第六单元 碳和碳的氧化物（知识清单）化学人教版2024九年级上册

丽学科网·上好课 www.zxxk.com 上好每一堂课 第六单元 碳和碳的氧化物 思维导图 金刚石、石墨和C60的结构 金刚石、 石墨和C60 金刚石和石墨C60性质和用途的对应关系 常温下，碳单质的化学性质不活泼 碳单质的多样性 氧气充足燃烧充分，生成二氧化碳 可燃性 碳单质的 氧气不足燃烧不充分，生成一氧化碳 化学性质 碳与氧化铜反应一木条还原氧化铜实验探究 碳与铁的氧化物反应 还原性 碳与二氧化碳反应 氧化还原反应 无色，无味的气体，密度比空气大，能溶于水 物理性质 实验探究二氧化碳的密度和水溶性 不能燃烧，也不能支持燃烧 化学性质 与水反应一实验探究：对比实验 碳和碳的氧化物 二氧化碳 与澄清石灰水反应 氧化碳的用途 碳的氧化物 碳循环 氧化碳对生活和环境的影响 温室效应、低碳生活 物理性质 氧化碳 化学性质一可燃性、还原性、毒性 反应原理、试剂选择 实验室制取二氧化碳 制取装置：发生装置、收集装置 检验和验满 确定制取气体的化学反应原理 二氧化碳的实验室制取 实验室制取气体的思路和方法 设计制取气体的实验装置 验证得到的气体 各种不同固液不加热型装置的优点 多功能瓶收集气体 丽学科网·上好课 www.zxxk.com 上好每一堂课 知识清单 课题1碳单质的多样性 一、金刚石、石墨和C60 1.金刚石、石墨和C,的结构 物质 金刚石 石墨 Cso 结构模型 宏观组成 都是由元素组成的单质 构成物质的粒子 无色透明的固体，加 灰黑色的固体， 具有一些特殊 颜色状态 工后璀璨夺目 的物理和化学 物理性 性质，可应用于 硬度 天然存在的 的物 超导、催化、能 质 源及医学等领 导电性 不导电 域 金刚石、石墨物理性质不同的原因： 2.金刚石和石墨C60性质和用途的对应关系 物质 性质 对应的用途 加工后璀璨夺目 作装饰品一 金刚 裁玻璃、 作钻机的等 石 金刚石薄膜透光性好、硬度大 作透镜等 金刚石薄膜导热性好 用于集成电路基板散热，提高芯片性能 很软、有滑腻感，且为灰黑色 石墨 作电极 导电性好、有滑腻感、熔点高 制高铁列车的受电弓滑板 C60 具有一些特殊的物理和化学性质 可应用于超导、催化、能源及医学等领 物质性质与用途的关系： 决定 反映 二、碳单质的化学性质 1.在常温下，碳单质的化学性质 (碳原子的最外层电子数为，不易得失) 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 丽学科网·上好课 www zxxk com 上好每一堂课 腐蚀性。 2.碳单质与氧气反应—可燃性 (1)两个反应 氧气是否充 燃烧是否充分 化学方程式 基本反应类 对应的用 l 氧气充足 燃烧 放热多 反应 作燃料 氧气不足 燃烧 放热 (2)碳与氧气质量比不同时生成物不同 反应物 C+02 点燃 C02 2C+02 点燃 2C0 质量比 3: 8 3:4 结论 反应物相同时，若反应物的 不同，则 不同 C02 CO 不同情况 对应的生 C0202 C02C0 CO C m(C) 成物 意 3 m(02) (3)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，在火焰上方罩一内壁涂有澄清石灰水的烧杯，若澄清石灰水 则证明该物 质含有碳元素。 3.碳单质与某些氧化物反应—还原性 （1)碳与氧化铜反应 化学方程式： 木炭还原氧化铜的实验探究： 实验装置 实验现象 实验结论 (+u()「 黑色粉末变成色， 反应生成了和 澄清 澄清石灰水」 曹石灰水 分析： ①在酒精灯上加网罩的目的： ②反应结束时，要先撤出导管，再停止加热的目 的： ③用弹簧夹夹紧乳胶管后，要待试管冷却后再将粉末倒出： （2)碳与铁的氧化物反应 化学方程式： :用于工业炼铁： (3)碳与二氧化碳反应 化学方程式： 该反应为 (填“吸热”或“放热”)反应。 3.氧化还原反应 (1)碳还原金属氧化物（用于工业治炼金属） (2)氧化还反应分析 丽学科网·上好课 www.zxxk.com 上好每一堂课 Cuo 有氧化性，是氧化剂，，发生反应 C+2Cu0高温2Cu+C0,t 有还原性，是还原剂， 发生反应 氧化反应： 还原反应： 氧化剂：在反应中 的物质，具有氧化性，如CuO: 还原剂：在反应中 的物质，具有还原性，如C、CO、H2等； 课题2碳的氧化物 一、二氧化碳 1.二氧化碳的物理性质 (1)物理性质：无色，无味的气体，密度比空气，一溶于水，固态二氧化碳叫一。 (2)实验探究二氧化碳的密度和水溶性 倾倒CO2 CO2的溶解性实验 现象 现象 CO: 水 物理性 部分C02 瓶内 结论 质： C02 分析 压强， 使塑 化学性质： 料瓶变瘪。 应用：因为二氧化碳密度大于空气，且不能供给呼吸，进入久未开启的莱窖或干涸的深井前， 要做实验。 2.二氧化碳的化学性质 (1)二氧化碳不能燃烧，也不能支持燃烧； (2)二氧化碳与水反应 实验探究二氧化碳与水反应：取三朵用石蕊溶液染成紫色的干燥的纸花，进行如下实验： 实验 CO: 操作 I喷水 IⅡ.放入CO2中 Ⅲ喷水后放入CO2中 Ⅳ吹千第三朵纸花 现象 纸花 纸花 纸花 纸花由色变成 色 分析 水 使紫色 使紫色 C02与水 C02 生成的酸性物质不稳 石蕊变红 石蕊变红 使紫色石蕊 变红 定，受热易分解 结论 C02 生成了 碳酸能使紫色石蕊溶液变成 碳酸 易 化学方 程式 函学科网·上好课 www zxxk com 上好每一堂课 (3)二氧化碳与澄清石灰水反应 化学方程式： 现象：澄清石灰水； 应用：可用于 检验二氧化碳：将二氧化碳 则为二氧 化碳。 （4)二氧化碳与碳反应 化学方程式： 3.二氧化碳的用途 CO2的用途 依据的性质或原理 ①作 用于食品冷藏和运 干冰 输、医疗上血液制品和疫苗的存 干冰 (变化) 储和运输； (固体CO2) 千冰升华吸热， ②用于 形成降雨。 不能； ①灭火 不 密度比空 气 ②C02是光合作用的原料，做 CO2能促进植物光合作用，可提高 二氧化碳气体 农作物产量 ③制汽水饮料（碳酸饮料) C02 且 ④做化工产品的原料，制纯碱、 尿素等 能与多种物质反应 4.二氧化碳对生活和环境的影响 (1)二氧化碳对人体健康的影响：二氧化碳本身毒性，但不能供给呼吸。空气中二氧化 碳含量超过正常含量时，会对人体健康产生影响。在人群密集的地方应注意 (2)自然界中的碳循环： 等消耗氧气，产生二 氧化碳；而绿色植物等的 吸收二氧化碳，释放氧气。 (3)温室效应： ①能产生温室效应的气体： 一氧化二氮N2O)、氟氯代烷等。 ②温室效应的好处：因为有了温室效应，地球表层温度才能 ③温室效应增强，全球变暖的原因： a.人类消耗的 急刷增加，排入大气的二氧化碳越来越多； b.能吸收二氧化碳的因滥砍滥伐和天灾不断减少，大气中二氧化碳含量升高。 ④温室效应增强的危害：两极冰川融化，海平面升高，可能淹没部分沿海城市；土地沙漠化， 农业减产；旱涝灾害加剧：影响生态系统，改变生物多样性。 ⑤减缓温室效应的措施：减少使用；开发 (如核能、太阳能、风能、地热能 等)：，严禁乱砍滥伐；采用物理或化学方法， 二氧化碳。 ⑥提倡低碳生活：低碳生活中的“低碳”就是较低的 二、一氧化碳 1.一氧化碳的物理性质：无色，无臭的气体，密度比空气一，一溶于水。 2.一氧化碳的化学性质： （1)可燃性 化学方程式： 5 丽学科网·上好课 www.zxxk.com 上好每一堂课 现象：放热，火焰呈色，生成能使澄清石灰水 的气体 用途：作燃料 (2)还原性 一氧化碳还原氧化铜的实验： 装置及说明 现象 化学方程式 A处：黑色粉末逐渐变成 C0柜 B 澄清 B处：澄清石灰水 石灰 水 C处：气体燃烧，产 (3)毒性 中毒机理：CO极易与人体血液中的 结合，造成人体，严重时会危及生命。 防范措施：冬天用煤火取暖时，一定要装烟囱，并且注意 防止CO中毒 课题3二氧化碳的实验室制取 一、反应原理 1.试剂： 2.化学方程式： 3.不选择以下试剂的原因： （1)不用稀硫 酸： (2)不用浓盐酸： (3)不用碳酸钠粉末： 二、制取装置 A H 1.发生装置 气体 制取原理 化学方程式 试剂状态 反应条 发生装置 件 大理石或石灰 固体和液 CO2 石与稀盐酸反 不加热 体 应 高锰酸钾分解 固体 加热 02 过氧化氢分解 固体和液 不加热 体 2.收集装置 气体 气体的密度 气体的水溶性 收集装置 6 函学科网·上好课 www.zxxk.com 上好每一堂课 C02 CO2密度比空气大CO2能溶于水 02密度比空气略 O2不易溶于水 02 大 三、检验和验满 检验 验满 火亲7 图 的 石灰水 公 Co. 操 通入 澄清石灰 用 作 水 ,证明气体是二氧化碳。 证明二氧化碳气体已经收集满。 四、实验室制取气体的一般思路和方法 1.确定制取气体的化学反应原理 综合考虑反应的速率大小、气体是否易于收集、是否纯净 2.设计制取气体的实验装置 （1)发生装置：根据 和 确定 反应物为固体且要加热的：用 装置； 反应物为固体和液体且不需要加热的：用 装置。 (2)收集装置：根据 确定 也 的气体：用排水法 不与空气反应的气体：用向上排空气法 不与空气反应的气体：用向下排空气法 3.验证得到的气体就是所要制取的气体：根据气体的性质验证。 五、各种不同固液不加热型装置的优，点 可抽 分液 注 m 斗 干燥管 动的 底部 铜丝 有小 玻璃丝 多 aa 铜网 简单 方便添加 可控制反应发生和停止 液体试剂 可控制反应速率 六、 多功能瓶收集气体 植物油 ①所有气体从短管（上端)进 气体进入集气瓶后聚集 气体进入集气瓶后出现在 ②V排出的*=V气体 在 气体的验满在 植物油作用： 气体的验满在 集气瓶上端若有空气，不影响 收集的 但影响纯度 易错清单 易错，点01：误认为金刚石、石墨和C60都是由碳原子构成的 金刚石、石墨是直接由碳原子构成的，C60是由分子构成的，每个C60分子中含有60个碳原子。 品学科网·上好课 www.zxxk.com 上好每一堂课 易错点02：误认为同种元素组成的物质一定是单质 同种元素组成的物质不一定是单质，可能是混合物。如氧气和臭氧的混合物；红磷和白磷的混 合物等。只有同种元素组成的纯净物才是单质。 易错点03：石墨、金刚石物理性质差异的原因描述不准确 石墨和金刚石都是由碳原子直接构成的，它们物理性质差异的原因是：碳原子的排列顺序不同。 易错，点04：误认为石墨转化为金刚石是物理变化 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。 易错点05：“碳”和“炭”不分，误以为二者可以通用 “碳”和“炭”是不同的，它们的区别是：“碳”是元素名称，常在书写碳元素单质和含有碳 元素化合物的名称时使用。如：碳元素、一氧化碳、二氧化碳等：“炭”表示由碳元素组成的 具体物质。只在书写“焦炭、木炭、活性炭、炭黑”这些名称时用。 易错，点06：误以为活性炭的吸附性是化学性质 活性炭有疏松多孔的结构，能吸附色素和异味，吸附过程中没有生成新物质，发生的是物理变 化，因此活性炭的吸附性是物理性质。 易错，点07：误以为C02灭火只利用了它的化学性质 CO2灭火既利用其化学性质（不能燃烧，也不能支持燃烧），又利用了其物理性质（密度比空 气大)。 易错点08：氧化还原反应涉及的几组概念易混淆 根据得到氧元素和失去氧元素来判断。物质失去氧元素（提供氧元素），被还原，发生还原反 应，有氧化性，是氧化剂；物质得到氧元素，被氧化，发生还原反应，有还原性，是还原剂； 易错点09：误以为除去CO2中混入的C0可以用点燃的方法 除去CO2中混入的CO,不能用，点燃的方法，因为没有O2的情况下CO无法燃烧。正确做法 是通过灼热的氧化铜。 易错点10：误以为可以根据燃烧时火焰的颜色鉴别氢气和一氧化碳 H2、CO燃烧火焰颜色均为蓝色，故鉴别时不可根据火焰颜色，而应将气体点燃，检验燃烧产 物。 易错点11：误以为可以用稀疏酸代替稀盐酸与石灰石反应制取二氧化碳 稀硫酸与碳酸钙反应生成的硫酸钙是微溶物，会覆盖在石灰石或大理石的表面，阻止反应继续 进行。 易错，点12：误以为可以用浓盐酸代替稀盐酸与石灰石反应制取二氧化碳 浓盐酸有挥发性，挥发出的HC1气体会使制得的CO2不纯。 易错点13：误以为可以用分液漏斗控制反应的发生和停止 分液漏斗只能控制液体试剂的滴加速度，从而控制反应的速率；不能控制反应的发生和停止。 方法清单 方法01判断碳单质的性质与用途的对应关系 【解题通法】性质和用途要注意一一对应。金刚石：无色透明，折光率高一钻石；硬度大一 一划玻璃、做钻头、切割大理石；金刚石薄膜透光性好、硬度大一做透镜的涂层。石墨：深 灰色、质软—做铅笔芯；良好的导电性—做电极：优良的导电性、润滑性、硬度大—高 铁列车的受电弓滑板。 【典型例题】下列说法不正确的是 A.利用活性炭的稳定性来吸附冰箱中的异味 B.天然金刚石是最硬的非金属单质，可制成钻石 6 学科网·上好课 www.zxxk.com 上好每一堂课 C.利用木炭的还原性来冶炼金属 D.利用石墨的导电性制造石墨电极 方法02从微观角度认识碳的单质 【解题通法】碳单质物理性质不同，化学性质相似；金刚石和石墨物理性质不同的原因是：它 们的原子排列方式不同。 【典型例题】模型是对研究对象的本质特质、构成要素、相互关系一种概括性的描述，以下是关于碳的各 种模型（如图），说法不正确的是 金刚石 石墨 C60 石墨烯（单层碳原子） A.四种物质都由碳元素组成 B.四种物质都属于单质 C.四种物质都是由原子直接构成的 D.四种物质具有相似的化学性质 方法03判断新型碳单质的结构与性质 【解题通法】新型碳单质一般有：石墨烯、碳纳米管、碳海绵、超级黑等，只要结构类似于石 墨或金刚石或C60,就是碳的单质，不可能是化合物。其物理性质根据新信息判断，化学性质 与碳单质的化学性质相似。 【典型例题】浙江大学实验室里诞生了世界上最轻材料-一碳海绵。“碳海绵”具备高弹性和疏松多孔的结 构，主要成分石墨烯和碳纳米管（两者都是碳单质）。下列关于“碳海绵”说法正确的是 A.常温下易与氧气反应 B.在一定条件下可还原氧化铜 C.不能用于水中的杂质去除 D.在氧气中燃烧的产物一定是C0, 方法04碳单质的化学性质 【解题通法】碳单质的化学性质有：常温下的稳定性、可燃性和还原性。稳定性的前提条件是 “常温”，可燃性需注意氧气充足与否决定了生成物的种类。木炭还原氧化铜的实验操作和装 置的注意点要熟悉。 【典型例题】我国劳动人民早在五千年前就会使用木炭炼铜，在化学实验室里模拟炼铜，既可用传统的实 验装置（见图甲），又可用改进的微型实验装置（见图乙）。化学兴趣小组采用图乙装置，开展以下探究 活动。 木炭+CuO 黑色粉末 长柄V形玻离管 澄清 澄清 石灰水 石灰水 图甲 图乙 品学科网·上好课 www.zxxk.com 上好每一堂课 (1)写出木炭与氧化铜反应的化学方程式 其中发生还原反应的物质是 (2)判断木炭与氧化铜已经发生反应的依据是 (3)使用图乙装置与使用图甲装置相比，其优点是 (写出一条即可)。 方法05二氧化碳物理性质的实验探究 【解题通法】向有高低不等两支蜡烛的烧杯中倾倒二氧化碳，不仅能说明二氧化碳密度比空气 大，还能说明二氧化碳不燃烧也不支持燃烧。二氧化碳溶解实验中，不是只证明二氧化碳的物 理性质，二氧化碳在溶解的过程中也与水发生了化学反应。 【典型例题】下列有关验证二氧化碳性质的实验中，只能证明二氧化碳物理性质的是 矿泉水 塑料瓶 A.稀盐 B. -C02 石灰石 一二开灰水 C. 紫色石 蕊试液 方法6二氧化碳化学性质的实验探究 【解题通法】证明二氧化碳与水反应一般要做对比实验 【典型例题】某兴趣小组用如图所示装置探究二氧化碳的某些性质。 干燥的紫色 石蕊小花 缓慢通入 二氧化碳 湿润的紫色 石蕊小花 (1)写出湿润紫色小花变红的化学方程式 (2)右侧下端木条先熄灭，可以验证CO,的哪些性质 2 方法07二氧化碳对环境的影响 【解题通法】二氧化碳含量过高对人体有影响，人群密集的地方要通风透气；为控制温室效应 进一步增强，需低碳行动，减少化石燃料的使用、大力植树造林、采用人工吸收的方式。 【典型例题】2025年6月25日是全国低碳日，主题为“碳路先锋、绿动未来”。下列有关低碳行动不合理 的是 A.大量植树造林 B.鼓励使用清洁能源 C.工厂通过加高烟囱直接排放废气 D.提倡步行、骑自行车等低碳出行方式 方法8一氧化碳的性质 【解题通法】一氧化碳是无色无味的气体，难溶于水；一氧化碳化学性质有可燃性、还原性 10第六单元 碳和碳的氧化物 课题1 碳单质的多样性 一、金刚石、石墨和C60 1．金刚石、石墨和C60的结构 物质 金刚石 石墨 C60 结构模型 宏观组成 都是由 元素组成的单质 构成物质的粒子 物理性质 颜色状态 无色透明的固体，加工后璀璨夺目 灰黑色的固体， 具有一些特殊的物理和化学性质，可应用于超导、催化、能源及医学等领域 硬度 天然存在的 的物质 导电性 不导电 金刚石、石墨物理性质不同的原因： 。 2．金刚石和石墨C60性质和用途的对应关系 物质 性质 对应的用途 金刚石 加工后璀璨夺目 作装饰品—— 裁玻璃、 、作钻机的 等 金刚石薄膜透光性好、硬度大 作透镜等 金刚石薄膜导热性好 用于集成电路基板散热，提高芯片性能 石墨 很软、有滑腻感，且为灰黑色 作电极 导电性好、有滑腻感、熔点高 制高铁列车的受电弓滑板 C60 具有一些特殊的物理和化学性质 可应用于超导、催化、能源及医学等领域 物质性质与用途的关系： 决定 ， 反映 二、碳单质的化学性质 1．在常温下，碳单质的化学性质 （碳原子的最外层电子数为 ，不易得失） 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．碳单质与氧气反应——可燃性 （1）两个反应 氧气是否充足 燃烧是否充分 化学方程式 基本反应类型 对应的用途 氧气充足 燃烧 ，放热多 反应 作燃料 氧气不足 燃烧 ，放热少 （2）碳与氧气质量比不同时生成物不同 反应物 质量比 C + O2 点燃 CO2 3 ： 8 2C + O2 点燃 2CO 3 ： 4 结论 反应物相同时，若反应物的 不同，则 不同 不同情况对应的生成物 （3）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，在火焰上方罩一内壁涂有澄清石灰水的烧杯，若澄清石灰水 ，则证明该物质含有碳元素。 3．碳单质与某些氧化物反应——还原性 （1）碳与氧化铜反应 化学方程式： 木炭还原氧化铜的实验探究： 实验装置 实验现象 实验结论 黑色粉末变成 色， 澄清石灰水 反应生成了 和 。 分析： ①在酒精灯上加网罩的目的： 。 ②反应结束时，要先撤出导管，再停止加热的目的： 。 ③用弹簧夹夹紧乳胶管后，要待试管冷却后再将粉末倒出： 。 （2）碳与铁的氧化物反应 化学方程式： ；用于工业炼铁； （3）碳与二氧化碳反应 化学方程式： ； 该反应为 （填“吸热”或“放热”）反应。 3．氧化还原反应 （1）碳还原金属氧化物（用于工业冶炼金属） （2）氧化还反应分析 CuO ，有氧化性，是氧化剂， ，发生 反应 C ，有还原性，是还原剂， ，发生 反应 氧化反应： 。 还原反应： 。 氧化剂：在反应中 的物质，具有氧化性，如CuO； 还原剂：在反应中 的物质，具有还原性，如C、CO、H2等； 课题2 碳的氧化物 一、二氧化碳 1．二氧化碳的物理性质 （1）物理性质：无色，无味的气体，密度比空气 ， 溶于水，固态二氧化碳叫 。 （2）实验探究二氧化碳的密度和水溶性 倾倒CO2 CO2的溶解性实验 现象 现象 结论 物理性质： ； 化学性质： ，也 分析 部分CO2 ，瓶内压强 ， 使塑料瓶变瘪。 应用：因为二氧化碳密度大于空气，且不能供给呼吸，进入久未开启的菜窖或干涸的深井前，要做 实验。 2．二氧化碳的化学性质 （1）二氧化碳不能燃烧，也不能支持燃烧； （2）二氧化碳与水反应 实验探究二氧化碳与水反应：取三朵用石蕊溶液染成紫色的干燥的纸花，进行如下实验： 实验 操作 Ⅰ.喷水 Ⅱ.放入CO2中 Ⅲ.喷水后放入CO2中 Ⅳ.吹干第三朵纸花 现象 纸花 纸花 纸花 纸花由 色变成 色 分析 水 使紫色石蕊变红 CO2 使紫色石蕊变红 CO2与水 ，使紫色石蕊变红 生成的酸性物质不稳定，受热易分解 结论 CO2 生成了 ，碳酸能使紫色石蕊溶液变成 碳酸 ，易 化学方程式 （3）二氧化碳与澄清石灰水反应 化学方程式： ； 现象：澄清石灰水 ； 应用：可用于 ； 检验二氧化碳：将二氧化碳 ，则为二氧化碳。 （4）二氧化碳与碳反应 化学方程式： ； 3．二氧化碳的用途 CO2的用途 依据的性质或原理 干冰 （固体CO2） ①作 ，用于食品冷藏和运输、医疗上血液制品和疫苗的存储和运输； 干冰 （ 变化） ②用于 ； 干冰升华吸热， ，形成降雨。 二氧化碳气体 ①灭火 不能 ；不 ；密度比空气 。 ②CO2是光合作用的原料，做 CO2能促进植物光合作用，可提高农作物产量 ③制汽水饮料（碳酸饮料） CO2 ；且 ④做化工产品的原料，制纯碱、尿素等 能与多种物质反应 4．二氧化碳对生活和环境的影响 1 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 （1）二氧化碳对人体健康的影响：二氧化碳本身 毒性，但不能供给呼吸。空气中二氧化碳含量超过正常含量时，会对人体健康产生影响。在人群密集的地方应注意 。 （2）自然界中的碳循环： 、 、 等消耗氧气，产生二氧化碳；而绿色植物等的 吸收二氧化碳，释放氧气。 （3）温室效应： ①能产生温室效应的气体： 、 、 、一氧化二氮(N2O)、氟氯代烷等。 ②温室效应的好处：因为有了温室效应，地球表层温度才能 。 ③温室效应增强，全球变暖的原因： a.人类消耗的 急剧增加，排入大气的二氧化碳越来越多; b.能吸收二氧化碳的 因滥砍滥伐和天灾不断减少，大气中二氧化碳含量升高。 ④温室效应增强的危害：两极冰川融化，海平面升高，可能淹没部分沿海城市；土地沙漠化，农业减产；旱涝灾害加剧；影响生态系统，改变生物多样性。 ⑤减缓温室效应的措施：减少使用 ；开发 (如核能、太阳能、风能、地热能等)； ，严禁乱砍滥伐；采用物理或化学方法， 二氧化碳。 ⑥提倡低碳生活：低碳生活中的“低碳”就是较低的 。 二、一氧化碳 1．一氧化碳的物理性质：无色，无臭的气体，密度比空气 ， 溶于水。 2．一氧化碳的化学性质： （1）可燃性 化学方程式： 现象：放热，火焰呈 色，生成能使澄清石灰水 的气体 用途：作燃料 （2）还原性 一氧化碳还原氧化铜的实验： 装置及说明 现象 化学方程式 A处：黑色粉末逐渐变成 。 B处：澄清石灰水 。 C处：气体燃烧，产生 。 （3）毒性 中毒机理：CO极易与人体血液中的 结合，造成人体 ，严重时会危及生命。 防范措施：冬天用煤火取暖时，一定要装烟囱，并且注意 ，防止CO中毒 6 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 课题3 二氧化碳的实验室制取 一、反应原理 1．试剂： 。 2．化学方程式： 3．不选择以下试剂的原因： （1）不用稀硫酸： 。 （2）不用浓盐酸： 。 （3）不用碳酸钠粉末： 。 二、制取装置 1．发生装置 气体 制取原理 化学方程式 试剂状态 反应条件 发生装置 CO2 大理石或石灰石与稀盐酸反应 固体和液体 不加热 O2 高锰酸钾分解 固体 加热 过氧化氢分解 固体和液体 不加热 2. 收集装置 气体 气体的密度 气体的水溶性 收集装置 CO2 CO2密度比空气大 CO2能溶于水 O2 O2密度比空气略大 O2不易溶于水 三、检验和验满 检验 验满 图示 操作 通入 ，澄清石灰水 ，证明气体是二氧化碳。 用 ，证明二氧化碳气体已经收集满。 四、实验室制取气体的一般思路和方法 1.确定制取气体的化学反应原理 综合考虑反应的速率大小、气体是否易于收集、是否纯净 2.设计制取气体的实验装置 （1）发生装置：根据 和 确定 反应物为固体且要加热的：用 装置； 反应物为固体和液体且不需要加热的：用 装置。 （2）收集装置：根据 确定 ，也 的气体: 用排水法 ，不与空气反应的气体: 用向上排空气法 ，不与空气反应的气体: 用向下排空气法 3.验证得到的气体就是所要制取的气体：根据气体的性质验证。 五、各种不同固液不加热型装置的优点 简单 方便添加液体试剂 可控制反应速率 可控制反应发生和停止 六、多功能瓶收集气体 气体进入集气瓶后聚集在 ，气体的验满在 气体进入集气瓶后出现在 ，气体的验满在 ①所有气体从短管（上端）进 ②V排出的水=V气体 植物油作用： 集气瓶上端若有空气，不影响收集的 ，但影响纯度 易错点01：误认为金刚石、石墨和C60都是由碳原子构成的 金刚石、石墨是直接由碳原子构成的，C60是由分子构成的，每个C60分子中含有60个碳原子。 易错点02：误认为同种元素组成的物质一定是单质 同种元素组成的物质不一定是单质，可能是混合物。如氧气和臭氧的混合物；红磷和白磷的混合物等。只有同种元素组成的纯净物才是单质。 易错点03：石墨、金刚石物理性质差异的原因描述不准确 石墨和金刚石都是由碳原子直接构成的，它们物理性质差异的原因是：碳原子的排列顺序不同。 易错点04：误认为石墨转化为金刚石是物理变化 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。 易错点05：“碳”和“炭”不分，误以为二者可以通用 “碳”和“炭”是不同的，它们的区别是：“碳”是元素名称，常在书写碳元素单质和含有碳元素化合物的名称时使用。如：碳元素、一氧化碳、二氧化碳等；“炭”表示由碳元素组成的具体物质。只在书写“焦炭、木炭、活性炭、炭黑”这些名称时用。 易错点06：误以为活性炭的吸附性是化学性质 活性炭有疏松多孔的结构，能吸附色素和异味，吸附过程中没有生成新物质，发生的是物理变化，因此活性炭的吸附性是物理性质。 易错点07：误以为CO2灭火只利用了它的化学性质 CO2灭火既利用其化学性质（不能燃烧，也不能支持燃烧），又利用了其物理性质（密度比空气大）。 易错点08：氧化还原反应涉及的几组概念易混淆 根据得到氧元素和失去氧元素来判断。物质失去氧元素（提供氧元素），被还原，发生还原反应，有氧化性，是氧化剂；物质得到氧元素，被氧化，发生还原反应，有还原性，是还原剂； 易错点09：误以为除去CO2中混入的CO可以用点燃的方法 除去CO2中混入的CO，不能用点燃的方法，因为没有O2的情况下CO无法燃烧。正确做法是通过灼热的氧化铜。 易错点10：误以为可以根据燃烧时火焰的颜色鉴别氢气和一氧化碳 H2、CO燃烧火焰颜色均为蓝色，故鉴别时不可根据火焰颜色，而应将气体点燃，检验燃烧产物。 易错点11：误以为可以用稀硫酸代替稀盐酸与石灰石反应制取二氧化碳 稀硫酸与碳酸钙反应生成的硫酸钙是微溶物，会覆盖在石灰石或大理石的表面，阻止反应继续进行。 易错点12：误以为可以用浓盐酸代替稀盐酸与石灰石反应制取二氧化碳 浓盐酸有挥发性，挥发出的HCl气体会使制得的CO2不纯。 易错点13：误以为可以用分液漏斗控制反应的发生和停止 分液漏斗只能控制液体试剂的滴加速度，从而控制反应的速率；不能控制反应的发生和停止。 方法01 判断碳单质的性质与用途的对应关系 【解题通法】性质和用途要注意一一对应。金刚石：无色透明，折光率高——钻石；硬度大——划玻璃、做钻头、切割大理石；金刚石薄膜透光性好、硬度大——做透镜的涂层。石墨：深灰色、质软——做铅笔芯；良好的导电性——做电极；优良的导电性、润滑性、硬度大——高铁列车的受电弓滑板。 【典型例题】下列说法不正确的是 A．利用活性炭的稳定性来吸附冰箱中的异味 B．天然金刚石是最硬的非金属单质，可制成钻石 C．利用木炭的还原性来冶炼金属 D．利用石墨的导电性制造石墨电极 方法02 从微观角度认识碳的单质 【解题通法】碳单质物理性质不同，化学性质相似；金刚石和石墨物理性质不同的原因是：它们的原子排列方式不同。 【典型例题】模型是对研究对象的本质特质、构成要素、相互关系一种概括性的描述，以下是关于碳的各种模型(如图)，说法不正确的是 A．四种物质都由碳元素组成 B．四种物质都属于单质 C．四种物质都是由原子直接构成的 D．四种物质具有相似的化学性质 方法03 判断新型碳单质的结构与性质 【解题通法】新型碳单质一般有：石墨烯、碳纳米管、碳海绵、超级黑等，只要结构类似于石墨或金刚石或C60，就是碳的单质，不可能是化合物。其物理性质根据新信息判断，化学性质与碳单质的化学性质相似。 【典型例题】浙江大学实验室里诞生了世界上最轻材料--碳海绵。“碳海绵”具备高弹性和疏松多孔的结构，主要成分石墨烯和碳纳米管(两者都是碳单质)。下列关于“碳海绵”说法正确的是 A．常温下易与氧气反应 B．在一定条件下可还原氧化铜 C．不能用于水中的杂质去除 D．在氧气中燃烧的产物一定是CO2 方法04 碳单质的化学性质 【解题通法】碳单质的化学性质有：常温下的稳定性、可燃性和还原性。稳定性的前提条件是“常温”，可燃性需注意氧气充足与否决定了生成物的种类。木炭还原氧化铜的实验操作和装置的注意点要熟悉。 【典型例题】我国劳动人民早在五千年前就会使用木炭炼铜，在化学实验室里模拟炼铜，既可用传统的实验装置（见图甲），又可用改进的微型实验装置（见图乙）。化学兴趣小组采用图乙装置，开展以下探究活动。 (1)写出木炭与氧化铜反应的化学方程式 ，其中发生还原反应的物质是 。 (2)判断木炭与氧化铜已经发生反应的依据是 。 (3)使用图乙装置与使用图甲装置相比，其优点是 （写出一条即可）。 方法05 二氧化碳物理性质的实验探究 【解题通法】向有高低不等两支蜡烛的烧杯中倾倒二氧化碳，不仅能说明二氧化碳密度比空气大，还能说明二氧化碳不燃烧也不支持燃烧。二氧化碳溶解实验中，不是只证明二氧化碳的物理性质，二氧化碳在溶解的过程中也与水发生了化学反应。 【典型例题】下列有关验证二氧化碳性质的实验中，只能证明二氧化碳物理性质的是 A． B． C． D． 方法6二氧化碳化学性质的实验探究 【解题通法】证明二氧化碳与水反应一般要做对比实验 【典型例题】某兴趣小组用如图所示装置探究二氧化碳的某些性质。 (1)写出湿润紫色小花变红的化学方程式 。 (2)右侧下端木条先熄灭，可以验证的哪些性质 ？ 方法07 二氧化碳对环境的影响 【解题通法】二氧化碳含量过高对人体有影响，人群密集的地方要通风透气；为控制温室效应进一步增强，需低碳行动，减少化石燃料的使用、大力植树造林、采用人工吸收的方式。 【典型例题】2025年6月25日是全国低碳日，主题为“碳路先锋、绿动未来”。下列有关低碳行动不合理的是 A．大量植树造林 B．鼓励使用清洁能源 C．工厂通过加高烟囱直接排放废气 D．提倡步行、骑自行车等低碳出行方式 方法8 一氧化碳的性质 【解题通法】 一氧化碳是无色无味的气体，难溶于水；一氧化碳化学性质有可燃性、还原性和毒性。 【典型例题】木炭在氧气不足的情况下燃烧，容易产生气体。下列关于气体的叙述，不正确的是 A．气体可以作燃料 B．高温下，气体可与等含铁氧化物反应生成和 C．在相对密闭的环境里，气体容易使人中毒 D．将通入澄清石灰水中，澄清石灰水变浑浊 方法9 一氧化碳与二氧化碳的比较 【解题通法】 一氧化碳与二氧化碳组成元素相同，分子构成不同，性质也不同。一氧化碳是无色无味的气体，难溶于水；有可燃性、还原性和毒性。二氧化碳也是无色无味气体，能溶于水，能与水、澄清石灰水反应，没有可燃性和还原性。 【典型例题】对比分析是学习化学的有效方法。下列关于一氧化碳和二氧化碳的说法正确的是 A．构成：两种物质都是由碳原子和氧原子构成的 B．性质：两种物质都能与水反应 C．鉴别：两种物质可用闻气味的方法区别 D．转化：两种物质在一定条件下可以相互转化 方法10 实验室制取二氧化碳 【解题通法】实验室制取二氧化碳：试剂——稀盐酸和大理石或石灰石；装置——固液不加热型装置；收集——向上排空气法；检验——澄清石灰水；验满——燃着的木条置于集气瓶口。 【典型例题】规范操作是科学实验的基本要求，下列有关“实验室制取二氧化碳”的实验操作正确的是 A．药品选择 B．制取装置 C．检验CO2 D．收集CO2 方法11 实验室制取气体的一般思路和方法 【解题通法】实验室制取气体的思路为：确定化学反应原理、设计实验装置、验证所得气体。 【典型例题】欲在实验室制取某气体时，下列因素中不需要考虑的是 A．药品容易获得，能生成所要制取的气体 B．反应条件易于控制，反应速率适中 C．操作简便易行，安全可靠，节能环保 D．所要制取气体的颜色和气味 方法12 能控制反应发生和停止的装置 【解题通法】凡是能在反应过程中能随时将固体和液体分开的装置都可控制反应的发生和停止。 【典型例题】下列发生装置中，不能使反应随时发生或停止的是 A．B． C． D． $第六单元 碳和碳的氧化物 课题1 碳单质的多样性 一、金刚石、石墨和C60 1．金刚石、石墨和C60的结构 物质 金刚石 石墨 C60 结构模型 宏观组成 都是由碳元素组成的单质 构成物质的粒子 碳原子 碳原子 C60分子 物理性质 颜色状态 无色透明的固体，加工后璀璨夺目 灰黑色的固体，有金属光泽 具有一些特殊的物理和化学性质，可应用于超导、催化、能源及医学等领域 硬度 天然存在的最硬的物质 很软 导电性 不导电 优良 金刚石、石墨物理性质不同的原因：碳原子的排列方式不同。 2．金刚石和石墨C60性质和用途的对应关系 物质 性质 对应的用途 金刚石 加工后璀璨夺目 作装饰品——钻石 硬度大 裁玻璃、切割大理石、作钻机的钻头等 金刚石薄膜透光性好、硬度大 作透镜等光学仪器的涂层 金刚石薄膜导热性好 用于集成电路基板散热，提高芯片性能 石墨 很软、有滑腻感，且为灰黑色 制铅笔芯 导电性好 作电极 导电性好、有滑腻感、熔点高 制高铁列车的受电弓滑板 C60 具有一些特殊的物理和化学性质 可应用于超导、催化、能源及医学等领域 物质性质与用途的关系：性质决定用途，用途反映性质 二、碳单质的化学性质 1．在常温下，碳单质的化学性质不活泼（碳原子的最外层电子数为 4 ，不易得失） 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．碳单质与氧气反应——可燃性 （1）两个反应 氧气是否充足 燃烧是否充分 化学方程式 基本反应类型 对应的用途 氧气充足 燃烧充分，放热多 C＋O2 点燃 CO2 化合反应 作燃料 氧气不足 燃烧不充分，放热少 2C＋O2 点燃 2CO （2）碳与氧气质量比不同时生成物不同 反应物 质量比 C + O2 点燃 CO2 3 ： 8 2C + O2 点燃 2CO 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 不同情况对应的生成物 （3）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，在火焰上方罩一内壁涂有澄清石灰水的烧杯，若澄清石灰水变浑浊，则证明该物质含有碳元素。 3．碳单质与某些氧化物反应——还原性 （1）碳与氧化铜反应 化学方程式：C＋2CuO 高温 2Cu＋CO2↑ 木炭还原氧化铜的实验探究： 实验装置 实验现象 实验结论 黑色粉末变成红色， 澄清石灰水变浑浊 反应生成了铜和二氧化碳。 分析： ①在酒精灯上加网罩的目的：集中火焰，提高温度。 ②反应结束时，要先撤出导管，再停止加热的目的：防止石灰水倒吸入热的试管中，使试管炸裂。 ③用弹簧夹夹紧乳胶管后，要待试管冷却后再将粉末倒出：防止热的铜重新被氧化。 （2）碳与铁的氧化物反应 化学方程式：3C＋2Fe2O3 高温 4Fe＋3CO2↑；用于工业炼铁； （3）碳与二氧化碳反应 化学方程式： C+CO2 高温 2CO ； 该反应为吸热（填“吸热”或“放热”）反应。 3．氧化还原反应 （1）碳还原金属氧化物（用于工业冶炼金属）高温 碳 + 某些金属氧化物 金属单质 + CO2↑ （2）氧化还反应分析 CuO失去氧元素，有氧化性，是氧化剂，被还原，发生还原反应 C夺取氧元素，有还原性，是还原剂，被氧化，发生氧化反应 氧化反应：物质结合氧元素的反应。 还原反应：含氧化合物里的氧被夺去的反应。 氧化剂：在反应中提供氧元素的物质，具有氧化性，如CuO； 还原剂：在反应中得到氧元素的物质，具有还原性，如C、CO、H2等； 课题2 碳的氧化物 一、二氧化碳 1．二氧化碳的物理性质 （1）物理性质：无色，无味的气体，密度比空气大，能溶于水，固态二氧化碳叫干冰。 （2）实验探究二氧化碳的密度和水溶性 倾倒CO2 CO2的溶解性实验 现象 下层蜡烛先熄灭，上层蜡烛后熄灭 现象 塑料瓶变瘪 结论 物理性质：CO2的密度比空气大； 化学性质：不能燃烧，也不支持燃烧 分析 部分CO2溶于水中，瓶内压强减小，大气压强使塑料瓶变瘪。 应用：因为二氧化碳密度大于空气，且不能供给呼吸，进入久未开启的菜窖或干涸的深井前，要做灯火实验。 