資源簡介

(共58張PPT)
主題2　
碳和碳的化合物
知識清單·理脈絡
考點一 碳的單質
1.存在形式:碳的單質有金剛石、石墨和C60等,因為它們的原子_____________不
同,導致它們在物理性質上存在很大差異。
　排列方式　
2.常見的碳單質:
(1)金剛石、石墨與C60的物理性質和用途比較。
類別 金剛石(C) 石墨(C) C60
色態 無色透明的固體 灰黑色、有金屬光澤而 不透明的細鱗片狀固體 分子形狀似足球
硬度 天然存在的_____ 的物質 _________的礦物之一 質脆
導電性 幾乎不導電 導電(優良) 幾乎不導電
用途 鉆探機鉆頭、刻刀、 裝飾品 潤滑劑、鉛筆芯、電極 廣泛應用于超導、催化、材料、醫學及生物等領域
最硬
　最軟　
(2)木炭和活性炭:木炭和活性炭結構疏松多孔,具有吸附性,可以用作吸附劑,除去食品和工業產品中的色素,消除異味和吸收有毒氣體等。
【微點撥】碳單質的性質存在著明顯差異,是因為它們的原子排列方式不同。
3.單質碳的化學性質:
(1)穩定性:常溫下,碳的化學性質___________,隨著溫度升高,活潑性大大增強。
(2)可燃性。
充分燃燒:反應的化學方程式為_________________;
不充分燃燒:反應的化學方程式為__________________。
　不活潑　
　C+O2 CO2　
　2C+O2 2CO　
(3)還原性。
①與CuO反應。
【微點撥】實驗結束后,應先將導管從石灰水中移出,再熄滅酒精燈,以防液體倒
流,引起試管炸裂。
②與CO2反應。
化學方程式:____________________。
③焦炭在高溫下還原氧化鐵的化學方程式為_____________________________。
　CO2+C 2CO　
　3C+2Fe2O3 4Fe+3CO2↑　
考點二 二氧化碳的制取 高頻考點
1.實驗室制取:
(1)藥品:大理石(或石灰石)與稀鹽酸。
(2)反應原理:____________________________________。
　CaCO3+2HCl===CaCl2+H2O+CO2↑　
(3)制取裝置:實驗室常用的制取二氧化碳的裝置如圖甲、乙所示。
——驗滿方法:________________________________________,
則CO2已收集滿。
——收集方法: _______________。
——檢驗方法:通入澄清的石灰水,現象:___________________。
——注意事項:長頸漏斗下端管口應_________________。
——放置:集滿CO2氣體的集氣瓶應蓋上玻璃片_________在
桌面上。
2.工業制法:_________________________。
　將燃著的木條放在集氣瓶口,若木條熄滅　
向上排空氣法　
澄清的石灰水變渾濁
　伸到液面以下　
　正放　
　CaCO3 CO2↑+CaO　
考點三 二氧化碳的性質和用途
1.性質:
(1)物理性質。
顏色 氣味 狀態 密度 溶解性
無色 無味 氣體 比空氣大 能溶于水
(2)化學性質。
化學性質 不能燃燒不支持燃燒 與水反應 與澄清石灰水反應
實驗
現象 _________的蠟燭先熄滅, _________的蠟燭后熄滅 紫色石蕊溶液變 __________ 澄清的石灰水變
__________
結論或 化學方程式 ______________________ ________________　 _____________ _______ _________________
_______________
　下面　
　上面　
　紅色　
　渾濁　
　不能燃燒,也不支持燃
CO2+H2O===
H2CO3
Ca(OH)2 +CO2===
CaCO3↓+H2O　
燒;密度比空氣大
2.用途
3.對生活和環境的影響:
(1)自然界中的碳循環
(2)對環境的影響——溫室效應。
①危害:導致兩極的冰川融化,使海平面上升,土地沙漠化,氣候異常。
②緩解措施:減少化石燃料的使用;使用清潔型能源;大力植樹造林,嚴禁亂砍濫伐等。
