碳和碳的化合物 总结.docx

1、碳和碳的化合物 总结碳和碳的化合物一、 碳单质1、常见碳的单质金刚石石墨足球烯化学式CCC60物质的构成由碳原子直接构成由碳原子直接构成由碳60分子构成空间结构正四面体层状结构物理性质状态无色透明、正八面体形状的固体深灰色、有金属光泽、不透明的细鳞片状固体熔点低硬度是天然物质中硬度最大的物质之一质软导电性不良好有优良的导电性润滑性滑腻其他熔点高，耐高温用途划玻璃，切割大理石，加工坚硬的金属，做钻探机的钻头，做装饰品做铅笔芯、电极材料、高温润滑剂制造超导材料等2、炭黑、木炭、焦炭、活性炭均是无定形碳，主要是石墨的微小晶体和少量杂质构成的。（为混合物）结构特点：疏松多孔 性质特点：吸附性良好 用途

2、：冰箱的除臭剂等木炭经水蒸气高温处理可以得到更大表面积的活性炭，吸附能力更强。【例】（10 湖北）防毒面具的滤毒罐中用来吸附毒气的物质是：A、炭黑 B、活性炭 C、木炭 D、石墨3、化学性质（1）碳的稳定性：常温下，碳的化学性质不活泼。 例：我国古代用墨绘制的字画能够保持多年而不褪色，这是因为： ； 埋木质电线杆之前，常要把埋入土里的一端微微烧焦，这是因为 ； 黑墨水写的字不易褪色，蓝墨水写的字容易褪色，这是因为 ，可是铅笔 写的字确同样容易褪去，这是因为 。 （2）碳的可燃性： 氧气不足条件下：2C + O2 点燃 2CO （还原性） 氧气充足条件下：C + O2 点燃 CO2机理：第一步：

3、2C + O2 点燃 2CO 第二步：2CO+O2点燃 2CO2应用：1、有关碳与氧气反应的相关计算结论：碳与氧气反应随着氧气与碳的质量的不同，产物可能会出现三种不同的情况。A、 只有CO：m（O2）/m（C）4/3B、 既有CO又有CO2：4/3m（O2）/m（C）8/3C、 只有CO2：m（O2）/m（C）8/3例：在密闭容器中盛有6g碳和12g氧气，加热使它们充分反应后，最后容器里的气体应该是（ ）ACO2 BCO2和CO CCO DCO2和O2【答案】B2、氧化反应，还原反应；氧化性，还原性氧化反应：物质得到“氧”的反应（氧元素质量分数增大）还原反应：物质失去“氧”的反应（氧元素质量分

4、数减小）氧化剂：失去“氧”的反应物还原剂：得到“氧”的反应物氧化性：物质失去“氧”的性质还原性：物质得到“氧”的性质（3）碳的还原性：在加热或高温条件下，碳能夺取氧化物中的氧，表现出还原性。如：2CuO + C高温 2Cu + CO2。 2Fe2O3+ 3C高温 4Fe + 3CO2。4、经典例题【例2】铜粉和碳粉的混合物在空气中充分灼烧后，最终得到的黑色物质与原来的混合物质量相等，则碳粉在原混合物中所占的质量百分比是（ ）A20% B80% C15.8% D84.2%二、碳的氧化物1、一氧化碳A、物理性质无色无味的气体，难溶于水，密度比空气略小气体的收集装置：B、化学性质a、可燃性：2CO+

5、O2点燃2CO2（火焰颜色：蓝色）（还原性）点燃时火焰颜色为蓝色的有：固体：硫粉气体：CO，H2，CH4应用：气体的检验：、CO，H2，CH4H2O、CO2O2【例1】一纯净气体可能是H2、CO、CH4中的一种，现将它点燃后的生成物依次通过右图所示装置。A装置中盛放的是浓硫酸（浓硫酸有吸水性，作为干燥剂），B装置中盛放的是氢氧化钠溶液，则：（1）如果A装置质量增加，B装置质量不变，则原气体是 ， （2）如果A装置质量不变，B装置质量增加，则原气体是 ， （3）如果A装置、B装置质量都增加，则原气体是 。（4）能否将A装置和B装置的位置对调？为什么？【例2】有CH4、CO、H2三种纯净的气体，分

