专题04 碳和碳的化合物（讲义）（解析版）.docx

专题04碳和碳的化合物目录考点三二氧化碳制取方法16【夯基必备基础知识械理】16一、实验室制取二氧化碳16二、工业制取二氧化碳18考点一碳的单质6【芬基必备基础知识梳理】6一、金刚石、石墨和C606二、无定形炭6三、碳的化学性质6【提升必考题型归纳】8考向01形形色色的碳单质8考向02碳单质的化学性质9涔点二制取气体的思路和方法10【芬基必备基础知识梳理】10一、发生装置10二、收集装置12【提升必考题型归纳】18考向01实验室制取二氧化碳的原理18考向02实验室制取二氧化碳的装置20考向03二氧化碳的收集和检验21考点四二氧化碳和一氧化碳23【芬基必备基础知识械理】23一、二氧化碳23二、一氧化碳26【提升必考题型归纳】12考向01装置的选择12考向02反应的控制15【提升必考题型B纳】27考向01二氧化碳的物理性质及验证27考向02二氧化碳与水反应29考向03二氧化碳与碱反应30考向04二氧化碳的循环与转化32考向05 一氧化碳的性质和用途33考向06二氧化碳和氧化碳35考点要求课标要求命题预测碳的单质>认识碳的几种单质，掌握碳单质的物理和化学性质，理解造成几种碳单质物理性质差异的原因。碳单质结构特点用途、二氧化碳的性质和用途、一氧化碳的性质和用途、制取气体的思路和方法等考点常以选择题的形式进行考查，考查的命题点有：碳单质的物理性质差异性、二氧化碳和一氧化碳用途、二氧化碳制取中的药品、装置、收集、检验等，另外还有，一氧化碳毒性、一氧化碳用途等。常结合常见生活中现象、工农业生产、科学实验等以文字或图片结合的形式呈现。二氧化碳的制取方法、i氧化制取气体的思路和方法掌握气体发生装置和收集方法的选择依据，能制取气体的原料和反应发生的条件，正确选择出合理的实验装置。二氧化碳制取方法>掌握实验室可用大理石或石灰石与稀盐酸制取二氧化碳反应的原理、装置、检验、验满方法等知识二氧化碳和一氧化碳> 了解二氧化碳的物理性质> 掌握二氧化碳的化学性质及用途> 掌握一氧化碳的化学性质及用途> 了解二氧化碳与生活、环境间的关系> 知道“碳达峰”、“碳中和”、“低碳生活”的含义碳还原性考点常以填空题、计算题的形式进行考查。考查的命题点有：实验装置、实验现象及错误分析。常以化学实验或科学探究的形式出现。x _锁左l8 XM÷N.S*S< tN - 3fi解 29SSfic ÷i ¼ SssftfSa Ks Qv9 r?*- gs二H化碳和一氯化碳不SFML不支m*5*McocolMVB-三)考点一碳的单质夯基必备基础知识梳理一、金刚石、石墨和C60名称金刚石石墨结构模型忌Uy,y二色、态、形无色透明、正八面体形状的固体深灰色、有金属光泽而不透明的细鳞片状固体形状似足球，又叫足球烯硬度天然存在的最鲤的物质质软，有滑腻感导电性不导电具有良好的良曳性常温下不导电用途用作钻探机钻头、玻璃刀头、装饰品制铅笔芯、用作电极材料、润滑剂等有可能广泛应用于超导、催化、材料、医学及生物学等领域区别与联系都是由碳元素组成的单方理性质存在着明显差异t但是由于碳原子排列方式不同,因此它们的物二、无定形炭1 .无定形碳种类和用途木炭：具有疏松多孔的结构,有吸附性,常用于吸附色素和异味。活性炭：用于防毒面具、制糖、吸附色素和异味。焦炭：用于冶金工业。炭黑：常用于制造墨、油漆、颜料等。2 .木炭吸附性实验在盛有半瓶水的小锥形瓶里，加入一滴红墨水，使水略显红色，投入几块烘烤过的木炭（或活性炭）。