内容正文:
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2
碳和碳的氧化物
第六单元
3
知识体系建构
知识全面梳理
核心考点突破
目
录
跨学科实践活动
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①________________________;
②__________________________;
③______________;
④________________;
⑤__________________________;
⑥______________________________;
⑦__________________________________________;
C+O2 CO2(充分燃烧)
2C+O2 2CO(不充分燃烧)
CO2+C 2CO
====
点燃
====
高温
====
点燃
2CO+O2 2CO2
====
点燃
Ca(OH)2+CO2====CaCO3↓+H2O
CaCO3 CaO+CO2↑(合理即可)
====
高温
2HCl+Na2CO3====2NaCl+CO2↑+H2O(合理即可)
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⑧_______________________;
⑨___________________________________________;
⑩________________;
⑪__________________;
⑫_______________________________________;
⑬____________________;
⑭________________________;
⑮含碳的物质燃烧,呼吸等;
⑯6CO2+6H2O C6H12O6+6O2。
2NaOH+CO2====Na2CO3+H2O
Na2CO3+ Ca(OH)2====CaCO3↓+2NaOH(合理即可)
CO2+H2O====H2CO3
H2CO3====CO2↑+H2O
HCl+NaHCO3====NaCl+CO2↑+H2O(合理即可)
CH4+2O2 CO2+2H2O
====
点燃
C2H5OH+3O2 2CO2+3H2O
====
点燃
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知识点1 碳单质的性质和用途
1.金刚石、石墨、C60的物理性质与用途
物质 结构模型 外观 物理性质及用途
金
刚
石 无色透明的固体 ①天然存在最硬的物质→作钻探机钻头、玻璃刀;
②透光性好,硬度大→用作透镜等光学仪器的涂层;
③导热性好→集成电路基板散热,提高芯片功能
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石墨 灰黑色、有金属光泽的固体 ①石墨很软,具有滑腻感→润滑剂;
②具有良好的________→作电极
C60 分子结构形似足球 用于超导、催化、能源、医学等领域
导电性
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【易错提醒】
①金刚石、石墨、C60都是由碳元素组成的单质;金刚石、石墨由碳原子构成,C60由C60分子构成。
②金刚石、石墨、C60的物理性质差异较大的原因是碳原子的排列方式不同。
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2.木炭、活性炭、焦炭、炭黑的性质及用途
(1)木炭:具有疏松多孔的结构,有______能力,可以吸附色素和异味等。
(2)________:用于防毒面具吸附毒气、制糖业脱色、水的净化等。吸附性比木炭的强,吸附性属于______(填“物理”或“化学”)性质。
(3)焦炭:用于冶金工业。
(4)炭黑:用于制造墨汁、油漆、颜料、作橡胶制品的填料。
吸附
活性炭
物理
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3.单质碳的化学性质
条件与性质 化学性质 用途
常温 稳定性 化学性质________ 可用于
制作墨
汁等
点燃 可燃性 氧气充足时:_______________
氧气不充足时:2C+
O2 2CO 可作______
不活泼
C+O2 CO2
====
点燃
燃料
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高温 还原性 ①和氧化铜反应:
________________________
现象:_______________________
________________________________
②和氧化铁反应:2Fe2O3+3C 4Fe+3CO2↑
③和二氧化碳反应:______________ 用于冶
炼金属
====
高温
2CuO+C 2Cu+CO2↑
黑色粉末逐渐变为红色,
生成能使澄清石灰水变浑浊的气体
CO2+C 2CO
====
高温
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【归纳总结】
①石墨和金刚石在一定条件下可以相互转化,该过程属于化学变化。
②碳原子的最外层有四个电子,在化学反应中,既不易得电子,也不易失电子,所以碳在常温下化学性质不活泼。
③活性炭、木炭的吸附过程属于物理变化。
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【即学即练】
判断下列说法的正误。
(1)木炭、活性炭、焦炭、炭黑都是碳单质( )
(2)金刚石、石墨、C60都是由碳原子构成的( )
(3)碳单质在氧气中燃烧生成二氧化碳( )
(4)常温下,碳的化学性质活泼,能与许多物质发生化学反应( )
✕
✕
✕
✕
