内容正文:
第6章 碳和碳的氧化物
知识点1 碳的单质
1.碳的单质有 金刚石 、 石墨 、 C60 等,由于它们 碳原子的排列方式 。不同,导致它们的物理性质存在很大差异。
2.金刚石、石墨和C60的物理性质和用途
金刚石
石墨
C60
结构模型
色、态、形
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
形似足球,又叫足球烯
硬度
天然存在的最 硬 的物质
质软
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导电性
几乎不导电
良好
几乎不导电
主要用途
用作钻头、玻璃刀、装饰品等
用于制 铅笔芯 、电极、高温润滑剂等
有可能用于超导、催化、材料、医学及生物等领域
区别与
联系
①宏观上,金刚石、石墨、C60都是由碳元素组成的单质。微观上,金刚石、石墨都是由碳原子直接构成的,C60是由C60分子构成的;
②在氧气中完全燃烧的产物都是CO2;
③金刚石和石墨在一定条件下可以相互转化,该转化属于 化学 (填“物理”或“化学”)变化
例1.在书写档案文书时,最好使用( )
A.铅笔 B.纯蓝墨水笔 C.碳素墨水笔 D.圆珠笔
【答案】C
【解析】碳素墨水中含有碳,碳在常温下化学性质不活泼,很难与其它物质发生反应,保存的时间较长,重要文件资料书写时最好使用碳素墨水笔。
A、重要文件资料需要长期保存,书写时最好使用碳素墨水笔,而不是铅笔,因为铅笔书写的字能用橡皮擦去,故选项错误;
B、重要文件资料需要长期保存,书写时最好使用碳素墨水笔,而不是纯蓝墨水笔,故选项错误;
C、重要文件资料需要长期保存,书写时最好使用碳素墨水笔,故选项正确;
D、重要文件资料需要长期保存,书写时最好使用碳素墨水笔,而不是圆珠笔,故选项错误。
故选C。
例2.下列物质中,硬度最大的是( )
A.金刚石 B.石墨 C.焦炭 D.活性炭
【答案】A
【解析】金刚石具有正八面体的结构,它是天然存在的最硬的物质,所以A正确。石墨是最软的物质之一,故B不正确。焦炭是煤在干馏时得到的产物,它的硬度不大,故C不正确。活性炭具有疏松多孔的结构,硬度也不大,故D不正确。
知识点2 一氧化碳的性质与用途
1.物理性质:一氧化碳是一种无色、无味的气体, 难 溶于水,密度比空气略 小 。
2.化学性质
(1)可燃性:
①现象:一氧化碳燃烧发出 蓝 色火焰,放出大量的热,生成能使澄清石灰水变浑浊的气体。
②化学方程式:2CO+O2 2CO2。
(2)还原性:
①CO与氧化铜反应的化学方程式:CO+CuOCu+CO2。
②CO与氧化铁反应的化学方程式: 3CO+Fe2O3 2Fe+3CO2 。
(3)毒性:一氧化碳有毒,极易与血液中的 血红蛋白 结合,造成生物体内缺氧,严重时会危及生命。
【特别提醒】CO有毒,冬天用煤炉取暖时,一定要装烟囱,并且注意室内通风,防止CO中毒。
3.用途:作燃料、冶金工业的还原剂等。
例3.将一定量的CO和C02的混合气体依次通过足量的NaOH溶液、灼热的氧化铜,充分反应(假设每次反应均反应完全)。最后所得到的气体( )
A.只有CO2 B.只有CO C.CO和CO2都有 D.最后没有气体
【答案】A
【解析】二氧化碳能与氢氧化钠反应而被其溶液吸收,一氧化碳与氢氧化钠不反应,故经氢氧化钠溶液后混合气中只剩一氧化碳;再通过灼热的氧化铜时,一氧化碳能与热的氧化铜反应从而转化成二氧化碳,故最终气体为二氧化碳。
例4.关于下列变化过程:H2→H2O,CO→CO2,C→CO2,CO2→CO;说法正确的是( )
A.生成物中都有氧化物 B.都可以通过置换反应而实现
C.反应条件都是点燃 D.都是固体和气体间的反应
【答案】A
【解析】氢气能与氧气反应生成水,一氧化碳能与氧气反应生成二氧化碳,碳能与氧气反应生成二氧化碳,二氧化碳与碳在高温下反应生成一氧化碳,这几个反应都是化合反应,生成物都是氧化物,故A说法正确,B说法错误。其中前三个反应条件是点燃,二氧化碳与碳的反应条件是高温,故C说法错误。此三个反应中碳是固体,而氢气、一氧化碳是气体,故D说法错误。
例5.活性炭是一种高效的气体净化剂,能吸附有害气体NO2。如下图装置,甲中充满了红棕色的NO2气体,向甲中加入活性炭并充分振荡,再将a与b连接,打开T处弹簧夹,装置甲、乙中可观察到的现象是:
甲: ;
乙: