資源簡介

(共43張PPT)
專題2　
碳和碳的氧化物
命題分析
課標要求 1.能通過實驗說明二氧化碳的主要性質，并能用化學方程式表示(認識)
2.能舉例說明二氧化碳的廣泛應用及性質與用途的關系(知道)
3.能利用二氧化碳的性質，解析一些簡單的化學現象和事實(知道)
4.以自然界中的碳循環為例，認識物質在自然界中可以相互轉化及其對維持人類生活與生態平衡的意義(認識)
福建省近五年命題分析 2023 2022 2021 2020 2019
高頻考點 碳單質的性質與用途 第4題，3分 第8題，3分 第6題，3分 第13題，1分
第14題，1分
CO2的性質與用途 第6題，3分 第16題，1分 第10題，3分 第14題，4分 第11題，3分 第14題，4分 第6題，3分 第17題，8分 第2題，3分
第10題，3分
CO2的制取 第16題，4分 第10題，3分 第15題，3分
CO的性質與用途 第4題，3分 第12題，3分 第14題，3分 第12題，2分
記憶導圖
考點梳理
考點1　碳單質的性質與用途
1.常見碳單質
(1)物質 金剛石 石墨 C60 (足球烯)
(2)結構模型 空間網狀結構 (正八面體) 平面層狀結構

球狀結構
(3)性質與用途 無色透明、天然存在的最硬的物質；用來裁玻璃、切割大理石、加工堅硬的金屬，以及裝在鉆探機的鉆頭上等 具有優良的 性能，可作電極；有滑膩感，可作潤滑劑 有可能廣泛應用于超導、催化、材料、醫學及生物等領域
(4)區別與聯系 　 　不同，導致物理性質存在著明顯差異；由于都是由碳元素組成的單質，因此它們的化學性質相似，一定條件下金剛石與石墨可相互轉化
導電
　碳原子排列方式　
易失分點　
C60是由碳元素組成的單質，不是有機化合物。
2.無定形碳
常見的無定形碳：木炭、焦炭、活性炭和炭黑，其中活性炭有很強的
　 　。
易失分點　木炭與活性炭都有吸附作用；活性炭用于防毒面具、除異味、凈化自來水等。
　吸附性　
3.碳單質的化學性質
(1)穩定性：在常溫下，碳的化學性質不活潑，不易與其他物質發生化學反應(古代字畫保存很長時間而不變色，檔案資料要求用碳素墨水書寫)。
(2)可燃性
①氧氣充足時，碳燃燒的化學方程式：
　 ；
②氧氣不充足時，碳燃燒的化學方程式：
　 。
C＋O2 CO2　
2C＋O2 2CO　
(3)還原性
①如圖所示，C和CuO反應的化學方程式：
　 ；
現象：澄清石灰水變渾濁，試管里的粉末由黑色變成紫紅色。
②在高溫條件下，C和CO2反應的化學方程式：
　 (屬于吸熱反應)。
③工業上，用焦炭和氧化鐵反應冶煉鐵的化學方程式為
　 。
C＋2CuO 2Cu＋CO2↑
C＋CO2 2CO　
3C ＋ 2Fe2O3 4Fe＋3CO2↑　
(1)物理性質 CO2的密度比空氣的大，能溶于水，固態二氧化碳叫做“干冰”
(2)化學性質 ①三不：CO2不能供給呼吸，不能燃燒，也不支持燃燒。
②CO2與水反應：
現象為紫色石蕊溶液變成　 　色；
結論是CO2與水反應生成碳酸，反應的化學方程式為
　 　(碳酸不穩定，受熱易分解)。
③CO2與堿溶液反應：
a.檢驗CO2的化學方程式為 　，
現象為澄清石灰水變渾濁；
b.除去CO2的化學方程式為
_______________________________________________ 　
　CO2＋2NaOH === Na2CO3＋H2O(答案合理即可)　
CO2＋Ca(OH)2=== CaCO3↓＋H2O　
　CO2＋H2O === H2CO3　
　紅　
考點2　CO2的性質與用途
(3)用途 ①干冰可作制冷劑，原理是干冰升華吸熱；
②CO2可作滅火劑，利用CO2密度比空氣大(物理性質)，不能燃燒也不支持燃燒(化學性質)；
