碳和碳的化合物知识点.doc

1、碳的单质（金刚石、石墨）的物理性质和用途

金刚石
石墨
外　观
　无色透明正八面体状晶体
　深灰色磷片状固体
光　泽
　加工琢磨后有光泽
　略有金属光泽
硬　度
　最硬
　软
导电性
　无
　良好
导热性
　无
　良好
用　途
　钻探机钻头、刻刀、装饰品等
　电极、铅笔芯、润滑剂等
　　注：由于碳原子排列方式不同，导致金刚石和石墨在物理性质上存在较大差异。
2、CO2和CO的比较

CO2
CO
物理性质
无色、无味气体，可溶于水，密度比空气大，干冰易吸热升华。
无色无味气体，难溶于水，密度与空气接近，略小于空气密度。
化学性质
可燃性
一般情况下既不能燃烧，也不支持燃烧。
有可燃性
2CO+O22CO2
还原性
没有还原性，有较弱的氧化性
C+CO22CO
有还原性
CO+CuOCu+CO2
与水反应
与水反应CO2+H2O===H2CO3
不能与水反应
与石灰水的反应
与石灰水反应
CO2+Ca(OH)2===CaCO3↓+H2O
不能与石灰水反应
毒性
无毒
有剧毒
主要用途
可制汽水，作制冷剂，灭火，气体肥料。
可作气体燃料和冶金工业的还原剂。
　　注：由于CO和CO2的分子构成不同，决定了二者性质的不同。
3、一氧化碳和单质碳性质的比较

C
CO
相似点
都具有可燃性、还原性，常用作燃料和作还原剂冶炼金属
不同点
属于固体单质，常温下具有稳定性
属于气体化合物，具有毒性

4、实验室制取二氧化碳时需注意的几个问题
　　（1）正确选择制取二氧化碳的药品
　　实验室制取二氧化碳用大理石或石灰石（主要成分是碳酸钙）和稀盐酸。不用稀硫酸、浓盐酸代替稀盐酸，不用碳酸钠、纯净碳酸钙代替大理石或石灰石（要会分析原因）。
　　原因：
　　①用大理石或石灰石跟稀盐酸反应，速度适中，便于收集CO2气体；大理石或石灰石原料价低易得。
　　②不用稀硫酸与大理石反应的理由：刚开始二者反应生成微溶于水的硫酸钙覆盖在大理石的表面，阻止了酸与大理石的接触，使反应不能持续进行下去。
　　③不用浓盐酸的原因：浓盐酸易挥发出HCl气体，会使生成的CO2中混有HCl气体，使制得的CO2不纯。
　　④不用纯CaCO3或Na2CO3等代替大理石（或石灰石）是因为它们与稀盐酸反应速度太快，很难控制，且药品价格比石灰石要贵（成本较高）。
　　（2）掌握制取二氧化碳的发生装置选择的依据
　　制取二氧化碳的反应原理是：CaCO3＋2HCl====CaCl2＋CO2↑＋H2O，反应物是块状固体和液体，在常温下进行反应，因此制取CO2的装置与用过氧化氢溶液和二氧化锰制取O2的发生装置相同。一般情况下，由于制取CO2时所需反应物的量较大，常用下列仪器代替试管作为反应器（如：大试管、锥形瓶、广口瓶、平底烧瓶、圆底烧瓶、启普发生器）。CO2能溶于水，且密度比空气大，因此一般只用向上排空气法收集。