2．二氧化碳的化学性质 （1）二氧化碳不能燃烧，也不能支持燃烧； （2）二氧化碳与水反应 实验探究二氧化碳与水反应：取三朵用石蕊溶液染成紫色的干燥的纸花，进行如下实验： 实验 操作 Ⅰ.喷水 Ⅱ.放入CO2中 Ⅲ.喷水后放入CO2中 Ⅳ.吹干第三朵纸花 现象 纸花不变色 纸花不变色 纸花变红 纸花由红色变成紫色 分析 水不能使紫色石蕊变红 CO2不能使紫色石蕊变红 CO2与水反应生成了酸性物质，使紫色石蕊变红 生成的酸性物质不稳定，受热易分解 结论 CO2与水反应生成了碳酸，碳酸能使紫色石蕊溶液变成红色 碳酸不稳定，易分解 化学方程式 CO2+H2O=H2CO3 H2CO3 ∆ H2O+CO2↑ （3）二氧化碳与澄清石灰水反应 化学方程式：CO2+Ca(OH)2 = CaCO3↓+H2O； 现象：澄清石灰水变浑浊； 应用：可用于检验二氧化碳； 检验二氧化碳：将二氧化碳通入澄清石灰水中，若澄清石灰水变浑浊，则为二氧化碳。 （4）二氧化碳与碳反应 化学方程式：CO2+C 高温 2CO； 3．二氧化碳的用途 CO2的用途 依据的性质或原理 干冰 （固体CO2） ①作制冷剂，用于食品冷藏和运输、医疗上血液制品和疫苗的存储和运输； 干冰升华吸热（物理变化） ②用于人工增雨； 干冰升华吸热，空气中的水蒸气迅速冷凝成水滴，形成降雨。 二氧化碳气体 ①灭火 不能燃烧；不支持燃烧；密度比空气大。 ②CO2是光合作用的原料，做气体肥料 CO2能促进植物光合作用，可提高农作物产量 ③制汽水饮料（碳酸饮料） CO2能溶于水；且与水反应生成碳酸 ④做化工产品的原料，制纯碱、尿素等 能与多种物质反应 4．二氧化碳对生活和环境的影响 5 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 （1）二氧化碳对人体健康的影响：二氧化碳本身 没有 毒性，但不能供给呼吸。空气中二氧化碳含量超过正常含量时，会对人体健康产生影响。在人群密集的地方应注意通风换气。 （2）自然界中的碳循环：呼吸作用、化石燃料的燃烧、微生物的分解作用等消耗氧气，产生二氧化碳；而绿色植物等的光合作用吸收二氧化碳，释放氧气。 （3）温室效应： ①能产生温室效应的气体：二氧化碳、臭氧(O3)、甲烷(CH4)、一氧化二氮(N2O)、氟氯代烷等。 ②温室效应的好处：因为有了温室效应，地球表层温度才能适合人类生存。 ③温室效应增强，全球变暖的原因： a.人类消耗的化石能源急剧增加，排入大气的二氧化碳越来越多; b.能吸收二氧化碳的森林因滥砍滥伐和天灾不断减少，大气中二氧化碳含量升高。 ④温室效应增强的危害：两极冰川融化，海平面升高，可能淹没部分沿海城市；土地沙漠化，农业减产；旱涝灾害加剧；影响生态系统，改变生物多样性。 ⑤减缓温室效应的措施：减少使用化石燃料；开发清洁能源(如核能、太阳能、风能、地热能等)；植树造林，严禁乱砍滥伐；采用物理或化学方法，人工吸收二氧化碳。 ⑥提倡低碳生活：低碳生活中的“低碳”就是较低的二氧化碳排放。 二、一氧化碳 1．一氧化碳的物理性质：无色，无臭的气体，密度比空气略小，难溶于水。 2．一氧化碳的化学性质： （1）可燃性 化学方程式：2CO＋O2 点燃 2CO2 现象：放热，火焰呈蓝色，生成能使澄清石灰水变浑浊的气体 用途：作燃料 （2）还原性 一氧化碳还原氧化铜的实验： 装置及说明 现象 化学方程式 A处：黑色粉末逐渐变成光亮的红色。 CO+CuO △ Cu+CO2 B处：澄清石灰水变浑浊。 Ca(OH)2 + CO2 = CaCO3↓+ H2O C处：气体燃烧，产生蓝色火焰。 2CO + O2 点燃 2CO2 （3）毒性 中毒机理：CO极易与人体血液中的血红蛋白结合，造成人体缺氧，严重时会危及生命。 防范措施：冬天用煤火取暖时，一定要装烟囱，并且注意室内通风，防止CO中毒 10 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 课题3 二氧化碳的实验室制取 一、反应原理 1．试剂：稀盐酸、石灰石（或大理石）。 2．化学方程式：CaCO3+2HCl==CaCl2+H2O+CO2↑ 3．不选择以下试剂的原因： （1）不用稀硫酸：硫酸与碳酸钙反应生成的硫酸钙是微溶物，会覆盖在石灰石或大理石的表面，阻止反应继续进行。 （2）不用浓盐酸：浓盐酸有挥发性，挥发出的HCl气体会使制得的CO2不纯。 （3）不用碳酸钠粉末：反应速率太快，不便于收集气体。 二、制取装置 1．发生装置 气体 制取原理 化学方程式 试剂状态 反应条件 发生装置 CO2 大理石或石灰石与稀盐酸反应 CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑ 固体和液体 不加热 B或C或D或E O2 高锰酸钾分解 2KMnO4 △ K2MnO4 + MnO2 + O2↑ 固体 加热 A 过氧化氢分解 2H2O2 2H2O+ O2 ↑ 固体和液体 不加热 B或C或D或E 2. 收集装置 气体 气体的密度 气体的水溶性 收集装置 CO2 CO2密度比空气大 CO2能溶于水 G O2 O2密度比空气略大 O2不易溶于水 F或G 三、检验和验满 检验 验满 图示 操作 通入澄清石灰水，澄清石灰水变浑浊，证明气体是二氧化碳。 用燃着的木条，放在集气瓶口，木条熄灭，证明二氧化碳气体已经收集满。 四、实验室制取气体的一般思路和方法 1.确定制取气体的化学反应原理 综合考虑反应的速率大小、气体是否易于收集、是否纯净 2.设计制取气体的实验装置 （1）发生装置：根据反应物的状态和反应条件确定 反应物为固体且要加热的：用固体加热型装置； 反应物为固体和液体且不需要加热的：用固液不加热型装置。 （2）收集装置：根据气体的性质确定 不易溶于水，也不与水反应的气体: 用排水法 密度比空气大，不与空气反应的气体: 用向上排空气法 密度比空气小，不与空气反应的气体: 用向下排空气法 3.验证得到的气体就是所要制取的气体：根据气体的性质验证。 五、各种不同固液不加热型装置的优点 简单 方便添加液体试剂 可控制反应速率 可控制反应发生和停止 六、多功能瓶收集气体 气体进入集气瓶后聚集在装置下端，气体的验满在另一侧出气口 气体进入集气瓶后出现在装置上端，气体的验满在另一侧出气口 ①所有气体从短管（上端）进 ②V排出的水=V气体 植物油作用：防止气体溶解在水中集气瓶上端若有空气，不影响收集的气体体积，但影响纯度 易错点01：误认为金刚石、石墨和C60都是由碳原子构成的 金刚石、石墨是直接由碳原子构成的，C60是由分子构成的，每个C60分子中含有60个碳原子。 易错点02：误认为同种元素组成的物质一定是单质 同种元素组成的物质不一定是单质，可能是混合物。如氧气和臭氧的混合物；红磷和白磷的混合物等。只有同种元素组成的纯净物才是单质。 易错点03：石墨、金刚石物理性质差异的原因描述不准确 石墨和金刚石都是由碳原子直接构成的，它们物理性质差异的原因是：碳原子的排列顺序不同。 易错点04：误认为石墨转化为金刚石是物理变化 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。 易错点05：“碳”和“炭”不分，误以为二者可以通用 “碳”和“炭”是不同的，它们的区别是：“碳”是元素名称，常在书写碳元素单质和含有碳元素化合物的名称时使用。