碳及其化合物性质

福州学大教育杨桥学习中心一对一授课学案

授课教师：黄芬芳学生姓名：授课时间：

学生本周阶段知识回顾和梳理

考点一、碳的几种单质金刚石、石墨、C60

1、金刚石C是自然界中最硬的物质,无色透明,正八面体;可用于制钻石；刻划玻璃、钻探机的钻头体现了它的硬度大等;

2、石墨C 是最软的矿物之一,深灰色,具有金属光泽,细鳞片状的固体,有优良的导电性,润滑性;可用于制铅笔芯体现它深灰色、质软、干电池的电极体现了它的导电性、电车的电刷体现了它的导电性,滑腻感、常温下化学性质稳定、做润滑剂体现它具有滑腻感等

金刚石和石墨的物理性质有很大差异的原因是：碳原子的排列不同;

3、无定形碳：由石墨的微小晶体和少量杂质构成.主要有:焦炭,木炭,活性炭,炭黑等.

活性炭、木炭具有强烈的吸附性因为具有疏松多孔的结构,

木炭可用于食品、工业产品中除去色素、异味等,

活性炭可用于防毒面具中除去毒气、制糖业中脱色以制白糖；

焦炭用于冶铁,

炭黑加到橡胶里能够增加轮胎的耐磨性;

注意：吸附性是活性炭、木炭的物理性质

4、C60：C60分子由60个碳原子构成的分子,形似足球,结构稳定,性质很稳定;

二、.单质碳的化学性质:

单质碳的物理性质各异,而各种单质碳的化学性质却完全相同

1、常温下的化学性质比较稳定

实例：档案材料一般用碳素墨水书写、古代书画历经百年也安然无恙、木质电线杆埋入地下部分用火烧焦可防腐都是利用这个原理;

2、可燃性:

完全燃烧氧气充足,生成CO2: C + O2点燃CO2

不完全燃烧氧气不充足,生成CO：2C + O2点燃

2CO

3、还原性：C + 2CuO 高温2Cu + CO2↑置换反应

现象：黑色粉末逐渐变成光亮红色,产生的的气体能使澄清的石灰水变浑浊; C在反应中得到氧元素,发生氧化反应,是还原剂,具有还原性;

CuO在反应中失去氧元素,发生还原反应,是氧化剂;具有氧化性;

小结：还原剂：夺去氧元素的物质,具有还原性;得到氧元素,发生氧化反应;

氧化剂：提供氧元素的物质,具有氧化性;失去氧元素,发生还原反应;

应用：冶金工业：2Fe2O3+3C 高温

4Fe+3CO2↑ C＋CO2 2CO

考点二、实验室制取二氧化碳的方法考点

1、实验室制取气体的思路：原理、装置、检验

1发生装置：由反应物状态及反应条件决定：

例如：反应物是固体,需加热,制气体时则用高锰酸钾制O2的发生装置;

反应物是固体与液体或液体与液体,不需要加热,制气体时则用制H2的发生装置; 2收集方法：气体的密度及溶解性决定：

难溶于水用排水法收集 CO只能用排水法排空气法易中毒

密度比空气大用向上排空气法 CO2只能用向上排空气法它能溶于水且与水反应

密度比空气小用向下排空气法

2、二氧化碳的实验室制法

1原理：用石灰石和稀盐酸反应：CaCO3+2HCl==CaCl2+H2O+CO2↑

反应类型：复分解反应AB＋CD=AD＋CB

2 选用和过氧化氢制氧气或制氢气相同的发生装置

3气体收集方法：向上排空气法

4验证方法：将制得的气体通入澄清的石灰水,如能浑浊,则是二氧化碳;

验满方法：用点燃的木条,放在集气瓶口,木条熄灭;证明已集满二氧化碳气体;

3、二氧化碳的工业制法：

煅烧石灰石：CaCO3

高温

CaO+CO2↑

生石灰和水反应可得熟石灰：CaO+H2O=CaOH2

4、实验室制取二氧化碳步骤

一检、二装、三注入、四收集

5、正确制取二氧化碳的装置图错误制取二氧化碳的装置图

6、制取二氧化碳的注意事项

1不能用碳酸钠粉末替代块状碳酸钙,因为碳酸钠粉末和稀盐酸反应太快,反应难以控制;

2不能用浓盐酸代替稀盐酸,因为浓盐酸易挥发出HCl气体,且该反应是放热反应,会使浓盐酸挥发出更多的HCl气体,混在CO2中,使收集的CO2气体不纯;

3不能用稀硫酸代替稀盐酸,因为稀硫酸和碳酸钙产生的硫酸钙属于微溶物,会附着在碳酸钙表面,阻止反应的进一步进行;

考点三、二氧化碳的性质

1、物理性质：无色,无味的气体,密度比空气大,能溶于水,高压低温下可得固体----干冰

2、化学性质:

1一般情况下不能燃烧,也不支持燃烧,不能供给呼吸

2与水反应生成碳酸：CO2+H2O=H2CO3 生成的碳酸能使紫色的石蕊试液变红

．．．．．．．．．．．．．,

碳酸不稳定,易分解H2CO3 = H2O+ CO2↑

3能使澄清的石灰水变浑浊：CO2+CaOH2=CaCO3↓+H2O 用于检验二氧化碳；这也是久置装石灰水的试剂瓶壁有一层白膜的原因;要除去这白膜,用稀盐酸;其原理是CaCO3+2HCl==CaCl2+H2O+CO2↑4与灼热的碳反应：C + CO2

高温

2CO吸热反应,CO2是氧化剂,C是还原剂

3、用途：

①灭火灭火器原理：Na2CO3+2HCl==2NaCl+H2O+CO2↑既利用其物理性质密度比空气大,又利用其化学性

质不能燃烧,也不支持燃烧

高温

②干冰用于人工降雨、制冷剂利用干冰升华时要吸收大量的热

温室肥料④做碳酸型饮料利用二氧化碳能溶于水

4危害及防治措施：

二氧化碳对环境的影响：⑴过多排放引起温室效应;

①造成温室效应的原因：人类消耗的能源急剧增加,森林遭到破坏

②减轻温室效应的措施：减少化石燃料的燃烧；植树造林；使用清洁能源

考点四一氧化碳的性质

1、物理性质：无色,无味的气体,密度比空气略小,难溶于水

2、化学性质: H2、CO、C具有相似的化学性质：①可燃性②还原性

1可燃性：2CO+O点燃2CO2 可燃性气体点燃前一定要检验纯度

把CO收集在试管中,用手指堵住试管口,用点燃的小木棒靠近试管口松开手指,如果听到扑扑爆鸣声就是纯净CO; H2和O2的燃烧火焰是：发出淡蓝色的火焰；CO和O2的燃烧火焰是：发出蓝色的火焰；CH4和O2的燃烧火焰是：发出明亮的蓝色火焰;

2还原性： CO+CuO △

Cu+CO2非置换反应应用：冶金工业

现象：黑色的氧化铜逐渐变成光亮红色,石灰水变浑浊;

记住要领：一氧化碳早出晚归,酒精灯迟到早退;

尾部酒精灯的作用是处理尾气,防止一氧化碳污染空气;

3有毒：吸进肺里与血液中的血红蛋白结合,使人体缺少氧气而中毒;

除杂：①COCO2通入石灰水或氢氧化钠溶液：CO2+2NaOH=Na2CO3+H2O

②CO2CO 通过灼热的氧化铜CO+CuO △

Cu+CO2

③CaOCaCO3只能煅烧不可加盐酸CaCO3高温CaO+CO2↑

注意：检验CaO是否含CaCO3加盐酸：CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑

CO32-的检验：先加盐酸,然后将产生的气体通入澄清石灰水;

一氧化碳与二氧化碳性质不同的根本原因是1个二氧化碳分子比1个一氧化碳分子多1个氧原子, 考点五C、CO、CO2的转化

①C→CO ：2C＋O2点燃

2CO C＋CO2高温2CO

②C→CO2：C＋O2点燃CO2C＋2CuO 高温2Cu＋CO2↑

3C＋Fe2O3高温3CO2↑＋2Fe

③CO→CO2：2CO＋O2点燃2CO2CO＋CuO △

Cu＋CO2

3CO＋Fe2O3高温2Fe＋3CO2④CO2→H2CO3: CO2＋H2O ===H2CO3

⑤H2CO3→CO2：H2CO3===CO2↑＋H2O

⑥CO2→CaCO3 ：CO2＋CaOH2===CaCO3↓＋H2O

⑦CaCO3→CO2 ：CaCO3+2HCl==CaCl2+H2O+CO2↑CaCO3高温CO2↑＋CaO

考点六、化石燃料

5、三大化石燃料: 煤、石油、天然气混合物、均为不可再生能源

1煤：“工业的粮食”主要含碳元素；

2石油：“工业的血液”主要含碳、氢元素；

3天然气是气体矿物燃料主要成分：甲烷,是较清洁的能源;

2、两种绿色能源：沼气、乙醇

1沼气的主要成分：甲烷

甲烷的化学式: CH4 最简单的有机物,相对分子质量最小的有机物

物理性质:无色,无味的气体,密度比空气小,极难溶于水;

化学性质: 可燃性CH4+2O2点燃CO2+2H2O 发出蓝色火焰

1、古代的书墨字画保存至今,但碳又能跟空气中某些物质反应,可见,升高时,能增强碳单质的化学活动性;

2.木炭、活性炭具有疏松多孔的结构,可以用来除去一些食品和工业产品里的色素和有臭味的物质,木炭、活性炭的这种性质叫做;

3．下列关于碳的几种单质的组成和用途的说法,错误的是

A璀灿夺目的天然钻石是由碳元素组成的

B长期未用而难开启的铁锁,可在锁孔中加入少量铅笔芯粉末作润滑剂

C铅笔芯主要是用铅和少量炭粉制成的

D活性炭可用作防毒面具的滤毒剂

4．下列关于碳的单质的说法中,错误的是

A碳元素组成的单质包括一氧化碳和二氧化碳B金刚石和石墨都是由碳元素组成的

C单质碳的化学性质在常温下是不活泼的D单质碳在充足的氧气中燃烧生成二氧化碳

5.02将一块烧红的木炭放入充满氧气的集气瓶里,塞住瓶口,反应停止后,木炭有剩余：取出木炭,注入足量澄清石灰水,石灰水不浑浊,说明瓶中气体主要是写化学式;

6．下列过程中,属于化学变化的是

A．用石墨制铅笔芯B．用石墨棒导电

C．木炭使NO2气体褪色 D．用石墨制金刚石

7．下列各组物质中,碳元素的化合价完全相同的一组是

A．CO、CH4、C B．CH4、CO、Na2CO3

C．CO2、H2CO3、CaCO3 D．CO、CH4、C

8．区别CO、CO2、O2三种气体,应采用的方法是

A．将气体分别通入水中

B．将气体分别通入澄清石灰水中

C．将气体分别通入紫色石蕊试液

D．将燃着的木条分别伸入到三个盛气体的集气瓶中

9．CO2和O2是自然界中生命活动不可缺少的两种气体,下列对它们的认识中,正确的

A．都含有氧分子 B．都能供动物呼吸

C．都不溶于水 D．密度都比空气大

10．下列二氧化碳的用途中,不正确的是