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　图38－1
　　（3）检验二氧化碳的方法
　　①准确检验该气体是否是CO2气体，可以把该气体通入到澄清石灰水中，若澄清石灰水变浑浊，证明生成的气体是CO2。
　　②验证CO2气体是否收集满时，可以将燃着的木条放在集气瓶口，利用CO2既不燃烧也不支持燃烧的性质，可以方便快捷地验满。
　　（4）除去二氧化碳气体中杂质的方法
　　根据二氧化碳的有关化学性质，对应选取试剂可将实验室制取CO2气体中混有的HCl气体、水蒸气除去。如除去混有的HCl气体可用碳酸氢钠溶液，除去混有的水蒸气可用浓硫酸等。
5、实验室制取气体的设计思路和方法
　　（1）先要了解在实验室的条件下，可用什么药品，通过什么化学反应制取这种气体。选择药品的一般原则是：反应速率适中，便于控制，药品价格便宜，容易获得，尽量减少污染。
　　（2）根据反应物的状态、反应所需条件和生成气体的性质来设计实验装置。实验室制取气体的装置包括发生装置和收集装置两部分。选择气体发生装置要根据反应物的状态和反应条件；选择气体的收集装置应考虑气体的密度和气体的溶解性及气体是否与水反应。
　　（3）需要通过什么实验来验证产生的气体是要制取的气体。验证气体时，实验现象要明显。
　　【例】碳与碳的化合物在工农业生产及日常生活中有广泛的用途。
　　(1)右图38－3是碳原子结构示意图，碳原子的质子数是_______________，碳元素在元素周期表中位于第_________________周期。
　　(2) 古代用墨书写或绘制的字画虽年久仍不变色，原因是墨中主要成分碳具有_________性。右图38－4是木炭还原氧化铜的实验，大试管中的反应体现了碳的还原性，其反应的化学方程式是_____________，单质碳的还原性可以用于冶金工业。
　　(3) 二氧化碳能参与光合作用完成大气中的“碳循环”，但是大气中二氧化碳的含量不断上升，会使全球变暖，从而导致________________。蔬菜大棚用作气肥的二氧化碳，可用多种方法制得，例如可以用稀硫酸与碳酸氢铵（NH4HCO3）反应制得，反应后生成硫酸铵、水和二氧化碳，这一反应的化学方程式是 _______________________。
　　(4) 研究发现：物质的结构决定性质，物质的性质决定用途。如：一氧化碳也能还原氧化铜，也有还原性。从化学反应前后碳元素化合价的变化特点分析，一氧化碳和碳都具有还原性的原因是_____________。

　　答案：
　　（1）6 二
　　（2）常温下的稳定（或常温下化学性质稳定或常温下化学性质不活泼）；C+2CuO2Cu+ CO2↑；
　　（3）温室效应 H2SO4+2NH4HCO3==(NH4)2SO4+H2O+CO2↑
　　（4） 碳元素的化合价升高（或碳元素的化合价由低到高或反应后碳元素变成+4价）

［备考技法］
　　随着课程改革的全面实施，今后命题中以生产、生活实际、社会热点问题为背景，运用所学知识解答这些问题，将是中考设计题目的热点之一。
　　1、本部分知识与生活、生产联系紧密，因此要注意性质和用途之间的关系，进一步建立“结构决定性质，性质决定用途”这一化学思想，善于运用所学知识解释、解决生产生活中的实际问题。

　　2、熟练掌握单质碳及氧化物之间的转化关系，简称“碳三角”，如图38－9，可联系生活实际，运用已有知识分析煤炉内的化学反应，从而顺利完成对知识的理解。

　　3、以二氧化碳的化学性质为切入点，掌握检验二氧化碳气体的方法。
　　（1）将二氧化碳通入紫色石蕊试液时，石蕊试液变成红色的实质是二氧化碳与水反应生成了碳酸，碳酸能使紫色石蕊试液变成红色，而不是二氧化碳气体的作用。
　　（2）由二氧化碳能与石灰水反应，可拓展到二氧化碳能与所有碱溶液反应。二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊，用于检验二氧化碳气体的存在，其反应实质是二氧化碳与石灰水中的氢氧化钙反应生成了难溶于水的碳酸钙。

　　4、运用二氧化碳的性质解释一些化学现象：
　　（1）二氧化碳既不燃烧，也不支持燃烧，密度比空气大的性质，可解释二氧化碳灭火的原理和适用范围。
　　（2）利用二氧化碳的性质解释一些生活问题。如打开盛汽水的瓶盖后有大量液体冒出的原因；人进入二氧化碳含量过高的山洞或菜窖导致窒息死亡，要与一氧化碳中毒的原因区别开。

　　5、确立二氧化碳在碳和碳的化合物知识体系中的桥梁地位，掌握好碳和碳的化合物之间的转化关系：

　　从关系图中不难看出，在这一知识体系中，二氧化碳起着“承上（单质碳）启下（碳酸、碳酸钙，乃至有机物甲烷、乙醇等）”的角色。

　　6、做好实验帮助对知识的消化理解
　　在做一氧化碳还原氧化铁的实验中，注意正确的操作顺序：①验纯；②通CO；③加热；④停止加热；⑤停止通CO。注意一般用点燃的方法处理尾气。