如：碳元素、一氧化碳、二氧化碳等；“炭”表示由碳元素组成的具体物质。只在书写“焦炭、木炭、活性炭、炭黑”这些名称时用。 易错点06：误以为活性炭的吸附性是化学性质 活性炭有疏松多孔的结构，能吸附色素和异味，吸附过程中没有生成新物质，发生的是物理变化，因此活性炭的吸附性是物理性质。 易错点07：误以为CO2灭火只利用了它的化学性质 CO2灭火既利用其化学性质（不能燃烧，也不能支持燃烧），又利用了其物理性质（密度比空气大）。 易错点08：氧化还原反应涉及的几组概念易混淆 根据得到氧元素和失去氧元素来判断。物质失去氧元素（提供氧元素），被还原，发生还原反应，有氧化性，是氧化剂；物质得到氧元素，被氧化，发生还原反应，有还原性，是还原剂； 易错点09：误以为除去CO2中混入的CO可以用点燃的方法 除去CO2中混入的CO，不能用点燃的方法，因为没有O2的情况下CO无法燃烧。正确做法是通过灼热的氧化铜。 易错点10：误以为可以根据燃烧时火焰的颜色鉴别氢气和一氧化碳 H2、CO燃烧火焰颜色均为蓝色，故鉴别时不可根据火焰颜色，而应将气体点燃，检验燃烧产物。 易错点11：误以为可以用稀硫酸代替稀盐酸与石灰石反应制取二氧化碳 稀硫酸与碳酸钙反应生成的硫酸钙是微溶物，会覆盖在石灰石或大理石的表面，阻止反应继续进行。 易错点12：误以为可以用浓盐酸代替稀盐酸与石灰石反应制取二氧化碳 浓盐酸有挥发性，挥发出的HCl气体会使制得的CO2不纯。 易错点13：误以为可以用分液漏斗控制反应的发生和停止 分液漏斗只能控制液体试剂的滴加速度，从而控制反应的速率；不能控制反应的发生和停止。 方法01 判断碳单质的性质与用途的对应关系 【解题通法】性质和用途要注意一一对应。金刚石：无色透明，折光率高——钻石；硬度大——划玻璃、做钻头、切割大理石；金刚石薄膜透光性好、硬度大——做透镜的涂层。石墨：深灰色、质软——做铅笔芯；良好的导电性——做电极；优良的导电性、润滑性、硬度大——高铁列车的受电弓滑板。 【典型例题】下列说法不正确的是 A．利用活性炭的稳定性来吸附冰箱中的异味 B．天然金刚石是最硬的非金属单质，可制成钻石 C．利用木炭的还原性来冶炼金属 D．利用石墨的导电性制造石墨电极 【答案】A 【详解】A、活性炭具有疏松多孔的结构，能吸附异味分子，这是基于其吸附性；错误。 B、金刚石是碳元素形成的单质，在自然界中硬度最高，属于非金属单质，可制成钻石。正确。 C、木炭主要成分是碳，在高温下能与金属氧化物（如氧化铁）反应，夺取氧元素，表现出还原性。正确。 D、石墨是碳的单质，具有良好的导电性，常用于制作电极，如干电池或电解槽的电极。正确。 故选A。 方法02 从微观角度认识碳的单质 【解题通法】碳单质物理性质不同，化学性质相似；金刚石和石墨物理性质不同的原因是：它们的原子排列方式不同。 【典型例题】模型是对研究对象的本质特质、构成要素、相互关系一种概括性的描述，以下是关于碳的各种模型(如图)，说法不正确的是 A．四种物质都由碳元素组成 B．四种物质都属于单质 C．四种物质都是由原子直接构成的 D．四种物质具有相似的化学性质 【答案】C 【详解】A、金刚石、石墨、C60、石墨烯均是由碳元素组成的碳单质，不符合题意； B、金刚石、石墨、C60、石墨烯均是由碳元素组成的纯净物，均属于单质，不符合题意； C、C60是由C60分子构成的，金刚石、石墨、石墨烯均是由碳原子构成的，符合题意； D、金刚石、石墨、C60、石墨烯均属于碳单质，它们具有相似的化学性质，不符合题意。 故选C。 方法03 判断新型碳单质的结构与性质 【解题通法】新型碳单质一般有：石墨烯、碳纳米管、碳海绵、超级黑等，只要结构类似于石墨或金刚石或C60，就是碳的单质，不可能是化合物。其物理性质根据新信息判断，化学性质与碳单质的化学性质相似。 【典型例题】浙江大学实验室里诞生了世界上最轻材料--碳海绵。“碳海绵”具备高弹性和疏松多孔的结构，主要成分石墨烯和碳纳米管(两者都是碳单质)。下列关于“碳海绵”说法正确的是 A．常温下易与氧气反应 B．在一定条件下可还原氧化铜 C．不能用于水中的杂质去除 D．在氧气中燃烧的产物一定是CO2 【答案】B 【详解】A、碳单质常温下化学性质稳定，不易与氧气反应，A 错误； B、碳海绵主要成分是碳单质，碳单质在一定条件下（如高温）具有还原性，可还原氧化铜，B 正确； C、碳海绵具备疏松多孔的结构，具有吸附性，能用于水中杂质去除，C 错误； D、碳海绵主要成分是碳单质，在氧气中燃烧，氧气充足时产物是CO2，氧气不充足时产物是CO，D 错误。 故选B。 方法04 碳单质的化学性质 【解题通法】碳单质的化学性质有：常温下的稳定性、可燃性和还原性。稳定性的前提条件是“常温”，可燃性需注意氧气充足与否决定了生成物的种类。木炭还原氧化铜的实验操作和装置的注意点要熟悉。 【典型例题】我国劳动人民早在五千年前就会使用木炭炼铜，在化学实验室里模拟炼铜，既可用传统的实验装置（见图甲），又可用改进的微型实验装置（见图乙）。化学兴趣小组采用图乙装置，开展以下探究活动。 (1)写出木炭与氧化铜反应的化学方程式 ，其中发生还原反应的物质是 。 (2)判断木炭与氧化铜已经发生反应的依据是 。 (3)使用图乙装置与使用图甲装置相比，其优点是 （写出一条即可）。 【答案】(1) 氧化铜/CuO (2)黑色粉末中出现红色固体，澄清石灰水变浑浊。 (3)节约药品（或现象明显或操作简便等） 【详解】（1）木炭与氧化铜在高温条件下反应生成铜和二氧化碳，反应的化学方程式为：。在氧化还原反应中，含氧化合物里的氧被夺去的反应叫还原反应，氧化铜（CuO）失去氧，发生还原反应。 （2）木炭与氧化铜在高温条件下反应生成铜和二氧化碳，试管内黑色粉末（氧化铜）中出现红色固体（铜），二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊，故判断木炭与氧化铜已经发生反应的依据是黑色粉末中出现红色固体，澄清石灰水变浑浊。 （3）图乙装置是微型实验装置，所用药品的量较少，所以优点是节约药品（或现象明显或操作简便等）。 方法05 二氧化碳物理性质的实验探究 【解题通法】向有高低不等两支蜡烛的烧杯中倾倒二氧化碳，不仅能说明二氧化碳密度比空气大，还能说明二氧化碳不燃烧也不支持燃烧。二氧化碳溶解实验中，不是只证明二氧化碳的物理性质，二氧化碳在溶解的过程中也与水发生了化学反应。 【典型例题】下列有关验证二氧化碳性质的实验中，只能证明二氧化碳物理性质的是 A． B． C． D． 【答案】D 【分析】本题主要考查的是物理性质和化学性质的辨别，物理性质是不需要发生化学变化就表现出来的性质，化学性质是发生化学变化表现出来的性质。除此之外还考查学生对于二氧化碳性质实验探究的能力。 【详解】A、图中石灰石和稀盐酸能反应生成二氧化碳，能观察到蜡烛自下而上依次熄灭，说明二氧化碳的密度比空气大属于物理性质；蜡烛熄灭说明二氧化碳不能燃烧也不支持燃烧属于化学性质。不符合题意。 B、图中能观察到石灰水变浑浊、塑料瓶变瘪，石灰水变浑浊说明二氧化碳能与石灰水反应属于化学性质。不符合题意。 C、图中能观察到紫色石蕊试液变红，紫色石蕊溶液遇酸性溶液会变红，说明二氧化碳溶于水产生碳酸属于化学性质。不符合题意。 D、图中能观察到天平向右边倾斜，说明二氧化碳的密度比空气大，属于物理性质。符合题意。 故选D。 方法6二氧化碳化学性质的实验探究 【解题通法】证明二氧化碳与水反应一般要做对比实验 【典型例题】某兴趣小组用如图所示装置探究二氧化碳的某些性质。 (1)写出湿润紫色小花变红的化学方程式 。 (2)右侧下端木条先熄灭，可以验证的哪些性质 ？ 【答案】(1) (2)不燃烧、不支持燃烧，密度比空气大 【详解】（1）湿润紫色小花变红是因为二氧化碳与水反应生成碳酸，碳酸显酸性，能使紫色石蕊试液变红，该反应的化学方程式为：； （2）木条熄灭，说明二氧化碳不燃烧、不支持燃烧，下端木条先熄灭，说明二氧化碳的密度比空气大。 方法07 二氧化碳对环境的影响 【解题通法】二氧化碳含量过高对人体有影响，人群密集的地方要通风透气；为控制温室效应进一步增强，需低碳行动，减少化石燃料的使用、大力植树造林、采用人工吸收的方式。 【典型例题】2025年6月25日是全国低碳日，主题为“碳路先锋、绿动未来”。下列有关低碳行动不合理的是 A．大量植树造林 B．鼓励使用清洁能源 C．工厂通过加高烟囱直接排放废气 D．提倡步行、骑自行车等低碳出行方式 【答案】C 【详解】A、大量植树造林，树木可以通过光合作用吸收二氧化碳，有助于减少大气中的二氧化碳含量，是合理的低碳行动，不符合题意； B、鼓励使用清洁能源，如太阳能、风能等，能减少传统化石能源的使用，从而降低二氧化碳等温室气体的排放，是合理的低碳行动，不符合题意； C、工厂通过加高烟囱直接排放废气，只是将废气排放到更高的空中，并没有减少废气中污染物（包括二氧化碳等温室气体以及其他有害气体）的总量，仍然会对环境造成污染，不是合理的低碳行动，符合题意； D、提倡步行、骑自行车等低碳出行方式，可减少汽车等交通工具的使用，进而减少化石燃料的消耗和二氧化碳的排放，是合理的低碳行动，不符合题意。 故选C。 方法8 一氧化碳的性质 【解题通法】 一氧化碳是无色无味的气体，难溶于水；一氧化碳化学性质有可燃性、还原性和毒性。 【典型例题】木炭在氧气不足的情况下燃烧，容易产生气体。下列关于气体的叙述，不正确的是 A．气体可以作燃料 B．高温下，气体可与等含铁氧化物反应生成和 C．在相对密闭的环境里，气体容易使人中毒 D．将通入澄清石灰水中，澄清石灰水变浑浊 【答案】D 【详解】A、具有可燃性，燃烧时放出热量，生成二氧化碳。因此，可用作燃料，例如在煤气中作为主要成分。A选项正确。 B、这是高炉炼铁的原理。在高温下作为还原剂，与氧化铁（）反应，生成铁和二氧化碳。该反应属于还原反应。B选项正确。 C、有毒，因为它与血红蛋白结合的能力比氧气强，阻止血红蛋白运输氧气，导致人体缺氧窒息。在密闭环境中，容易积累，浓度升高，增加中毒风险。C选项正确。 D、澄清石灰水是氢氧化钙溶液，用于检验二氧化碳。当通入时，发生反应生成碳酸钙沉淀，使溶液变浑浊。但是中性气体，不溶于水，也不与氢氧化钙反应，因此通入不会使澄清石灰水变浑浊。D选项错误。 故选D。 方法9 一氧化碳与二氧化碳的比较 【解题通法】 一氧化碳与二氧化碳组成元素相同，分子构成不同，性质也不同。一氧化碳是无色无味的气体，难溶于水；有可燃性、还原性和毒性。二氧化碳也是无色无味气体，能溶于水，能与水、澄清石灰水反应，没有可燃性和还原性。 【典型例题】对比分析是学习化学的有效方法。下列关于一氧化碳和二氧化碳的说法正确的是 A．构成：两种物质都是由碳原子和氧原子构成的 B．性质：两种物质都能与水反应 C．鉴别：两种物质可用闻气味的方法区别 D．转化：两种物质在一定条件下可以相互转化 【答案】D 【详解】A、一氧化碳和二氧化碳都是由分子构成，分子才由原子构成。故该选项错误； B、一氧化碳是一种无色、无味、有毒的气体，不溶于水，也不与水发生反应。二氧化碳能与水反应生成碳酸（），反应的化学方程式为：。因此，并非两种物质都能与水反应。故该选项错误； C、一氧化碳和二氧化碳都是无色、无味的气体，无法通过闻气味来区分。在实验室中，鉴别它们通常用澄清石灰水：二氧化碳能使石灰水变浑浊，一氧化碳则不能。故该选项错误； D、一氧化碳可以通过燃烧转化为二氧化碳，反应的化学方程式为：。二氧化碳可以在高温下与碳反应转化为一氧化碳，反应的化学方程式为：。因此，在一定条件下（如燃烧或高温），它们可以相互转化。故该选项正确。 故选：D。 方法10 实验室制取二氧化碳 【解题通法】实验室制取二氧化碳：试剂——稀盐酸和大理石或石灰石；装置——固液不加热型装置；收集——向上排空气法；检验——澄清石灰水；验满——燃着的木条置于集气瓶口。 【典型例题】规范操作是科学实验的基本要求，下列有关“实验室制取二氧化碳”的实验操作正确的是 A．药品选择 B．制取装置 C．检验CO2 D．收集CO2 【答案】B 【详解】A、实验室常用石灰石或大理石与稀盐酸反应制取二氧化碳，不选用硫酸是因为硫酸和碳酸钙反应会生成微溶于水的硫酸钙，阻止反应进一步进行，图示操作错误，不符合题意； B、实验室常用石灰石或大理石与稀盐酸反应制取二氧化碳，该反应中反应物为固体和液体，反应条件为常温，应选择固液常温型发生装置，图示操作正确，符合题意； C、二氧化碳的检验：向集气瓶中倒入适量澄清石灰水，振荡，若澄清石灰水变浑浊，说明该气体是二氧化碳，图示操作错误，不符合题意； D、二氧化碳密度比空气大、能溶于水且与水反应，应采用向上排空气法收集，图示操作错误，不符合题意。 故选：B。 方法11 实验室制取气体的一般思路和方法 【解题通法】实验室制取气体的思路为：确定化学反应原理、设计实验装置、验证所得气体。 【典型例题】欲在实验室制取某气体时，下列因素中不需要考虑的是 A．药品容易获得，能生成所要制取的气体 B．反应条件易于控制，反应速率适中 C．操作简便易行，安全可靠，节能环保 D．所要制取气体的颜色和气味 【答案】D 【详解】A、实验室制取气体，首先得有合适的药品。药品容易获得，才能保证实验可进行，并且这些药品要能通过反应生成所要制取的气体，这是制取气体的基础，不符合题意。 B、反应条件易于控制很重要，比如有的反应需要加热，有的在常温下即可，如果条件难控制，实验就不好操作。反应速率也得适中，速率太快，气体来不及收集；速率太慢，实验效率太低，不符合题意。 C、操作简便易行，能让实验在常规实验室条件下顺利开展；安全可靠是为了保障实验人员和设备的安全；节能环保符合现代实验的理念和要求，不符合题意。 D、所要制取气体的颜色和气味，只是气体本身的物理性质，不会影响气体的制取过程，比如制取氧气，不管氧气是无色无味的，制取方法都是根据反应原理、条件等确定，符合题意。 故选D。 方法12 能控制反应发生和停止的装置 【解题通法】凡是能在反应过程中能随时将固体和液体分开的装置都可控制反应的发生和停止。 【典型例题】下列发生装置中，不能使反应随时发生或停止的是 A．B． C． D． 【答案】B 【详解】A、该装置中可将固体置于有孔塑料片上，关闭止水夹，通过漏斗添加液体，使固液接触，生成气体，装置内压强增大，右侧液面下降，固液分离，反应停止，打开止水夹，气体导出，固液接触，反应开始，能使反应随时发生或停止，不符合题意； B、该装置中无法控制固液的接触和分离，不能使反应随时发生或停止，符合题意； C、该装置中可将固体置于有孔塑料片上，关闭止水夹，通过长颈漏斗添加液体，固液接触，生成气体，装置内压强增大，将液体压入长颈漏斗中，固液分离，反应停止，打开止水夹，气体导出，固液接触，反应开始，能使反应随时发生或停止，不符合题意； D、该装置可通过上下抽拉铜丝，控制固液的接触和分离，能使反应随时发生或停止，不符合题意。 故选B。 $