③CO2可作氣體肥料，反應的化學方程式為
_______________________________________________
6CO2＋6H2O C6H12O6＋6O2　
易失分點　
①CO2是空氣的成分之一，不是造成空氣污染的物質，但含量過多會產生溫室效應；
②CO2無毒，但不能供給呼吸，因此人若要進入久未開啟的菜窖、干涸的深井或深洞底部，需先做燈火實驗，照明最好選用火把；
③CO2與水反應的現象無法直接觀察，因此借助紫色石蕊溶液遇酸后發生顏色變化的特點，判斷CO2與水發生了反應，使紫色石蕊溶液變色的是CO2與水反應生成的碳酸。
考點3　CO2的制取
1.工業制法
(1)反應物及反應條件：大理石(或石灰石)，高溫。
(2)反應原理：　 (寫化學方程式)。
2.實驗室制法(詳見P19實驗)
CaCO3 CaO＋CO2↑　
考點4　CO的性質與用途
1.性質
(1)可燃性：CO燃燒時放出大量的熱，火焰呈　 　色，罩在火焰上方的燒杯內壁上附著的澄清石灰水變渾濁，上述反應的化學方程式為
　 。
(2)毒性：極易與血液中的血紅蛋白結合，造成生物體內缺氧，嚴重時會危及生命。一氧化碳有毒！
　藍　
2CO＋O2 CaCO3↓＋H2O　
①反應原理 　 (寫化學方程)
②實驗裝置
③實驗現象 　 　色粉末變成　 　色，生成的氣體能使澄清石灰水變渾濁
　紫紅　
　黑　
(3)還原性：如CO能與CuO反應。
CO＋CuO Cu＋CO2　
④注意事項 a.實驗前要檢驗CO的純度；
b.裝入藥品后，要先通入CO一段時間后，再點燃酒精燈，其原因是　 ；
c.實驗時要對尾氣進行處理，避免污染空氣；
d.反應結束后先停止加熱，繼續通CO至玻璃管冷卻，其原因是
_________________________________ 　
　防止生成的灼熱的銅被重新氧化　
　先排出管內空氣，防止混合氣體受熱發生爆炸
2.用途
(1)作氣體燃料。
(2)冶金工業。
(1)制取CO2可選擇的發生裝置是　 　(選填字母)。
(2)用裝置C收集CO2，驗滿的方法是______________________________
　。
若木條熄滅則已集滿　
將燃著的木條放在a端導管口處，
【例題】實驗室用如圖所示裝置制備CO2并探究其性質。回答下列問題。
　B　
典例精講
(3)裝置D中，m、n處分別放有濕潤、干燥的藍色石蕊試紙，證明CO2能與水反應的現象是 ；通過裝置E產生的現象可證明CO2具有____________________________　
　的性質。
(4)中國將力爭2030年前實現碳達峰、2060年前實現碳中和。中國承諾實現從碳達峰到碳中和的時間，遠遠短于發達國家所用的時間。“低碳生活，人人有責”，寫出一條合理的低碳出行建議：_______________
　。
綠色出行(答案合理即可)　
　少開私家車，
支持燃燒　
　密度比空氣大，不燃燒也不
m處濕潤的石蕊試紙變紅，n處干燥石蕊試紙不變色
(1)實驗室常用石灰石和稀鹽酸制取CO2氣體，其反應的化學方程式是
　 。
【變式】(2023·隨州)化學是一門以實驗為基礎的科學。根據下列實驗裝置圖，回答有關問題。
　CaCO3＋2HCl=== CaCl2＋H2O＋CO2↑　
(2)為了得到干燥、純凈的CO2氣體，產生的氣流應依次通過裝置　 、
　 　(以上兩空均寫裝置字母)，收集CO2氣體選用的裝置是　 　(寫裝置字母)。
(3)有人對氣體發生裝置A作以下改進：在錐形瓶中放入一小試管，將長頸漏斗下端插入小試管中，如圖H所示。改進后的優點是 _
　。
從長頸漏斗中逸出(答案合理即可)　
能防止氣體
　E　
　C　
　D
考點1　碳單質的性質與用途
1.(2023·營口)書寫具有保存價值的檔案時，按規定應使用碳素墨水
