第六单元 碳和碳的氧化物知识清单--2026-2027学年九年级化学人教版上册

第六单元　碳和碳的氧化物　知识清单 依据人教版《义务教育教科书·化学》九年级上册（2024年版新教材）编写，供复习备考使用 识记类 一、单元知识概览 二、课题1　碳单质的多样性（考点知识梳理、重点知识记忆方法） 三、课题2　碳的氧化物（考点知识梳理、重点知识记忆方法） 四、课题3　二氧化碳的实验室制取（考点知识梳理、重点知识记忆方法） 五、单元高频考点速记（考点清单） 题型类 六、单元考向预测（2026—2027学年）（解题模型与答题技巧） 答题类 七、学情自测（选择题、填空题、简答题） 八、参考答案 一、单元知识概览 【学习内容】本单元共三个课题：课题1“碳单质的多样性”，课题2“碳的氧化物”，课题3“二氧化碳的实验室制取”。 【考点地位】碳单质的性质与用途、CO₂与CO的性质比较、二氧化碳的实验室制取是中考必考内容，其中CO₂与CO的性质对比、实验室制CO₂的装置与检验、温室效应是高频考点，常以选择题、实验探究题、推断题考查。 【学习目标】① 知道金刚石、石墨、C60等碳单质的物理性质差异及用途；② 掌握碳单质的化学性质（稳定性、可燃性、还原性）；③ 掌握CO₂和CO的性质、用途及区别；④ 掌握实验室制取CO₂的原理、装置、检验与验满方法。 二、课题1　碳单质的多样性 （一）考点知识梳理 【知识定位】金刚石、石墨、C60的性质与用途对应关系，碳单质的化学性质（常温稳定、可燃、还原性）是本课题核心考点，选择题、填空填表题常考。 【碳单质的多样性】金刚石、石墨、C60都是由碳元素组成的单质，由于碳原子的排列方式不同，它们的物理性质差异很大（化学性质相似）。 【金刚石】天然存在的最硬的物质，无色透明、有光泽；用途：裁玻璃、切割大理石、钻探机钻头、光学涂层、集成电路基板散热。 【石墨】灰黑色、有金属光泽、很软、有滑腻感、熔点高、导电性优良；用途：铅笔芯、干电池电极、电刷、高铁受电弓滑板。 【木炭与活性炭】疏松多孔、具有吸附能力（物理变化）；活性炭吸附性比木炭更强，用于防毒面具滤毒罐、制糖脱色、净化污水和饮用水、吸附装修有害气体。 【C60】每个C60分子由60个碳原子构成，结构形似足球；可用于超导、催化、能源、医学等领域；另有碳纳米管、石墨烯等新型碳单质。 【碳单质的化学性质】①常温下化学性质不活泼（字画保存长久不变色的原因，受日光、空气、水都不易变化）；②可燃性：充分燃烧C+O₂CO₂，不充分燃烧2C+O₂2CO；③还原性：高温下与金属氧化物反应，如2CuO+C2Cu+CO₂↑、2Fe₂O₃+3C4Fe+3CO₂↑。 【还原反应】含氧化合物中的氧被夺去的反应叫还原反应（氧化铜失去氧变成铜）；碳在此作还原剂，表现还原性。 （二）重点知识记忆方法 【记忆口诀】碳单质三兄弟：金刚石硬、石墨软导电、C60足球状。结构决定性质：原子排列方式不同，物理性质差异大，化学性质相似。碳的化学性质：常温不活泼，点燃可燃（足氧CO₂、缺氧CO），高温还原氧化铜。 【易错提醒】① 金刚石和石墨物理性质差异大是因为碳原子排列方式不同（不是原子种类不同）；② 木炭/活性炭吸附色素异味是物理变化；③ 碳充分燃烧生成CO₂、不充分燃烧生成CO（CO有毒，通风不良时煤炉产生）；④ 木炭还原氧化铜实验：先撤导管再停止加热（防石灰水倒吸），反应条件高温；⑤ 还原反应中作还原剂的是碳（得氧物质）。 三、课题2　碳的氧化物 （一）考点知识梳理 【知识定位】CO₂与CO的性质对比、检验方法、温室效应与低碳行动是本课题核心考点，实验题、推断题高频考查，是中考「碳三角」转化网络的基础。 【二氧化碳的性质】无色无臭、密度比空气大、能溶于水（通常状况下1体积水约溶解1体积CO₂，加压溶解更多——制汽水）；不能燃烧、不支持燃烧、不能供给呼吸。 【二氧化碳与水反应】CO₂+H₂O=H₂CO₃（碳酸），碳酸能使紫色石蕊溶液变红；碳酸不稳定：H₂CO₃=CO₂↑+H₂O（吹干纸花由红变紫）。实验三朵花对照：喷水不变红、放CO₂中不变红、喷水后放CO₂中变红——证明CO₂不能使石蕊变红，是CO₂与水反应生成的碳酸使石蕊变红。 