第6讲 碳和碳的氧化物（讲义）-【划重点】2023-2024学年九年级化学上学期期中期末复习精细讲义 （人教版）

第6讲 碳和碳的氧化物 ——划重点初三期中期末之复习讲义 知识点1单质碳的物理性质及用途 金刚石、石墨和C60都是由碳元素组成的单质，但它们的物理性质存在着明显的差异。日常生活和工农业生产中常用的木炭、焦炭、活性炭和炭黑等，主要成分都是碳单质。 1.金刚石、石墨和C60的性质比较及用途 金刚石 石墨 C60 结构 外观 无色透明、正八面体形状的固体，有璀璨夺目的光泽 深灰色不透明的细鳞片状固体，有金属光泽 —— 导电性 —— 导电性优良 —— 硬度 天然存在的最硬的物质 很软 —— 用途 制钻石、作钻探机钻头等 作电极、制铅笔芯、作润滑剂等 广泛应用于超导、催化、材料、医学 及生物等领域 (1)金刚石和石墨都是由碳原子构成的，C60是由C60分子构成的，每个C60分子由60个碳原子构成。 (2)石墨在高温、高压和催化剂的条件下可以转化为金刚石，二者为碳元素组成的不同单质，由石墨转化为金刚石是化学变化。 （3）不同碳单质在物理性质上有很大差异的原因是它们的碳原子排列方式不同。 几种常见的由同种元素组成的不同单质 不同的元素可以组成不同的单质，同种元素也可以组成不同的单质。同种元素组成的物质不一定是单质，它可能是由这种元素组成的不同单质形成的混合物，例如金刚石和石墨混合在一起形成的是混合物。同种元素组成的纯净物一定是单质。 2.木炭、活性炭 (1)结构：疏松多孔。 (2)性质：吸附性。 (3)用途：可以吸附毒气、色素以及有异味的物质等。木炭和活性炭在制糖工业、食品工业、防毒面具制作等方面有重要的应用。 碳和炭的区别：“碳”是元素的名称，是核电荷数为6的一类原子的总称，具有广泛、概括的含义，并不是具体指某种物质，比如碳元素、碳单质、含碳化合物、一氧化碳等。而“炭”表示由碳元素组成的具体的物质——木炭、活性炭、焦炭等。一般在未指明具体单质时，习惯上用碳，如“炽热的碳”“当碳燃烧时”。 (4)实验：木炭的吸附性 实验装置及步骤 在盛有半瓶水的小锥形瓶里，加入一滴红墨水，使水略显红色。投入几块烘烤过的木炭(或活性炭),轻轻振荡锥形瓶，观察现象 实验现象 溶液的红色逐渐变浅，最终褪为无色 实验分析 木炭(或活性炭)有吸附性，吸附了水中的色素，色素减少，水的颜色变浅直至无色 (1)木炭、活性炭具有疏松多孔的结构，表面积大，吸附能力强，能够吸附色素和异味。 (2)吸附过程中没有生成新物质，属于物理变化。 木炭、活性炭、焦炭、炭黑等通常称为无定形碳，均为混合物，主要成分是单质碳，由结构类似石墨的微小晶体和少量杂质构成。焦炭可作冶金工业的还原剂，炭黑可用于制造油墨、油漆、橡胶(橡胶中添加石墨，可增强耐磨性)等。 知识点2 单质碳的化学性质 1.单质碳的化学性质 (1)稳定性 常温下碳的化学性质不活泼(很稳定),受日光照射或与空气、水分接触，都不容易起变化。 因此碳单质有广泛的用途：①用墨(由炭黑等制成)书写或绘制的字画能长期不变色；②需要长期保存的档案材料用碳素墨水书写；③木质电线杆埋入地下的部分作烤焦处理，增强其耐腐蚀性。 (2)可燃性 碳在氧气中充分燃烧时，生成二氧化碳，燃烧的现象：发出白光，放出大量的热，生成使澄清石灰水变浑浊的气体。反应的化学方程式：C+O2CO2。 当碳燃烧不充分的时候，生成一氧化碳，同时放出热，反应的化学方程式：2C+O22CO. ①反应物的含量有时决定了生成物的种类，例如碳在氧气中燃烧，若氧气的量不同，则生成物不同。碳充分燃烧生成二氧化碳，不充分燃烧生成一氧化碳。 ②碳和氧气反应时，不论燃烧是否充分，反应过程中都放出热量。 (3)还原性 高温下碳能与某些氧化物反应，夺取这些氧化物中的氧元素，使这些氧化物失去氧而发生还原反应。例如：2CuO+C2Cu+CO2↑、2Fe2O34Fe+3CO2↑。碳的还原性可用于冶金工业。高温下，碳还可使二氧化碳转变为一氧化碳：CO2+C2CO。 (1)碳原子的结构示意图为,最外层电子数为4,不容易得失电子，所以常温下碳的化学性质稳定。但随着温度的升高，碳的活泼性会增强。 (2)金刚石、石墨和C60的物理性质差异很大，但化学性质基本相同，因为它们都由碳元素组成。 2.实验：木炭还原氧化铜 实验装置 实验步骤 ①检查装置气密性；②把刚烘干的木炭粉末和氧化铜粉末混合均匀，小心地铺放进试管；③将试管固定在铁架台上，试管口装有通入澄清石灰水的导管；④用酒精灯(可加网罩以使火焰集中并提高温度，最好使用酒精喷灯)加热混合物几分钟；⑤先撤出导管，待试管冷却后再把试管里的粉末倒在纸上 实验现象 开始加热时，导管口有无色气泡冒出；过一会儿，黑色粉末变为红色，澄清石灰水变浑浊 实验分析 开始加热时，试管中的空气因受热