6、别燃烧后，将生成的气体先通过无水硫酸铜固体（A装置），再通过澄清的石灰水（B装置）,则：（1）如果A装置变蓝，B装置无现象，则原气体是 ， （2）如果A装置不变蓝，B装置变浑浊，则原气体是 ， （3）如果A装置变蓝，B装置变浑浊，则原气体是 。（4）能否将A装置和B装置的位置对调？为什么？【例3】某无色混合气体可能含有CO2、CO、H2O、H2中的两种或几种，依次进行如下处理（假设每次处理反应都很完全）。通过碱石灰（生石灰和氢氧化钠固体的混合物，可以吸收水和二氧化碳），气体体积变小；通过灼热的氧化铜，固体变红色；通过白色硫酸铜粉末，粉末变蓝色；（白色硫酸铜粉末遇水变成蓝色）通过澄清石灰水，溶液

7、变浑浊。由此可知（ ）A一定含有CO2、H2O，至少含有H2、CO中的一种B一定含有H2O、CO，至少含有CO2、H2中的一种C一定含有CO、CO2，至少含有H2O、H2中的一种D一定含有CO、H2，至少含有H2O、CO2中的一种【小结】气体的检验装置： A、检验药品为固体 B、检验药品为液体 C、注意事项b、还原性： CuO+COCu+CO2；Fe2O3+3CO高温2Fe+3CO2应用：还原性气体还原金属氧化物的实验（五大实验之一）实验装置：注意事项：还原性气体“早出晚归”酒精灯“迟到早退”【例1】（06北京）根据下图回答问题： （1）写出标有序号的仪器名称：a ，b 。 （2）CO和Fe2

8、O3均属于（填序号） 。 单质 氧化物 酸 碱 盐 （3）澄清石灰水中可观察到的现象是 。 （4）点燃b的目的是 。 （5）高温条件下此反应的化学方程式为 【例2】（07北京）某课外小组的同学们收集了含一氧化碳和 二氧化碳的废气，为了确认这种废气的组成，他们在实验室按如下 装置进行了实验。 （l）B装置中盛放足量浓氢氧化钠溶液，其作用是_。 （2）C装置中发生反应的化学方程式是_。 （3）A装置和D装置完全相同，其作用的不同之处是_。 （4）该小组同学认为废气中的一氧化碳可以利用，于是设计如下 装置除去废气中的二氧化碳，并收集一瓶一氧化碳，准备进行后 续地探究。其中最合理的装置是_（填序号，瓶

9、内为氢氧 化钠溶液）。 【例3】用含杂质二氧化碳和水蒸气的某种还原性气体，测定一种铁的氧化物(FexOy)的组成，实验装置如下图所示，试根据图示回答：（1）甲装置的作用是： ，反应的化学方程式是 。（2）若将甲、乙两装置位置对换，对实验结果有无影响？为什么？ 。（3）在实验过程中，丁装置没有明显变化，而戊装置中出现了白色沉淀，则该还原性气体是 。（4）当丙装置中的FexOy全部被充分还原，冷却后称量剩余固体的质量是22.4克，同时测得戊装置的质量增加了26.4克，则FexOy中铁元素和氧元素的质量比是 （7：3） ，该氧化物的化学式为 （Fe2O3）（5）上述实验中，如果没有甲装置，将使测定结

10、果中铁元素与氧元素的质量比 （填“偏大”、“偏小”或“无影响”）。如果没有已装置，可能产生的后果是 。【例4】如图所示，A是CO还原CuO的演示实验，B是一种改进实验装置，C装置是某同学对方案B的进一步改进。另据报道：多孔陶瓷已广泛用于汽车尾气的净化；氯化钯水溶液与CO气体迅速发生化学反应：PdCl2COH2OPdCO22HCl（1）装置A与B对CO的处理原理有何不同？（2）该同学设计的C装置有哪些优缺点？（3）用题中所给的信息，再设计一种改进装置【小结】：气体的除杂装置： A、除杂药品为固体B、除杂药品为液体C、注意事项尾气处理装置1.收集式： 2.点燃式：3.吸收式： 注意：防倒吸： c、

11、毒性： CO与血红蛋白结合，阻碍氧气与血红蛋白结合，使人体缺氧而窒息死亡。2、二氧化碳A、物理性质无色无味的气体，能溶于水，密度比空气大。B、化学性质1、）不燃烧、不支持燃烧、不支持呼吸2、）与水反应：CO2 +H2O H2CO3；3、）与氢氧化钙的反应：CO2 + Ca(OH)2 CaCO3 +H2O。CaCO3 + CO2 + H2O = Ca(HCO3)24、）氧化性：CCO2高温2CO应用：三大气体的性质实验（CO2）【例1】下列有关二氧化碳的实验中，只能证明二氧化碳物理性质的是（ ）【例2】如图所示，将四个大小完全一样的装置，同时放在阳光下，（1）过一段时间后我们观察到： ，原因是：

12、 。（2）由上述模拟实验，你认识到空气中CO2含量升高，对环境的主要影响是 ；为了保证空气中CO2含量的相对稳定，可采用的主要措施有 【例3】（09北京）32小刚和小丽两位同学用下图所示装置进行实验，验证二氧化碳与氢氧化钠、氢氧化钙都能发生反应。（1）小刚关闭K，通入二氧化碳 ，A、B中均无明显变化。B 中盛放_溶液。（2）小刚打开K，继续通入二氧化碳。B中反应的化学方程式为_。 此步实验目的是_。小丽认为：通常状况下，1体积的水约能溶解1体积二氧化碳，因此上述实验不足以证明二氧化碳和氢氧化钠发生了反应。（3）小丽用洗涤干净的上述装置重新实验，分别量取50 mL上述溶液放入A、B中，关闭K，通

13、入约500 mL二氧化碳，A、B中均无明显变化。此实验可以说明二氧化碳和氢氧化钠发生了反应，其理由是_。C、二氧化碳的制备1、）反应原理：药品：用稀盐酸与块状大理石或石灰石（主要成分是碳酸钙）原理：CaCO3 + 2HCl CaCl2 + H2O +CO22、）实验装置 A、发生装置的选择依据：一看反应物状态； 二看反应条。B、收集装置的选择依据：排水法：所收集气体不易溶于水、且不与水发生反应。排空气法：所收集气体的密度和空气密度的大小不同、且不与空气中任何成分发生反应。C、二氧化碳的实验室制取：1、）装置：2、）收集方法：向上排空气法3、）步骤：检查反应装置的气密性装入块状大理石，塞紧塞子，

14、出气导管刚好伸入锥形瓶内把反应装置固定好从长颈漏斗加入稀盐酸至浸没漏斗导管末端收集气体检验是否集满4、）检验：验证：将被检验的气体通入澄清石灰水中，若澄清石灰水变浑浊，证明是CO2，否则不是。验满：用燃着的木条靠近集气瓶口，若木条熄灭，证明已集满，否则未满。5、）注意事项：一般不用稀硫酸来代替稀盐酸，是因为反应生成的硫酸钙是微溶物，这种沉淀会附着在块状大理石或石灰石的表面，阻碍反应的继续进行。一般不用浓盐酸代替稀盐酸，是因为浓盐酸易挥发，挥发出来的氯化氢气体易混入产生的二氧化碳气体中，会给实验带来误差。实验室也不用碳酸钠，粉末状石灰石来代替块状石灰石或大理石，原因是反应速度太快，不便于控制。D

15、、工业制法：高温煅烧石灰石：CaCO3高温CaO + CO2 【思考1】如何除去二氧化碳中混有少量的一氧化碳?【思考2】用盐酸作原料制取二氧化碳时，制得的气体中常混有什么杂质？应用：三大气体的制备实验【例1】下列对a，b，c，d四套装置中，在注入酸起反应后对气球的变化情况分析正确的是（ ）(已知：Ca(OH)2+2HCl=CaCl2+2H2O)A气球不胀大，都能迅速胀大B气球逐渐胀大，气球不变化，气球迅速胀大C气球逐渐胀大，气球缓缓膨胀后停止，气球迅速胀大D以上都不正确 。【例2】根据下图所示装置和信息回答有关问题（1）写出图中编号为的仪器名称： ； （2）实验室制取二氧化碳的发生装置是 ，当

16、用G装置收集二氧化碳时，导气管下端的位置应在 （填e或f）处，欲得到干燥的二氧化碳还需用到的装置是 ，装置内的浓硫酸具有吸水性，是常见的干燥剂。（3）已知甲烷的密度比空气小，难溶于水。实验室可用加热无水醋酸钠和碱石灰固体混合物来制取甲烷。试问，实验室制取甲烷的发生装置应选 ，收集装置应选 。【例3】（09北京）31实验室制取气体所需装置如下图所示。 A B C D E请回答以下问题：（1）装置中标“a”的仪器名称是_。（2）用高锰酸钾制取氧气时，所选用的发生装置是_（填字母序号，下同），收集装置是C或_。（3）用大理石和稀盐酸制取二氧化碳时，所选用的发生装置是_，其反应的化学方程式为_。该装置