③低碳生活。
生活中應倡導“低碳生活”(所謂低碳,就是降低CO2的排放),如不用一次性筷子、不使用一次性塑料袋購物、用完電器后拔掉插頭等。
(3)對人體的影響
二氧化碳無毒,但不能供給呼吸,因此在人群密集的地方應注意通風換氣。
考點四 一氧化碳的性質與用途
1.物理性質:
顏色 氣味 狀態 密度 溶解性
無色 無味 氣體 比空氣略小 難溶于水
2.化學性質:
(1)可燃性。
反應現象:純凈的CO在空氣中點燃時,能產生_________火焰,放出大量的熱。生成
能使澄清石灰水變渾濁的氣體,化學方程式為______________________。
　藍色　
　2CO+O2 2CO2　
(2)還原性。
CO還原CuO實驗現象:①_____________________,②_____________________,
反應的化學方程式為_________________________。
(注意:除CO外,具有還原性的物質還有C和H2)。
(3)劇毒性。
毒性原理:CO與血液中的_____________結合,使___________________________,
造成生物體缺氧,甚至危及生命。因此冬天用煤爐取暖,一定要裝煙囪,并且注意
室內通風,防止一氧化碳中毒。
　黑色固體逐漸變紅　
　澄清石灰水變渾濁　
　CO+CuO Cu+CO2　
　血紅蛋白　
血紅蛋白不能很好地與O2結合
3.用途:
(1)用作燃料。
(2)用作還原劑,用于冶煉金屬,如用CO冶煉生鐵的化學方程式為_____________
_________________。
　3CO+Fe2O3
2Fe+3CO2　
考點五 CO和CO2的化學性質比較、鑒別及除雜
1.CO與CO2的化學性質比較:
2.鑒別的方法:
(1)依據:兩種氣體性質的不同。
(2)鑒別的方法及現象。
鑒別方法 現象及結論
通入澄清石灰水 無現象的是CO,能使澄清石灰水變渾濁的是CO2
通入紫色石蕊溶液 無現象的是CO,能使紫色石蕊溶液變紅的是CO2
通過灼熱的氧化銅 有_________________的是CO,無現象的是CO2
點燃 能燃燒的是CO,不能燃燒的是CO2
　紅色固體生成　
3.互為雜質時的除雜方法:
物質(括號內為雜質) 除雜方法
CO2(CO) 通過足量_________________
CO(CO2) 通入足量NaOH溶液中
通過足量灼熱的炭粉
【微點撥】用點燃的方法不能除去CO2中的CO。因為在CO2氣體中CO屬于雜質,其含量不會很多,而二氧化碳不支持燃燒,因此,不能將其中的CO點燃。
　灼熱的氧化銅　
實驗探究·培素養
實驗 CO2氣體的制取
1.實驗藥品:大理石(或石灰石)與稀鹽酸
藥品的選用應注意“三不可用”:
(1)不可用稀硫酸代替稀鹽酸,因為生成的硫酸鈣微溶于水,覆蓋在碳酸鈣的表面,會阻止碳酸鈣與硫酸接觸,使反應難以繼續進行。
(2)不可用碳酸鉀、碳酸鈉代替石灰石或大理石,因為碳酸鉀、碳酸鈉是粉末狀固體,與鹽酸反應速率太快,不利于控制和收集。
(3)不可用濃鹽酸代替稀鹽酸,因為濃鹽酸揮發出的氯化氫氣體使二氧化碳不純,且影響二氧化碳的性質實驗。
2.實驗原理(用化學方程式表示):____________________________________。
　CaCO3+2HCl===CaCl2+H2O+CO2↑　
3.實驗裝置:

(1)發生裝置:固液不加熱型發生裝置;
(2)收集裝置:二氧化碳具有_____________、_________________的性質,故選擇
向上排空氣法而不選擇排水法收集。
　能溶于水　
　密度比空氣大　
[特別提醒]　若選用多功能瓶收集二氧化碳時,應長管進氣,短管出氣,如圖。
4.操作步驟:
(1)連、查:連接好儀器并檢查裝置氣密性。
檢查裝置氣密性時,用彈簧夾夾緊橡皮管,再向長頸漏斗中注水形成一段水柱,長頸漏斗液面(或水柱)不下降,說明裝置氣密性良好。
(2)裝:先加入幾小塊大理石(或石灰石),再加稀鹽酸。注意:長頸漏斗的下端要伸入液面以下。