【二氧化碳使澄清石灰水变浑浊】CO₂+Ca(OH)₂=CaCO₃↓+H₂O，这是检验二氧化碳的方法。 【二氧化碳的用途】灭火（不能燃烧不支持燃烧、密度比空气大）、作气体肥料（光合作用原料）、制碳酸饮料、作化工原料、干冰（固态CO₂，升华吸热作制冷剂、人工增雨、冷藏保鲜）。 【温室效应与低碳行动】温室气体：CO₂、臭氧O₃、甲烷CH₄、一氧化二氮N₂O、氟氯代烷；温室效应本身使地球适宜生存，但温室效应增强导致全球变暖（冰川融化海平面升高、土地沙漠化、极端天气增多）。低碳行动：减少化石燃料使用、发展清洁能源、提高能源效率、植树造林、CO₂捕集利用与封存；我国目标：2030年前碳达峰、2060年前碳中和。 【一氧化碳的性质】无色无臭、难溶于水、密度比空气略小；可燃性：2CO+O₂2CO₂（蓝色火焰，是水煤气等燃料主要成分）；还原性：CuO+COCu+CO₂（可用于冶金炼铁）；毒性：极易与血液中的血红蛋白结合，使血红蛋白不能与氧气结合，造成缺氧甚至死亡。防CO中毒：冬天用煤火取暖要装烟囱、注意通风。 （二）重点知识记忆方法 【记忆口诀】CO₂与CO一字之差性质两重天：CO₂灭火汽水肥、CO可燃还原毒。检验CO₂：通入澄清石灰水变浑浊；鉴别CO与CO₂：石灰水变浑浊是CO₂，能燃烧蓝色火焰的是CO。CO中毒原理：与血红蛋白结合，夺走氧。 【易错提醒】① CO₂本身无毒，但浓度过高不能供给呼吸导致窒息；CO有毒；② CO₂能使紫色石蕊变红不是CO₂直接作用，是碳酸（CO₂与水反应生成）的作用；③ CO不能使澄清石灰水变浑浊，但CO₂可以；④ 干冰是固态CO₂，升华是物理变化；⑤ 煤气泄漏不能开灯或使用明火（可能爆炸），应开窗通风；⑥ 用CO还原CuO时尾气不能直接排放（有毒），要点燃或收集处理。 四、课题3　二氧化碳的实验室制取 （一）考点知识梳理 【知识定位】制取CO₂的原理、装置选择、操作顺序、检验与验满是本课题核心考点，是中考实验题「气体制取」板块的必考内容。 【反应原理】实验室用石灰石（或大理石）与稀盐酸反应：CaCO₃+2HCl=CaCl₂+H₂O+CO₂↑。不能用稀硫酸（生成微溶的CaSO₄覆盖在石灰石表面阻止反应继续）；不能用浓盐酸（挥发出HCl使CO₂不纯）；不用纯碳酸钠粉末（反应太快不易控制）。 【发生装置】固液常温型（不需加热）：锥形瓶+长颈漏斗（下端伸入液面以下防气体逸出）+双孔橡胶塞。操作顺序：组装→检查气密性→加固体（石灰石）→注入稀盐酸→收集。 【收集装置】向上排空气法（CO₂密度比空气大且能溶于水，不用排水法）。 【检验与验满】检验：将气体通入澄清石灰水，变浑浊即是CO₂；验满：燃着的木条放在集气瓶口，若熄灭则已集满（检验放在瓶内，验满放瓶口）。 【制取气体的一般思路】①确定化学反应原理（选试剂、考虑速率、纯度和安全）；②设计实验装置（根据反应物状态和条件定发生装置，根据气体密度、溶解性定收集装置）；③验证所得气体。 （二）重点知识记忆方法 【记忆口诀】实验室制CO₂：石灰石稀盐酸，固液常温型，向上排空气；澄清石灰水检验，燃着木条瓶口验满。三种试剂三不用：稀硫酸钝化停、浓盐酸带杂质、纯碳酸钠太快。 【易错提醒】① 长颈漏斗下端必须伸入液面以下（液封防漏气）；② CO₂不能用排水法收集（能溶于水）；③ 检验和验满方法不同：检验通入石灰水中、验满用燃着木条放瓶口；④ 制取装置先查气密性再装药品；⑤ 对比氧气：O₂可用排水法（不易溶于水），CO₂用向上排空气法（能溶于水）。 五、单元高频考点速记 ① 碳单质：金刚石最硬（钻头）、石墨软导电（电极铅笔芯）、C60足球状、木炭活性炭吸附；差异原因原子排列方式不同。 ② 碳化学性质：常温不活泼（字画不变色）；可燃（足氧CO₂、缺氧CO）；高温还原CuO、Fe₂O₃。 ③ CO₂：密度比空气大、能溶于水、不燃烧不支持燃烧；CO₂+H₂O=H₂CO₃、CO₂+Ca(OH)₂=CaCO₃↓+H₂O；干冰升华吸热。 ④ CO：可燃（蓝色火焰）、还原CuO、剧毒（与血红蛋白结合）。 ⑤ 温室效应：CO₂等温室气体过多导致全球变暖；碳达峰2030、碳中和2060。 ⑥ 实验室制CO₂：CaCO₃+2HCl=CaCl₂+H₂O+CO₂↑；固液常温型、向上排空气法、石灰水检验、燃着木条瓶口验满。 六、单元考向预测（2026—2027学年） 【考向预测】结合2026年中考命题趋势（情境化命题、实验探究强化、碳中和时事），本单元预测考查方向：① CO₂与CO性质对比：以表格或实验装置图考查两者性质、鉴别方法（通石灰水、点燃检验），注意“CO₂灭火而CO可燃”的对比；② 实验室制CO₂：装置选择（固液常温型）、操作顺序、检验与验满辨析是必考，可能结合自制简易装置或数字化实验情境；③ 碳三角转化：C、CO、CO₂、CaCO₃、H₂CO₃之间的转化网络书写化学方程式，是推断题高频素材；④ 温室效应与碳中和：结合双碳目标、CO₂捕集利用与封存（CCUS）等时事命制选择题或简答题，考查低碳措施；⑤ CO中毒：结合煤气泄漏、煤炉取暖情境考查安全知识；⑥ 答题规范：描述实验现象与结论分开，检验CO₂写“澄清石灰水变浑浊”，验满写“燃着的木条熄灭”。 七、学情自测 本部分依据本单元知识清单编制，用于自查掌握程度，建议限时完成。 （一）选择题（每题2分，共5题） 1. 含碳物质构建了一个“神奇的碳家族”。下列有关说法正确的是（ ）。 A. 活性炭可用于冰箱除异味　B. 金刚石具有优良的导电性　C. 石墨常温下化学性质很活泼　D. 金刚石和石墨的原子排列方式相同 2. 中国空间站首次实现了空间微重力条件下水稻全生命周期的发育研究。下列能参与水稻光合作用的气体是（ ）。 A. 氢气　B. 氮气　C. 二氧化碳　D. 二氧化硫 3. 实验室制取二氧化碳应选用的药品是（ ）。 A. 碳酸钠和稀盐酸　B. 石灰石和稀硫酸　 C. 石灰石（大理石）和稀盐酸　D. 木炭和氧气 4. 下列方法中，能很好地鉴别氧气和二氧化碳两种气体的是（ ）。 A. 闻气味　B. 看颜色　C. 通入稀硫酸中　D. 通入澄清石灰水中 5. 一氧化碳使人中毒的原理是（ ）。 A. CO与血红蛋白结合，使血红蛋白失去运输氧的能力　 B. CO腐蚀肺部　C. CO占据肺泡　D. CO使空气中氧气减少 （二）填空题（每空2分） 1. 碳在氧气充足时燃烧生成____________，化学方程式为________________；在氧气不足时燃烧生成____________。 2. 二氧化碳与水反应生成______________（写化学式），该物质能使紫色石蕊溶液变________色。 3. 实验室收集二氧化碳用______________法，验满的方法是__________________________________________________。 （三）简答题（每题8分，共2题） 1. 长期盛放澄清石灰水的试剂瓶内壁会出现白色固体，用化学方程式解释其形成原因。 2. 写出木炭还原氧化铜的化学方程式，并指出该反应中木炭表现的性质。 八、参考答案 【选择题】 1. A。活性炭具有疏松多孔的结构，吸附性强，可用于冰箱除异味；金刚石几乎不导电（导电性优良的是石墨），石墨常温下化学性质稳定，金刚石和石墨的碳原子排列方式不同。 2. C。光合作用是二氧化碳和水在光照和叶绿体作用下合成有机物并释放氧气，二氧化碳是光合作用的原料。 3. C。实验室用石灰石（大理石）与稀盐酸反应制CO₂；稀硫酸会生成微溶的硫酸钙覆盖在固体表面阻止反应。 4. D。二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊，氧气不能，可用于鉴别；氧气和二氧化碳均无色无味，通入稀硫酸均无明显现象，均无法区分。 5. A。CO极易与血液中的血红蛋白结合，使血红蛋白不能与氧气结合，造成缺氧。 【填空题】 1. 二氧化碳；C＋O₂ CO₂；一氧化碳（CO）。 2. H₂CO₃（碳酸）；红。 3. 向上排空气；将燃着的木条放在集气瓶口，若木条熄灭说明已集满。 【简答题】 1. CO₂＋Ca(OH)₂=CaCO₃↓＋H₂O，空气中的CO₂与石灰水反应生成难溶的碳酸钙（白色固体）附着在瓶壁。 2. C＋2CuO 2Cu＋CO₂↑；木炭作还原剂，表现还原性。 学科网（北京）股份有限公司 $