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知识点2 二氧化碳与一氧化碳
1.物理性质
(1)CO和CO2物质性质的比较
物质 CO CO2
色、味 ____色、____臭的
气体 ____色、____臭的气体,固态二氧
化碳叫作“__________”
密度 比空气______ 比空气____
溶解性 ______于水 ______于水
大
难溶
能溶
无
无
无
无
干冰
略小
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(2)CO2溶解性实验
①步骤:注水后迅速拧紧瓶盖,振荡。
②现象:______________。
③结论:_________________。
软塑料瓶变瘪
二氧化碳能溶于水
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2.一氧化碳的化学性质及用途
化学性质 用途
可燃性:CO能够燃烧,放出大量的热,火焰呈蓝色。化学方程式为___________________(点燃前需验纯) 作气体燃料
还原性:CO还原CuO:____________________
CO还原氧化铁:_________________________ 用于____________
毒性:CO极易与血液中的血红蛋白结合,造成生物体缺氧,严重时危及生命 —
2CO+O2 2CO2
====
点燃
CO+CuO CO2+Cu
====
△
3CO+Fe2O3 3CO2+2Fe
====
高温
冶炼金属
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3.二氧化碳的化学性质及用途
(1)化学性质及实验
化学性质 实验操作 现象与结论
①不燃烧,不支持燃烧 现象:蜡烛__________依次熄灭;
结论:CO2不燃烧、不支持燃烧(化学性质),密度比空气的大(物理性质)
自下而上
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②能与水反应生成碳酸
用紫色石蕊溶液染成的干燥纸花做如上处理 现象:a纸花________;
b纸花________;c纸花
______;吹干c中纸花,
纸花________________。
结论:CO2能与水反应生
成碳酸,化学方程式为
________________
不变红
不变红
变红
由红色变为紫色
CO2+H2O====H2CO3
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③能与碱反应生成盐和水 现象:a.澄清石灰水
________,化学方程式
为___________________
______________(常用于检验CO2);
b.试管内液面急速______,化学方程式为_________________
_____________
变浑浊
CO2+Ca(OH)2====
CaCO3↓+H2O
上升
CO2+2NaOH====
Na2CO3+H2O
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(2)二氧化碳的用途
灭火
人工增雨
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4.二氧化碳和一氧化碳的鉴别
方法 现象
CO CO2
通入澄清石灰水 无现象 变浑浊
点燃 产生蓝色火焰 —
通入紫色石蕊溶液 __________ __________
通过灼热的氧化铜 __________________ 无现象
无现象
溶液变红
黑色粉末变为红色
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5.二氧化碳和一氧化碳互为杂质的除杂方法
物质(括号
内为杂质) 除杂方法
CO(CO2) 先通过足量的__________溶液,再通入_________干燥
CO2(CO) 通过足量灼热的氧化铜(或炽热的氧化铁)粉末
氢氧化钠
浓硫酸
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【易错提醒】
用点燃的方法不能除去CO2中的CO,因为在CO2气体中CO属于杂质,其含量较低,而CO2不燃烧也不支持燃烧,因此不能将CO2中的CO点燃。
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【即学即练】
判断下列说法的正误。
(1)检验CO2用澄清石灰水,吸收CO2一般要用氢氧化钠溶液( )
(2)干燥CO2通常使用浓硫酸、NaOH、碱石灰( )
(3)煤炉旁放一大盆水能防止煤气中毒( )
(4)一氧化碳与二氧化碳的相互转化,一定是通过化学反应实现的( )
(5)CO是引起煤气中毒的主要原因( )
(6)一氧化碳还原氧化铜有单质和化合物生成,属于置换反应( )
√
✕
✕
√
√
✕
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知识点3 二氧化碳的制取
1.工业制法:高温煅烧石灰石,反应的化学方程式为____________________。
2.二氧化碳的实验室制取(详见微专题四)
CaCO3 CaO+CO2↑
====
高温
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知识点4 二氧化碳对生活和环境的影响
1.自然界中的碳循环
2.对人体健康的影响
二氧化碳本身无毒,但不能供给呼吸。
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3.对环境的影响——温室效应
(1)能产生温室效应的气体有_____________________、臭氧(O3)、甲烷(CH4)、一氧化二氮(N2O)、氟氯代烷(商品名为氟利昂)等。
(2)温室效应加剧对环境的影响
二氧化碳(或CO2)
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(3)减缓温室效应的措施
①减少使用____、______、________等化石燃料;
②利用____________、__________、地热能等清洁能源;
③使用节能产品,倡导低碳经济和低碳生活,控制二氧化碳的排放;
④大力植树造林,严禁乱砍滥伐,扩大绿地面积,增加二氧化碳的消耗。
煤
石油
天然气
太阳能
风能
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4.低碳生活
(1)所谓“低碳”,就是较低的_________________排放。低碳生活可以理解为减少二氧化碳的排放,一种低能量、低消耗、低开支的生活方式。
(2)具体做法:不使用一次性筷子、使用清洁能源、提倡纸张双面使用、减少私家车的使用等。
二氧化碳(或CO2)
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【即学即练】
下列做法不符合“低碳生活”理念的是( )
A.为节约和环保,分类回收生活垃圾
B.能源结构向多元、清洁和低碳方向转型
C.为防止影响小区人们生活,在空旷偏僻的地方燃烧塑料垃圾
D.鼓励乘坐公交车或骑自行车出行
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命题点1 碳单质的性质和用途
考法❶ 文字叙述
1.【人教版九上习题改编】 物质的性质在很大程度上决定了物质的用途,下列有关物质的性质及用途说法不正确的是( )
A.金刚石——硬度大——用于钻机的钻头
B.石墨——熔点高——用作电极
C.活性炭——吸附性好——在防毒面具中吸附毒气
D.木炭——易燃——作燃料
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2.(2024·菏泽节选)中国科研团队研制出一种新型材料“碳弹簧”,被认为是
制造智能磁性材料的理想原料,有望用于外太空的探测。它由多孔碳材
料制作而成,与金刚石、石墨等多种碳单质的组成元素相同,但它们的
物理性质有很大差异,原因是______________________。
碳原子的排列方式不同
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3.(2025·东营广饶一模)中华文明源远流长,蕴含着深邃的哲学智慧和丰
富的实践经验。中国年味:过年贴春联是中华民族的传统习俗,书法家
用墨书写对联,墨的主要成分是碳,对联上的字能保存很长时间而不变
色,因为____________________________。
常温下,碳单质化学性质稳定
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考法❷ 模型建构
4.(2025·聊城茌平一模)下列关于碳的各种模型(如图)的说法,正确的是( )
A.由图1可推测常温下碳的化学性质很活泼
B.由图2可知一个碳原子的质量为12.01 g
C.图3中三种物质完全燃烧后的产物相同
D.图3中石墨、金刚石和C60三种物质都由
原子构成
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命题点2 一氧化碳、二氧化碳的性质和用途
考法❶ 碳的氧化物的性质和用途
1.(2024·临沂)下列关于碳和碳的化合物说法中不正确的是( )
A.金刚石是天然存在的最硬的物质
B.一氧化碳和二氧化碳分子构成不同,化学性质不同
C.二氧化碳灭火器可用来扑灭图书、档案等物的失火
D.二氧化碳和葡萄糖(C6H12O6)都属于有机化合物
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2.(2025·深圳名校模拟)如图为有关CO和CO2性质的两个实验,下列说法正确的是( )
A.实验1塑料瓶变瘪说明CO2能与水反应
B.实验2实验现象为黑色固体变红,澄清石灰水变浑浊
C.二氧化碳能溶于水,升高温度会溶解得更多
D.CO和CO2组成元素相同,化学性质相同
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3.(2025·淄博桓台一模)可用如图装置进行二氧化碳的部分性质实验,①③是湿润的紫色石蕊试纸,②是干燥的紫色石蕊试纸,装置Ⅱ中的蜡烛是燃着的。下列说法正确的是( )
A.装置Ⅰ中①③变红,②不变红,说明CO2能使紫色石蕊试纸变红
B.装置Ⅰ、装置Ⅱ中的现象都能说明CO2比空气重
C.装置Ⅱ中蜡烛火焰自上而下依次熄灭说明CO2不支持燃烧
D.可用该装置来检验二氧化碳
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考法❷ 结合数字化实验考查CO2的性质
4.(2024·菏泽)某兴趣小组利用图1装置,对“CO2和NaOH溶液是否反应”进行数字化实验再探究。实验1:在盛满 CO2的烧瓶中滴加80 mL蒸馏水;实验2:在同样的烧瓶中滴加80 mL NaOH 溶液。实验得到如图2所示曲线。下列说法不正确的是( )
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A.由实验1得到的图像是A曲线
B.A曲线中ab段上升是因为加液体使烧瓶内CO2分子数增多
C.该实验能证明CO2与NaOH溶液发生了反应
D.通过此实验说明,利用数字化实验可以实现对化学反应由定性到定量的研究
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命题点3 二氧化碳对生活和环境的影响
考法❶ 碳中和与碳达峰
1.【核心素养·科学态度与责任】 (2025·青岛改编)“设计低碳行动方案”实践活动中的下列认识和做法正确的是( )