轻轻振荡锥形瓶，红色溶液变成无色溶液。因为活性炭具有吸附性,能吸附水中的有色物质。三、碳的化学性质1 .常温下，碳单质的化学性质稳定在常温下,碳的化学性质不活泼。碳受日光照射或与空气、水等接触都不容易起变化。实际生活中利用这一性质有以下应用：(1)需要长期保存的档案材料一般用碳素墨水书写。(2)木质电线杆埋入地下部分用火烧焦。2 .碳能与叔气反应可燃性在点燃的条件下，碳可以在氧气(或空气)里燃烧，放出热量。点燃(1)氧气充足时，完全燃烧:C+O2=CO2点燃(2)氧气不充足时，不完全燃烧:2C+O2=2CO无论碳燃烧是否充分，都会放出热量，因此碳是生活生产中常用的燃料。3 .碳能与某些氧化物反应还原性单质碳在高温下可以和某些氧化物反应，夺取这些氧化物中的氧，表现出还原性。(1)木炭还原氧化铜：C+2CuO=2Cu÷CO2(2)工业上，用焦炭和铁的氧化物反应冶炼铁：2Fe2Oa±3C=4Fe+3C2i(3)高温下，木炭还能与二氧化碳反应：C±CO2=2CO(4)高温下，木炭还能与水反应：C(红热)+70(蒸汽)9CO+FhO注：工业上水煤气的制取方法4 .实验一木炭还原氧化铜(1)实验装置实验操作a.把刚烘干的木炭粉末和氧化铜粉末混鱼均匀，小心地铺放进试管:b.将试管I司定在铁架台上。试管口装有通入澄清石灰水的导管；c.集中加热;d.过几分钟后，先撤出导气管,待试管冷却后再把试管里的粉末倒在纸上。观察现象并分析。实验现象澄清的石灰水变浑浊;黑色固体逐渐变成红色。(4)实验原理在碳还原氧化铜的反应中，C在反应中得到氧,发生氧化反应，具有还原性。CIIo在反应中失去氧,发生还原反应，具有氧化性。卜5)实验操作目的及注意事项a.反应开始的标志:澄清的石灰水变浑浊。b.试管口应略向下倾斜:防止冷凝水倒流使试管炸裂。c.在酒精灯上加网星的目的:集中火焰、提高温度。d.配制混合物时木炭粉应稍过量的目的：防止已经还原的铜被氧气重新氧化。e.实验完毕后先熄灭酒精灯的后果：石灰水倒吸入热的试管中使试管炸裂。易混易错()£虬电分子构成,Csq卫必表示二个_C$Q、金亢叁个分王由.60.个.碳原王构成2.(2)碳：指碳元素、碳原子、碳的单质及化合物，在物质组成中写“碳”。(3)炭：指的是具体的物质，如木炭、焦炭、活性炭、炭黑，这些碳的单质的名称中写“炭”。(4) 一种元素可以组成不同种单质；(5)石墨在一定条件下可以转化为金刚石，该变化为化学变化；(6)活性炭的吸附性是物理性质。(7)金刚石、石墨和C60的物理性质差异较大的原因：碳原子排列方式不同。提升必考题型“纳考向Oi形形色色的碳单质【例1】(2023广东汕头二模)淄博烧烤自3月初在全网走红之后，已成为名副其实的“网红顶流”。吃烧烤的时候人们经常使用竹炭进行加热，竹炭也是碳单质的一员，它身怀绝技，武功盖世。以下不属于它的绝技的是A.其结构疏松多孔，可使红墨水褪色B.把竹炭放入冰箱，可以吸附冰箱异味C.将其放入水中，可以杀菌消毒D.将其燃烧，可以产生使澄清石灰水变浑浊的气体【答案】C【解析】A、竹炭与活性炭类似，结构疏松多孔，具有吸附性，能吸附色素，可使红墨水褪色，故选项说法正确；B、竹炭结构疏松多孔，具有吸附性，能吸附异味，可以吸附冰箱异味，故选项说法正确：C、竹炭是碳单质，具有吸附性，不具有杀菌消毒的功能，故选项说法不正确；D、竹炭是碳单质，完全燃烧生成二氧化碳，二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊，故选项说法正确。