(3)收:收集二氧化碳氣體。
(4)驗:檢驗二氧化碳是否已收集滿。
5.檢驗及驗滿:
(1)檢驗:把產生的氣體通入澄清石灰水中,若觀察到_____________________,證明
生成的氣體是二氧化碳。發生反應的化學方程式為 ___________________
_______________。
(2)驗滿:將燃著的木條放在集氣瓶_________,不能伸入集氣瓶_________,如果木條
熄滅,證明氣體已收集滿。
　澄清石灰水變渾濁　
　Ca(OH)2+CO2===
CaCO3↓+H2O　
　瓶口　
　瓶內　
6.實驗拓展:
(1)CO2體積的測量。
將反應生成的CO2氣體從如圖裝置的a端通入,量筒內水的體積即為生成的CO2的體積。
植物油的作用:可避免CO2與水接觸而溶解,導致測量誤差。植物油上方原有的空氣對實驗結果沒有影響。
(2)CO2的干燥與凈化。
用稀鹽酸和石灰石制取CO2時,由于反應過程放出熱量,會揮發出少量HCl氣體,應該用飽和的NaHCO3溶液除去該氣體,然后用AgNO3溶液檢驗HCl是否除盡,最后再用濃硫酸干燥,得到干燥、純凈的CO2氣體。其常見的裝置如下:
【示范題】(2023·福州華倫中學模擬)實驗室用下列儀器和藥品制取氧氣或二氧
化碳并進行性質實驗。
(1)寫出儀器名稱:①___________;②_____________。
(2)實驗室用高錳酸鉀制取氧氣,反應的化學方程式為________________________
_____________,用裝置A、D制備并收集完O2,后續操作的正確順序是______(填字
母)。
a先熄滅酒精燈,再將導氣管從水槽中移出
b.先將導氣管從水槽中移出,再熄滅酒精燈
　酒精燈　
　長頸漏斗　
　2KMnO4 K2MnO4+
MnO2+O2↑　
　b　
(3)實驗室制取二氧化碳氣體選擇的發生裝置是______(填字母),反應的化學方程
式為____________________________________,用裝置E收集氣體,為了檢驗二氧
化碳是否集滿,可以在玻璃片上涂上______________________________,看到了
明顯現象,從而得出氣體已收集滿的結論。
(4)為驗證二氧化碳的性質,某同學做了如圖實驗,觀察到試管中液面上升和
_____________________。
　B　
　CaCO3+2HCl===CaCl2+H2O+CO2↑　
　澄清石灰水(或氫氧化鈣溶液)　
　試管中的液體變紅　
(5)若用加熱熟石灰和氯化銨固體混合物反應來生成氨氣,應選用的發生裝置是
______ (填字母)。
為了探究氨氣(NH3)的某些性質,小江同學依次做了以下兩組實驗。
　A　
(6)根據實驗b-3推理,NH3進入水中發生了化學反應,推理的證據是_____________
____________________________________________________________________
_______。
(7)根據以上兩組實驗得出的結論是______________________________________
___________。
　試管內溶液
變為紅色,說明有堿性物質生成,使酚酞變紅,因此可知NH3進入水中發生了化學
反應　
　氨氣密度比空氣小,易溶于水,且能與水反
應生成堿　
題組精練·提素能
【重溫·福建中考】
命題點 二氧化碳的制取
1.(2020·福建中考)將一定濃度的稀鹽酸、稀硫酸分別加入裝有等質量CaCO3粉末
的容器中,相同條件下測得兩者產生的CO2體積(V)與反應時間(t)的關系如圖所示。
下列判斷錯誤的是( )
A.0~300 s內,兩個容器內溶液的pH均逐漸增大
B.0~100 s內,反應Ⅰ、Ⅱ生成CO2的速率均先慢后快
C.反應Ⅱ中,0~100 s內產生的CO2體積比100~200 s內的少5a mL
D.實驗室可以用一定濃度的稀硫酸與CaCO3粉末反應制備CO2
C
2.(2021·福建中考)某興趣小組為探究影響化學反應速率的因素,使用等量的同種
鈣片和白醋開展四組實驗,分別測得產生的二氧化碳濃度隨時間變化的曲線如圖
所示。選取CO2的濃度從0~8%為研究對象,下列實驗結果的分析,錯誤的是( )
A.對比①③,溫度越高,反應速率越快
B.對比②③,反應物接觸面積越小,反應速率越慢
C.對比③④,反應物接觸面積越大,反應速率越快
D.對比①②③④,④的反應速率最慢
B
3.(2023·福建中考節選)用自制酸堿指示劑檢驗二氧化碳溶于水所得溶液的酸堿
性。
【查閱資料】某品種菊花的色素提取液具有如表特性:
①用如圖所示裝置制備二氧化碳。
a.反應的化學方程式為____________________________________。
b.應選擇的試劑是___________(填“濃鹽酸”或“稀鹽酸”)。
色素提取液 變色情況 滴入酸中 滴入水中 滴入堿中
紫色 紅色 紫色 黃色
　CaCO3+2HCl===CaCl2+H2O+CO2↑　
　稀鹽酸　
c.將塊狀石灰石放入試管的操作是________________________________________
______________________。
②將二氧化碳通入水中一段時間,向所得溶液滴入自制酸堿指示劑,溶液變_______
色。
　先把試管橫放,用鑷子夾取石灰石放在試管
口后,再慢慢豎立試管　
　紅　
【精練·福建模擬】
1.(2023·廈門二模)生態文明思想強調“建設生態文明、推動綠色低碳循環發展”。
下列做法符合這一思想的是( )
A.燃放煙花爆竹　　　 B.露天焚燒秸稈
C.用沼氣作燃料 D.大量使用農藥
C
2.(2023·泉州安溪模擬)單層石墨被稱為石墨烯,這種“只有一個碳原子厚的碳薄片”
被公認為是目前世界上最薄、最堅硬、傳導電子速度最快的新型材料。下列關
于石墨烯的敘述正確的是( )
A.石墨烯沒有導電性
B.石墨烯的硬度與石墨的一樣大
C.石墨烯疊加過程中有新物質產生
D.常溫下,單層和雙層石墨烯的化學性質均很穩定
D
B
4.(2023·泉州二模)下列實驗室制取二氧化碳的操作示意圖中,正確的是( )
C
5.氧循環和碳循環是自然界中的重要循環。下列說法不正確的是( )
A.氧氣只有通過燃燒才能參與碳循環
B.碳循環和氧循環過程中均發生了化學反應
C.通過減少化石燃料的使用和大力植樹造林
以控制二氧化碳的排放量
D.碳循環和氧循環有利于維持空氣中氧氣和
二氧化碳含量的相對穩定
A
6.將一定質量的炭粉在密閉容器中引燃(如圖1),一段時間后炭粉消失。用壓強傳
感器測得容器內壓強(同溫下,容器內壓強與氣體分子數成正比)隨時間的變化關
系如圖2。下列分析正確的是( )
A.AB段溫度達到炭粉的著火點
B.反應生成的CO2導致CD段壓強增大　
C.E點氣體的成分是CO2和CO
D.燃燒放出的熱量減少導致DE段壓強下降
C
7.某校活動小組的同學,對碳與氧化銅的反應進行了實驗探究。
①用圖甲進行實驗,發現B中試管內澄清石灰水變渾濁。
Ⅰ.澄清石灰水變渾濁的化學方程式為_________________________________。
Ⅱ.碳與氧化銅的反應中,表現出還原性的物質是_______(填“碳”或“氧化銅”)。
Ⅲ.實驗結束時,應______(填操作序號)。
a.先撤出導管,再熄滅酒精噴燈　
b.先熄滅酒精噴燈,再撤出導管
　CO2+Ca(OH)2===CaCO3↓+H2O　
　碳　
　a　
②小組同學認為當碳較多、溫度較高時,A中試管內氣體產物中可能含有CO和
CO2。為了確認氣體產物的成分,又用圖乙進行了實驗。
Ⅰ.實驗前,需進行的操作是___________________。
Ⅱ.實驗過程中,點燃C中酒精燈前,先通一段時間A中試管內產生的氣體,其目的
是________________________________________。
Ⅲ.證明氣體產物中含有CO的實驗現象是
________________________。
　檢驗裝置氣密性　
　排盡裝置內的空氣,防止加熱時發生爆炸　