17、还可用于制氧气，其反应的化学方程式为_。3、经典例题【例1】（10 江西）“吸烟有害于健康”。我国政府规定：从2010 年5 月1 日起，公共室内禁止吸 烟。烟草燃烧释放的有害物质中，能与血红蛋白结合引起中毒的是（ ）A尼古丁 B一氧化碳 C焦油 D甲醛 【例2】（10 徐州）用右图装置可以探究二氧化碳的制取和性质。下列关于该实验的叙述正确的是（ ）A 浸有紫色石蕊试液的棉花会变蓝B 粗铜丝能控制反应的发生和停止C 产生的二氧化碳可用生石灰干燥D 能验证二氧化碳的密度比空气大 【例3】按图所示装置持续通入X气体，并在导管口P处点燃（温度足够），实验结果是澄清的石灰水变浑浊。则X、Y可能是（ ）

18、A.CO2和CuO B.CO和CuO C.CO和Fe2O3 D.CO2和碳单质【例4】超氧化钾（KO2）是一种黄色固体，它能与二氧化碳反应生成氧气，在潜水艇中用它作制氧剂，供给人们呼吸之用。它与二氧化碳反应的化学方程式为：4KO2 +2CO2 2K2CO3 + 3O2 。某学生为了验证这一实验，以大理石，足够的盐酸和超氧化钾为原料制取O2，设计出如图的实验装置：（1）A是制取二氧化碳的装置，应从右图中选择的装置是 。（填数字序号）B装置的作用是吸收A装置中产生的盐酸酸雾，C装置中可能出现的现象是 。为了检验E中收集到的气体，可以在取出集气瓶后用 。（2）若E中的石灰水出现少量的白色沉淀，这是因

19、为 。（3）表明D中的超氧化钾样品接近反应完毕时的现象是 。三、燃烧与燃料1.燃烧和灭火燃烧 灭火可燃物 清除可燃物或使可燃物与其它物品隔离氧气（或空气） 隔绝氧气或空气温度达到着火点 使温度降到着火点以下 2.燃料和热量三大化石燃料：煤、石油、天然气新型燃料：乙醇C2H5OH，俗称酒精它是非常重要的燃料；C2H5OH+3O2点燃2CO2+3H2O其它新能源：氢能源、太阳能、核能、风能、地热能、潮汐能氢气是最理想的燃料：（1）优点：资源丰富，放热量多，无污染。（2）需解决问题：如何大量廉价的制取氢气？ 如何安全地运输、贮存氢气？化学反应中的能量变化（1）放热反应：如所有的燃烧、金属与酸反应、中

20、和反应（2）吸热反应：如一般条件为“高温”的反应、分解【例1】小刚和小强用图甲和图乙所示实验来探究可燃物燃烧的条件。经查阅资料知：白磷着火点为40，红磷着火点为240，它们在空气中燃烧都生成有毒的白烟五氧化二磷，五氧化二磷易溶于水。 (1)小刚用图甲所示装置进行实验，观察到的现象是 (2)小强用图乙所示装置进行实验，得到以下实验事实：不通空气时，冷水中的白磷不燃烧；通空气时，冷水中的白磷不燃烧；不通空气时，热水中的白磷不燃烧；通空气时，热水中的白磷燃烧。该实验中，能证明可燃物通常需要接触空气才能燃烧的实验事实是(填序号，下同) ；能证明可燃物必须达到一定温度(着火点)才能燃烧的实验事实是 。【

21、例2】（10 湖北）2008 年以来国际油价的持续“高烧”，引发人们对未来能源供需及价格的深切关注，并且促使人们寻求石油的替代品。下列说法错误的是（ ）A我们应珍惜化石燃料，因为它们既是燃料，又是重要的化工原料，且不可再生B在合理使用化石燃料的同时，我们应努力寻求开发新能源C国家决定推广乙醇汽油的应用，乙醇汽油是一种新型化合物D汽车使用乙醇汽油能减少有害气体的排放【例3】（10 苏州）为了避免火灾，加油站采取的下列措施中不合理的是A严禁烟火 B禁止使用手机 C架高顶棚加强通风 D降低燃料着火点【例4】（10宁夏）某学校化学学习小组设计出右图所示装置，并进行白磷 燃烧实验。（1）当烧杯内的水受热，温度计显示30时，打开活塞，在盛有水的试管中有气泡均匀逸出，白磷未燃烧，关闭活塞。锥形瓶内反应的化学方程式是：_ 。白磷未燃烧的原因是 。（2）随着水温升高，温度计显示45时，再次打开活塞，白磷在水里燃烧。常言道，水火不相容。水能灭火的原因是 。而本实验中白磷在水里还能够燃烧的原因是 。（3）本实验装置的A部分还可以用于制取的气体是 ，收集方法是 。