4.2碳及二氧化碳-【划重点】2023-2024学年九年级化学第一学期同步讲与练（沪教版·上海）

4.2碳及二氧化碳 学习目标 重难点 1.了解金刚石和石墨的物理性质和主要用途；知道碳单质的化学性质；知道不同的元 素可以组成不同物质，同一种元素也可以组成不同的物质。 2．了解实验室制取二氧化碳的原理；探究实验室里制取二氧化碳的装置。 重点：了解一氧化碳的性质，了解一氧化碳的用途和使用注意事项 知识01碳的同素异形体 1、 常见的碳单质和同素异形体 碳单质 石墨C 金刚石C C60 碳原子构成 碳原子构成 C60分子构成 微观结构 物理性质 深灰色的有金属光泽不透明的细鳞片状固体，耐高温，质地较软，有滑腻感，有良好的导电性。 无色透明的、正八面体形状的固体。天然存在的最硬的物质。 用途 作电极或电刷、石墨炸弹、制铅笔芯、做坩埚，作机械高温润滑剂 制装饰品(钻石)、制钻头、切割大理石、玻璃 用于超导、催化、 材料科学等领域 性质差异 金刚石和石墨物理性质差异大的原因：碳原子的排列方式不同 *C60 中的60是指：一个C60分子中含有60个碳原子。 2、同素异形现象和同素异形体： 定义：同一种元素形成的不同单质，叫做这种元素的同素异形体。 举例：碳元素形成的单质有金刚石、石墨和碳60（富勒烯一种），所以金刚石、石墨和碳60是碳的同素异形体； 氧气（O2）和臭氧（O3）是氧元素的同素异形体； 白磷和红磷是磷元素的同素异形体。 【注意】 1.同种元素组成的物质不一定是单质，可能是混合物。（如O2和O3混合；红磷和白磷混合等） 2.同种元素组成的纯净物才是单质。 3.石墨在高温高压和催化剂的条件下可以转化为金刚石，二者是碳元素组成的不同单质，该转化是化学变化。 3、无定性碳： 生活中还有木炭、活性炭、焦炭、黑炭等，这些“炭”都是由石墨的细小晶体和少量杂质组成的，统称无定性碳。 无定形碳 特殊性质 用途 木炭 疏松多孔，有吸附性 做燃料，吸附剂，制火药，绘画炭笔 活性炭 疏松多孔，吸附性很强 吸附剂，制防毒面具，制糖工业除色素 焦炭 较硬而脆，较疏松多空 化工原料，冶炼金属作还原剂 炭黑 又黑又细的粉末 制油墨、颜料、鞋油、碳素墨水、做橡胶增强剂 例1（2022上海中考）互为同素异形体的一组物质是（ ） A.氧气和臭氧 B.冰和干冰 C.生石灰和熟石灰 D.纯碱和烧碱 【变式1-1】属于同素异形体的是（ ） A．水和双氧水 B．氧气和液氧 C．银和水银 D．金刚石和石墨 【变式1-2】（2023秋·上海·九年级随堂练习）建立宏观和微观之间的联系是化学学科独特的一种思维方式。对下列宏观事实的微观解释错误的是 A．蔗糖放入水中溶解——蔗糖分子能分解 B．金刚石很硬，石墨很软——碳原子的排列方式不同 C．氧气和液氧都能支持燃烧——物质的分子相同，化学性质相同 D．6000L氧气加压后装入容积为40L的钢瓶中——加压时，分子之间的间隔变小 知识02碳单质的化学性质 碳的几种单质物理性质各异，而化学性质却相似。 1.常温下化学性质不活泼 用途：用炭黑制成的墨书写绘画，档案用碳素墨水书写，木质电线杆埋入地下部分烤焦增强耐腐蚀性。 2.可燃性（作燃料） 反应物 氧气充足，碳完全燃烧 氧气不足，碳不完全燃烧 C + O2 点燃 CO2 2C + O2 点燃 2CO 质量比 3 ： 8 3 ： 4 结论 反应物相同时，若反应物的用量不同，则生成物不同 应用 证明某物质含有碳元素（证明燃烧有二氧化碳生成）： 点燃该物质，火焰上方罩内壁涂有澄清石灰水的烧杯，若浑浊，则有二氧化碳生成， 从而证明该物质含有碳元素。 3.还原性 木炭还原氧化铜实验装置 实验现象 实验结论 ①黑色粉末逐渐变成光亮的红色； ②澄清石灰水变浑浊。 生成了红色的铜和二氧化碳； 化学方程式 C + 2CuO 2Cu+CO2↑ 实验分析 ①木炭粉和氧化铜粉末烘干的原因： 防止木炭与水蒸气反应生成的氢气和一氧化碳与氧化铜反应。 ②火焰加金属网罩的目的：集中火焰，提高温度。 ③实验结束后，先撤出导气管，再停止加热的目的：防止石灰水倒流炸裂热的试管。 ④待试管冷却后再把试管中的粉末倒出的原因：防止热的铜接触空气又被氧化。 ⑤木炭配比比理论值稍微多一点，因为木炭会和试管中的氧气反应， 【其他木炭还原方程式】 碳还原氧化铁方程式：3C+2Fe2O32Fe+3CO2↑高温 碳与二氧化碳反应方程式：C+CO2 2CO（工业上制一氧化碳）高温 工业制造水煤气(方程式)：C+H2OCO+H