　C中黑色粉末變成紅色　
8.(2023·福州十六中模擬)閱讀下列短文并回答問題。
“碳中和”是指人類活動的碳排放通過森林碳匯和人工手段加以捕集、利用和封存,使排放到大氣中的溫室氣體凈增量為零。目前,CO2捕集技術的關鍵是將CO2從排放物中分離出來。分離方法主要分為物理吸收法和化學吸收法。物理吸收法中的一種是用活性炭等對CO2進行吸附性吸收。化學吸收法中的吸收劑主要有鈣基吸收劑(鈣基吸收過程如圖1所示)等。
分離后的CO2可用來制取甲醇(CH3OH),在實際生產中,CH3OH的產率除受濃度、溫度、壓強等因素影響外,還受催化劑CuO質量分數的影響(如圖2所示)。我國科學家們提出“液態陽光”概念,即將太陽能轉化為可穩定存儲并且可輸出的燃料,實現燃料零碳化。
(1)天然氣的主要成分甲烷完全燃燒的化學方程式為
___________________________。
(2)檢驗煙道氣中是否含有二氧化碳的方法是
_________________________________(用化學方程式解釋)。
　CH4+2O2 CO2+2H2O　
　CO2+Ca(OH)2===CaCO3↓+H2O　
(3)吸熱反應器中發生分解反應,且各元素化合價不變,則A的化學式為
___________。
(4)下列說法正確的是________(填字母)。
A.“碳中和”中的“碳”指的是碳單質
B.控制化石燃料的使用可減少碳排放
C.“碳中和”指的是沒有碳排放
D.“液態陽光”將實現燃料零碳化
(5)將二氧化碳用來制取甲醇(CH3OH),還需要添加的元素是___________。
(6)為使甲醇(CH3OH)的產率最高,催化劑CuO的質量分數應控制在_________。
　CaCO3　
　BD　
　氫元素　
　50%　
9.(2023·福建師大附中模擬)實驗室用如圖所示裝置制CO2氣體,并進行相關實驗
研究。
已知:①氯化鈣溶液接近中性;②CO2與
NaHCO3溶液不反應。
(1)儀器a的名稱是___________。
(2)連接裝置A、B,打開分液漏斗的活塞,逐滴
滴入稀鹽酸,觀察到乙處燃著的火柴先熄滅。
①裝置A內發生反應的化學方程式為____________________________________。
②由實驗現象可推知CO2具有的性質:不可燃,不支持燃燒,_________________。
　錐形瓶　
　CaCO3+2HCl===CaCl2+H2O+CO2↑　
　密度大于空氣　
(3)若在裝置A與CO2收集裝置之間增加裝置C,其目的是_____________________
_______________。
(4)實驗廢液處理:待裝置A中無氣泡產生時,靜置,過濾除去底部多余的大理石粉
末,測得濾液pH約為3。廢液處理時,需將pH調節至6~9。
①寫出濾液所含溶質的化學式:________________。
②向上述濾液中緩慢加入____(填字母),攪拌,調節溶液pH至6~9,倒入指定容器。
A.氯化鈉溶液　B.澄清石灰水　C.氫氧化鈉溶液
(5)數據處理:實際收集到的CO2的質量比理論值小,其可能原因是_____________
___________。
　除去二氧化碳中混入
的氯化氫氣體　
　CaCl2、HCl　
BC
　部分CO2溶
解到水中　
【感悟·全國真題】
1.(2023·長沙中考)在生活生產中碳單質的應用廣泛。下列有關含碳物質的性質
或用途正確的是( )
A.活性炭具有吸附性
B.木炭常溫下化學性質很活潑
C.金剛石用作電極
D.石墨用作鉆探機鉆頭
A
2.(2023·遼寧營口)下列關于一氧化碳和二氧化碳的說法正確的是( )
A.一氧化碳和二氧化碳都由碳、氧元素組成,能相互轉化
B.一氧化碳和二氧化碳都具有可燃性,都可作燃料
C.一氧化碳和二氧化碳都能與水反應,都能使紫色石蕊溶液變紅
D.一氧化碳和二氧化碳都是溫室氣體,含量增多都能導致溫室效應增強
A
3.(2023·宜賓中考)如圖,杠桿已調至平衡。向集氣瓶內緩慢通入一定量的CO2氣
