞台上）、人工降雨

5、煤炉中涉及的化学方程式（由上到下）

【要点诠释】

（1）二氧化碳一般不支持可燃物的燃烧，但不是所有的物质，如金属镁能在二氧化碳中燃烧

（2）把二氧化碳通入紫色石蕊溶液时，会观察到石蕊溶液变红，使石蕊溶液变红的不是二氧化碳，而是二氧化碳与水反应生成的碳酸，硫酸、盐酸等也能是紫色石蕊溶液变红

（3）二氧化碳能溶于水和与水发生化学反应，两者在本质上是不同的，前者是二氧化碳的物理性质，后者是二氧化碳的物理性质

（4）实验室久置的石灰水内壁会有一层白色的物质，白色物质是CaCO3，反应的原因：

石灰水吸收了空气中的二氧化碳

【易错点】

（1）能使燃着的木条熄灭的气体不一定是二氧化碳，其他既不燃烧也不不支持燃烧的气体也能，如：

氮气

（2）能使澄清石灰水变浑浊的物质不一定是二氧化碳，也可以是二氧化硫或其他气体，但由于二氧化硫有刺激性气味，而二氧化碳是无色无味的气体，因此用澄清石灰水来检验二氧化碳

要点二：

二氧化碳对生活和环境的影响

1、二氧化碳无毒，但在二氧化碳用过的地方，人们会感到窒息，通常空气中含有0.03％的二氧化碳，当含量达到1％的时候就对人体有害；达到4％—5％时，就会感到气喘、头痛、眩晕；达到10％的时候，就会使人不省人事、呼吸逐渐停止，以致死亡

2、温室效应的形成、危害、对策

（1）温室效应形成的主要原因：

随着工农业生成的发生和人类生活水平的提高，煤、石油、天然气等化石燃料的需求量不断增大，他们燃烧后放出大量的二氧化碳等温室气体；而由于一些天灾和滥砍滥伐，能够吸收二氧化碳的大片森林和草原绿地却在不断消失，从而导致碳氧循环不平衡，导致大气中的二氧化碳等温室气体增多，地球表面的温度上升

（2）温室效应的危害：

气温上升，导致冰川融化，海平面上升，沿海城市会被淹没；地球表面的水分蒸发，使土地荒漠化、农业减产

（3）防治措施：

减少煤、石油等含碳矿物燃料的使用，更多利用清洁能源如太阳能、风能、水能、地热能、潮汐能等；大力植树造林，禁止滥砍滥伐，提倡种植花草增加绿化面积等

【要点诠释】

（1）空气中二氧化碳含量过高会引起温室效应，但不能说二氧化碳是空气污染物，一般空气中二氧化碳的体积分数大约在0.03％左右

（2）绿色植物的光合作用在大气循环中起着重要的作用，它是消耗二氧化碳的主要途径，对大气中氧气和二氧化碳含量保持不变及人类的生存、生活有着重大的影响

（3）大气中二氧化碳产生的途径有：

人和动植物的呼吸、矿物燃料的燃烧、动植物体的腐烂等，大气中二氧化碳的消耗途径有：

植物的光合作用等

（4）二氧化碳不能供给呼吸，并不是说二氧化碳有毒。

当空气中的二氧化碳超过正常含量时，会对人体产生有害影响

要点三：

一氧化碳的性质和用途

1、一氧化碳的物理性质：

一氧化碳是一种无色无味的气体，密度比空气略小，难溶于水

2、一氧化碳的化学性质

（1）可燃性：

一氧化碳燃烧放出大量的热，火焰呈蓝色

（2）还原性：

在加热或高温的条件下一氧化碳能够显现出还原性

（3）毒性：

一氧化碳被吸入肺中，能跟血液里的血红蛋白结合成稳定的碳氧血红蛋白，随血液遍布全身，使氧气不能与血红蛋白相结合，造成机体急性缺氧，因此一氧化碳有剧毒

轻微中毒者，应立即撤离中毒环境，呼吸大量新鲜空气或氧气。

病情严重者，进行人工呼吸并紧急送往医院；有人说在煤炉上放一壶水就能防止一氧化碳中毒，这种说法是不正确的，因为一氧化碳难溶于水且不与水反应

3、一氧化碳的用途

（1）一氧化碳具有可燃性可作气体燃料

（2）一氧化碳具有还原性，可用于冶金工业

【要点诠释】

1、一氧化碳、二氧化碳物理性质的比较

二氧化碳

一氧化碳

颜色、状态、气味

无色无味的气体

密度

比空气大

略小于空气

溶解性

能溶于水

难溶于水

2、一氧化碳、二氧化碳化学性质的比较

二氧化碳

一氧化碳

跟水反应

跟石灰石反应

跟氧气反应

跟金属氧化物反应

暂不研究

毒性

无毒

剧毒

3、一氧化碳和碳单质性质的比较

（1）相似点：

都具有可燃性、还原金属氧化物的特点，燃烧时放出大量的热，所以一氧化碳常作气体燃料，在冶金工业上常用作还原剂来冶炼金属

（2）不同点：

一氧化碳是气体、化合物；碳是固体、单质。

由于碳元素有可变化合价，所以碳在不同条件下燃烧的产物也不同

4、区别氧化剂、还原剂、氧化反应、还原反应

物质跟氧（不是氧气）发生的反应叫氧化反应，含氧化合物里的氧被夺去的反应叫做还原反应。

在反应中提供氧的物质是氧化剂，氧化剂具有氧化性，在反应中得到氧的物质是还原剂，还原剂具有还原性。

例如在

反应中，C是还原剂具有还原性，发生了氧化反应；被氧化为CO2，CuO是氧化剂，具有氧化性，发生还原反应，Cu被还原

5、物质的性质决定用途

物质的性质

用途

二氧化碳不支持燃烧，密度比空气大

灭火剂

干冰蒸发后，不使食物潮湿

保存易腐食物

干冰能使空气中的水蒸气凝结成水

人工降雨

加压能使二氧化碳在水中的溶解度增大

制汽水

光合作用能使二氧化碳转化为碳水化合物

温室肥料

一氧化碳可燃

气体燃料

一氧化碳具有还原性

冶金工业作还原剂

6、本单元方程式图解

7、一氧化碳与二氧化碳性质应用的误区

①当一氧化碳中混有少量二氧化碳时，如何除去二氧化碳？

一氧化碳不与石灰水发生反应，而二氧化碳能与石灰水发生反应，根据这一特点，可将混合气体通入足量的澄清石灰水，二氧化碳被吸收，从而除去

②如何除去二氧化碳中的少量一氧化碳？

在加热的条件下，一氧化碳能与氧化铜发生反应，而二氧化碳则不能，因此可将混合气体通过足量的灼热氧化铜，把一氧化碳转化为二氧化碳而除去

③用点燃的方法除去二氧化碳中少量的一氧化碳

这种方法是错误的，二氧化碳中一氧化碳的含量很低时，不能被点燃