A.低碳行动中的“碳”指的是碳元素
B.用氢氧化钠溶液检验呼出气体中是否有二氧化碳
C.绿色植物的光合作用是消耗大气中二氧化碳的有效途径
D.为减少二氧化碳的排放,禁止使用化石燃料
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2.【人教版九上习题改编】 下列有关碳达峰、碳中和的说法中,不正确的是( )
A.2030年我国实现碳达峰目标后,二氧化碳排放量会平稳下降
B.开发和使用新能源,有助于实现碳达峰目标
C.二氧化碳捕集和封存技术是实现碳中和的有效手段
D.严禁使用化石燃料以减少二氧化碳排放
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3.(2024·淄博)我国在第75届联合国大会上提出努力争取在2060年前实现 “碳中和”,充分体现了大国担当。如图为自然界中的“碳循环”示意图,下列说法错误的是( )
A.碳中和是指用碱中和产生的CO2
B.途径①表示植物的光合作用
C.途径②中部分CO2最终转变为碳酸盐
D.化石燃料燃烧使CO2排放量增加
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考法❷ 自然界的三大循环
4.(2025·烟台)自然界中存在着“水循环”“碳循环”“氧循环”三大循环。下列说法错误的是( )
A.三大循环过程中元素守恒,元素化合价不变
B.水的天然循环既实现了水的自身净化,又完成了水资源的重新分配
C.碳、氧循环有利于维持大气中二氧化碳和氧气含量的相对稳定
D.水的天然循环是通过其三态变化实现的,而碳循环、氧循环过程中均有化学变化发生
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命题点4 二氧化碳的实验室制取与性质
1.(2025·连云港)实验室用CaCO3、稀盐酸制取CO2,涉及的装置和操作正确的是( )
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思维导引: 熟悉二氧化碳制取、除杂、干燥、收集的原理及装置要求→分析各选项的装置解答。
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2.(2025·枣庄滕州一模)兴趣小组进行“二氧化碳的制取与性质”实验。
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(1)以石灰石和稀盐酸为原料,选用图1仪器制取一瓶干燥的不含氯化氢的二氧化碳。
①按气流方向填写所需的仪器为______(填标号)。
②仪器连接后添加试剂前需要进行的操作为__________________。
③制取二氧化碳的化学方程式为______________________________。
BDCE
检查装置的气密性
CaCO3+2HCl====CaCl2+H2O+CO2↑
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(2)兴趣小组用输液袋、注射器和三通阀等设计了一体化装置并进行实验。装置如图2。
①当a处于“ ”状态时,试管1中的现象为____________________。
②当a处于“ ”且b处于“ ”状态时,试管2中溶液变红的原因为
__________________________。
③当a、b均处于____(填标号)状态时,可用输液袋2收集二氧化碳。
A. B.
澄清的石灰水变浑浊
二氧化碳与水反应生成碳酸
B
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活动5 基于碳中和理念设计低碳行动方案
Ⅰ.扎实做好碳达峰和碳中和的各项工作,体现了我国主动承担应对气候变
化的国际责任、推动构建人类命运共同体的大国担当。请回答:
(1)“碳”减排:使用氢能源汽车可以有效减少CO2的排放。大气中过量的
CO2会引起___________________________________________________(写
一条)等气候异常。图1是自然界碳循环示意图。碳循环与碳中和中的“碳”,
含义是否相同?________(填“相同”或“不相同”)。
全球气温升高(或冰川融化或海平面上升等,合理即可)
不相同
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(2)“碳捕捉和封存”技术是实现碳中和的重要途径。我国某实验基地通过
如图2技术将CO2压入地下实现CO2的封存,该过程属于______(填“物理”
或“化学”)过程。
物理
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(3)转化法是实现碳中和的措施之一,图3为碳的转化关系图。
图3
①若甲为单质,自然界通过光合作用完成转化Ⅰ,则甲为___________。
②转化Ⅳ是将CO2和H2在催化剂的作用下转化成甲醇(CH3OH)和水,是目
前研究的热点,该反应的化学方程式为_________________________。
O2(或氧气)
CO2+3H2 CH3OH+H2O
========
复合催化剂
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Ⅱ.基于碳中和理念设计低碳行动方案。
(1)将图4装置置于阳光下暴晒一段时间后,观察到红墨水____(填“左”或
“右”)移,证明大气中二氧化碳含量上升会加剧温室效应。
(2)碳中和中的“碳”是指________________。请你提出一条低碳生活的具
体做法:______________________________。
左
二氧化碳(或CO2)
拒绝使用一次性筷子(合理即可)
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56
$