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

1000

200059

10Pa

垐垐垐垐垐垐?

噲垐垐垐垐垐?

隔绝空气、℃

金刚石石墨（化学变化）

℃、

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

2C O CO +点燃

（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：2

22C O CO +点燃

【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

3

8M N ＜ 时，生成物只有二氧化碳，且氧气有剩余 ②3

=8M N 时，恰好完全反应，生成二氧化碳 ③33

84M N ＜＜时，既有二氧化碳，也有一氧化碳生成 ④3

=4M N 时，恰好完全反应生成一氧化碳 ⑤3

4

M N ＞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：222CuO C

Cu CO ++↑高温

（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（M x O y ）反应通式：

222yC MxOy

xM yCO ++↑高温

（置换反应）

【要点诠释】

（1）碳单质的化学性质都相同，如金刚石、石墨、C 60、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232243Fe O C

Fe CO ++↑高温

，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22CO C CO +高温

，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CaCO 3）

2、反应原理：32222CaCO HCl CaCl H O CO +=++↑

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243422H SO CaCO CaSO H O CO +=++↑ 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232222Na CO HCl NaCl H O CO +=++↑ 课题三 二氧化碳和一氧化碳