(用炭黑等制成)。這說明單質碳具有的性質是( )
A.難溶于水 B.可燃性
C.熔點高 D.常溫化學性質穩定
課堂精練
D
2.(2023·吉林)下列有關金剛石和石墨的說法錯誤的是( )
A.都是碳的單質
B.都由碳元素組成
C.物理性質相同
D.碳原子排列方式不同
C
考點2　CO2的性質與用途
3.(2023·長春)下列關于二氧化碳的說法錯誤的是( )
A.組成：二氧化碳由碳元素和氧元素組成
B.結構：二氧化碳由碳原子和氧分子構成
C.性質：二氧化碳能溶于水
D.應用：二氧化碳可用于生產碳酸型飲料
B
A.X可以是單質或氧化物
B.“CO→CO2”的反應類型為置換反應
C.“CO2→H2CO3”的反應可以用石蕊溶液檢驗
D.“CO2→CaCO3”的反應可以用于實驗室檢驗二氧化碳
4.(2023·臨沂)碳及其部分化合物的轉化關系如圖所示(圖中“→”表示一種物質可轉化為另一種物質，X表示反應物)。下列說法錯誤的是( )
B
5.*(2018·福建)下列實驗方案能達到實驗目的的是( )
D
選項 實驗目的 實驗方案
A 檢驗某固體為碳酸鹽 取樣，滴加鹽酸，觀察是否有氣泡
B 證明二氧化碳能與水反應 將二氧化碳通入滴有酚酞溶液的水中
C 檢驗氧氣已收集滿 將帶火星的木條伸入集氣瓶中
D 證明蠟燭中含有碳元素 將內壁蘸有澄清石灰水的燒杯罩在蠟燭火焰上方
6.(2021·福建節選)“嫦娥五號”月球采樣返回，“天問一號”成功抵達火星，標志著我國航天事業取得突破性進展。回答下列問題。
(1)著陸器上的儀器可探測水。若月球上存在大量的水，可利用光催化分解水技術得到氧氣，對人類在月球上活動意義重大，該反應的化學方程式為　 。
2H2O 2H2↑＋O2↑　
①為鑒別一瓶模擬“火星低層大氣”組成的氣體和一瓶空氣，可采用的化學方法是　 　；
(2)火星擁有豐富的金屬礦物和二氧化碳等資源。火星低層大氣的主要成分如表所示：
　用燃著的木條檢驗　
氣體成分 CO2 N2 Ar O2 其他
體積分數/% 95.32 2.7 1.6 0.13 0.25
②若為滿足人類未來在火星上生活，下列研究設想不合理的是　 　(選填字母)。
A.將CO2轉化為O2，提高O2含量
B.將CO2分解轉化為N2，提高N2含量
C.尋找水的存在和開發水循環技術
D.利用火星上的金屬礦物冶煉金屬
　B　
7.(2022·福建改編)我國科研團隊發現“嫦娥五號”取回的月壤中含催化活性物質，它們能實現水、二氧化碳的高效轉化。該團隊提出利用月壤實現月球生存的設想如圖所示。回答下列問題。
(1)環節①分離水后剩下的氣體含有CO2、N2和　 　(寫一種)等。
(2)環節②電解水的化學方程式為　 。
(3)環節③利用月球夜間低溫(約－173 ℃)，將二氧化碳凝結分離。為檢驗分離后的氣體中是否還含有CO2，可將氣體樣品通入____________
(寫試劑名稱)中。
2H2O 2H2↑＋O2↑　
　澄清石灰水　
　O2(答案合理即可)　
(4)環節④將二氧化碳和氫氣轉化為甲烷和水，該反應的化學方程式為
　 。
(5)該設想有利于實現月球基地中　 　元素的循環利用。
　碳、氫、氧　
CO2＋4H2 CH4＋2H2O　
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
9.*(2021·福建)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CO2的濃度隨時間變化曲線如圖所示。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( )
B
考點4　CO的性質與用途
10.(改編題)下列關于CO2與CO用途的說法錯誤的是( )