體,稍后再倒入濃NaOH溶液(液面不接觸乒乓球)。下列說法正確的是( )
A.通入CO2氣體后,左端乒乓球下降
B.整個過程中乒乓球位置始終沒有變化
C.倒入濃NaOH溶液后,杠桿逐漸恢復原狀
D.其他條件不變,將CO2換成H2會產生同樣現象
C
4.(2023·成都中考節選)生活中含碳物質種類繁多、應用廣泛。根據如圖回答問題。
(1)圖1中物質的類別未包括______(填字母)。
a.酸　　 b.堿　　 c.鹽　　 d.有機物
(2)圖1中物質轉化可通過分解反應實現的是
_________(填序號)。
(3)CO與CO2性質有很大不同的微觀解釋是
____________________________________________。
(4)圖2實驗能否證明二氧化碳與水發生了化學反應 判斷并說明理由:
_________________________________________。
　b　
　⑥⑧　
1個二氧化碳分子比1個一氧化碳分子多1個氧原子
　不能,缺少CO2能否使石蕊變紅的對比實驗　
5.(2023·宜昌中考)探究二氧化碳的制取和性質。
(1)如圖1,觀察到的現象是__________________________________。
(2)用木炭還原氧化鐵也可得到二氧化碳,反應的化學方程式
是______________________________。
(3)上述兩個反應都可得到二氧化碳,但實驗室制取二氧化碳的
化學方程式是____________________________________。
　劇烈燃燒,發出白光,放出大量的熱　
　3C+2Fe2O3 4Fe+3CO2↑　
　CaCO3+2HCl===CaCl2+CO2↑+H2O　
小文同學用圖2裝置制取二氧化碳,請指出該裝置的兩處錯誤:
①___________________________________;
②___________________________________。
(4)如圖3,向充滿二氧化碳的軟塑料瓶中加入約體積的水,
立即旋緊瓶蓋,振蕩,觀察到的現象是_________________,由此可知,二氧化碳的性
質是_____________。在一支試管中倒入少量塑料瓶中的液體,滴加幾滴紫色石蕊
溶液,振蕩,觀察到的現象是_____________________。
　長頸漏斗的下端沒有伸入液面以下　
　采用向下排空氣法來收集二氧化碳　
　軟塑料瓶變癟　
　能溶于水　
　紫色石蕊溶液變紅　
6.(2023·蘇州中考)CO2作為一種碳資源,被廣泛應用于工農業生產。
Ⅰ.植物氣肥
(1)在蔬菜大棚內增大CO2濃度,有利于植物進行_____________,促進生長。
Ⅱ.生產化肥
(2)二氧化碳和氨氣可以生產尿素[CO(NH2)2]和碳酸氫銨。
①合成尿素的反應為CO2+2NH3===CO(NH2)2+X,X的化學式是_________。
②合成碳酸氫銨的反應為CO2+NH3+H2O===NH4HCO3,該反應需在較_______
(填“高”或“低”)溫度下進行。
(3)理論上,相同質量的NH3分別生產CO(NH2)2和NH4HCO3,消耗CO2的質量比為
_________。
　光合作用　
　H2O　
　低　
　1∶2　
Ⅲ.催化重整
(4)CH4與CO2在催化劑作用下可得到合成氣(CO和H2),反應過程中催化劑表面還同時存在積碳反應和消碳反應,原理如圖-1所示。

①消碳反應的產物“ ”是________。
②為減少催化劑表面的積碳,可在原料氣中加入適量_____________氣體。
　CO　
　二氧化碳　
③其他條件不變,催化劑表面的積碳量隨溫度變化如圖-2所示。溫度高于600 ℃,
催化劑表面積碳量減少的原因可能是_____________________________________
_________。
　碳和二氧化碳在高溫的條件下生成了一
氧化碳　

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