故选C。【变式(2023渔南区二模)“文房四宝”之-的墨是由炭黑和天然胶等制成。下列说法不正确的是A.墨是多种物质形成的混合物B.含碳物质完全燃烧可制炭黑C.“磨墨”说明炭黑质地较软D.水墨画能长久保存说明常温下炭黑化学性质稳定【答案】B【解析】A、墨是由炭黑和天然胶等制成，是多种物质形成的混合物，该选项正确。B、含碳物质不完全燃烧可制炭黑，该选项不正确。C、“磨墨”说明炭黑质地较软，该选项正确。D、水墨画能长久保存说明常温卜炭黑化学性质稳定，该选项正确。故选：Bo【变式12】（2023湖北随州真题）新型材料、新型能源的应用，是人类共同关注的问题。11碳元素是人类接触和利用最早的元素之一。下图为金刚石、石墨、和石墨烯的结构模型，图中小球代表碳原子。（1）金刚石、石墨和C60的化学性质相似，物理性质却有很大差异。其原因是。（2）科学家成功地从石墨中分离出单层的石墨片（也称石墨烯），石墨烯是由碳原子形成的六元环呈蜂窝状的二维结构。石墨烯优异的导电、导热性和其他奇特性质正激励着科学家们不断去探索。在石墨烯中，每个碳原子连接个六元环。【答案】（1）原子排列方式不同（2）3或三【解析】（1）金刚石、石墨和C6O的化学性质相似，但是它们的碳原子的排列方式不同，所以物理性质有很大差异;（2）在石墨烯中，每个碳原子连接3个六元环。考向02碳单质的化学性质【例2】（2023江苏连云港中考真题）宋代许道宁用墨（主要成分为单质碳）所画的关山密雪图保存至今B.硬度高D.吸附能力强而不变色，这是因为在常温下单质碳A.化学性质不活泼C.导电性能好【答案】A【解析】A、常温下单质碳化学性质不活泼，不易发生反应，所以所画的画能保存至今，故A正确;B、碳可作为墨，硬度较小，故B错误；C、用碳画的画保存至今与导电性无关，故C错误；D、用碳画的画保存至今与吸附能力无关，故D错误。故选A。【变式21】（2023辽宁铁岭模拟）下列关于碳单质金刚石、石墨和.的说法正确的是A.都可以燃烧生成二氧化碳B.硬度都很大C.常温下化学性质比较活泼D.都是由原子构成的【答案】A【解析】A、金刚石、石墨、C60都为碳单质，燃烧都能生成二氧化碳，该选项说法正确；B、金刚石硬度很大，但石墨很软，该选项说法不正确；C、常温下，碳单质化学性质比较稳定，该选项说法不正确；D、金刚石和石墨是由原子构成的，而C60是由分子构成，该选项说法不正确。故选A。【变式2-2（2023长沙市雨花区华益中学一模）空气是一种宝贵的资源，下列有关空气的说法正确的是A.空气中的氮气约占空气总质量的78%B.空气中的主要污染物有：So2、CO>Co2、可吸入颗粒物等C.空气中的稀有气体化学性质不活泼，没有任何用处D.空气质量日报中，空气质量级别越大，空气质量状况越差【答案】D【解析】A、氮气约占空气体积的78%,不是质量，不符合题意；B、二氧化硫、氧化碳、可吸入颗粒物属于空气污染物，二氧化碳是空气的组成成分之一，不属于空气污染物，不符合题意；Cs空气中的稀有气体化学性质不活泼，可作保护气，且稀有气体通电时能发出不同颜色的光，可制成多种用途的电光源，不符合题意；D、空气质量日报中，空气质量级别越大，空气质量状况越差，符合题意。故选D。方法技巧物质的性质决定物质的用途，物质的用途在一定程度上反映物质的性质。一种元素可以组成不同种单质的现象叫做同素异形现象；碳纳米管和单层石墨炜也属于碳元素形成的单质，切莫当成是新型化合物；同搂互谈一的多.质工金则石狗石屋.由原子直接构成C6。龙里分子构成色