A.CO2可用于滅火　　　　　　
B.CO2可用作氣體肥料
C.CO可用于人工降雨　　　　　
D.CO可用作燃料
C
11.*(2023·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，都可作為燃料
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
創新培優
12.(改編題)海洋封存是實現“碳中和”的途徑之一，其原理是利用CO2在水等溶劑中的溶解性來吸收CO2。某化學興趣小組開展以下探究。
【活動一】探究CO2在水和食鹽水(模擬海水)中的溶解情況
相同條件下，該小組分別用排水法、排食鹽水法收集CO2(圖1)，待收集100 mL CO2后，移出導管。每隔一段時間觀察并記錄量筒內CO2體積。重復實驗，所測數據平均值如表所示。
(1)圖1發生裝置中發生的反應類型屬于　 　。
(2)由上表數據分析可知，相同條件下，等體積的水和食鹽水吸收CO2更多的是　 　(選填“水”或“食鹽水”)。
(3)海洋封存CO2可能帶來的危害是 　 　(寫一點)。
　海水酸化(答案合理即可)　
　水　
時間/h 0 0.5 6 12 24 48
排水法時CO2體積/mL 100 98.5 85.5 77 66 59
排食鹽水法時CO2體積/mL 100 99 93 90.5 89 88
　復分解反應　
【活動二】探究植物油隔離對CO2在水中溶解情況的影響
(4)小芳設計并完成以下對照實驗：用兩個量筒分別收集100 mL CO2倒置于水槽中，向其中一個量筒內注入少量植物油，使CO2與水被植物油隔開(CO2與植物油不反應)。測得量筒內CO2體積隨時間變化曲線如圖2所示。分析該圖，可得出的結論是_________________________________　
　。
二氧化碳在水中的溶解　
　有植物油隔離的情況下，可以減少
【活動三】深度探究【活動二】中CO2的溶解情況
(5)小松用圖3表示無植物油隔離時，量筒內氣體中存在的CO2分子的微觀示意圖。
①參照圖3的表示方式，在圖4方框中畫出有植物油隔離時，量筒內植物油和水中存在的分子的微觀示意圖(植物油分子用 表示)；
②為檢驗有植物油隔離時CO2是否會進入水中，請設計實驗方案：
_______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。
　取少量水槽中的水，滴入紫色石蕊溶液，若溶液變紅，證明有植物油隔離時，二氧化碳會進入水中；若無現象，則證明有植物油隔離時，二氧化碳不會進入水中　
(1)反應物 大理石(或石灰石)、稀鹽酸
(2)反應原理 　 　(寫化學方程式)
(3)實驗裝置

　CaCO3＋2HCl === CaCl2＋CO2↑＋H2O　
實驗突破
實驗　二氧化碳的實驗室制取
(4)操作步驟 ①檢查裝置的氣密性；
②往錐形瓶內裝入大理石(或石灰石)，塞緊帶長頸漏斗的橡膠塞；
③向長頸漏斗內加入稀鹽酸；
④收集氣體；
⑤用燃著的木條放在　 　，若木條　 　，證明氣體已集滿；
⑥收集完畢，清洗儀器
　熄滅　
　集氣瓶口　
(5)注意事項 ①長頸漏斗下端管口必須伸入液面以下(液封)，原因是防止氣體從長頸漏斗下端逸出；
②導管伸出橡膠塞少許即可，這樣有利于氣體導出；
③收集氣體時，導管要伸入集氣瓶底部，使集氣瓶內空氣盡量排出，收集到的氣體更純；
④不選濃鹽酸作原料的原因是　 　；
⑤不選碳酸鈉作原料的原因是__________________________　 　
　反應速度過快，難以控制　
　濃鹽酸易揮發　

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