1、考点 04 碳单质及其氧化物考试说明1. 能结合实例说明二氧化碳的主要性质和用途。2. 了解碳单质的种类和性质。3.了解自然界中的碳循环。聚焦考点温习理解考点 1 碳单质的性质1碳的单质常见的有金刚石、石墨、C 60等，它们的化学性质相似，物理性质却有很大差异，其原因是碳原子的排列方式不同。2常见碳单质的性质及用途物质 性质 用途金刚石 自然界最硬的矿物质 地质勘探钻头，切割玻璃石墨 质软、有润滑性、能导电 可作铅笔芯、电极润滑剂活性炭 具有很强的吸附性 可以用来做吸附剂C60形似足球，这种足球状的碳分子很稳定制备新材料、制作新器件等【温馨提示】 （1）一种元素可以组成不同种单质；（2）石墨在
2、一定条件下可以转化为金刚石，该变化为化学变化；（3）活性炭的吸附性是物理性质。4. 碳单质的化学性质常温 化学性质比较稳定可燃性氧气充足： C + O2 点 燃 CO2； 氧气不充足： C + O2 点 燃 CO2；说明了相同反应物在不同的条件下反应产物可能不同高温还原性和氧化铜反应： C + 2CuO 高 温 2Cu + CO2 ，现象：黑色粉末逐渐变成光亮的红色，生成的气体能使澄清的石灰水变浑浊。CuO 是氧化剂，C 是还原剂（填“氧化剂”或“还原剂” ）和 CO2反应：CCO 2 2CO= = = = = = =高 温 CO2是氧化剂，C 是还原剂（填“氧化剂”或“还原剂” ）考点 2
3、二氧化碳的性质与用途1CO 2的物理性质 无色,无味的气体,密度比空气大,能溶于水,高压低温下可得固体-干冰2CO 2的化学性质（1）一般情况下不能燃烧,也不支持燃烧，不能供给呼吸（2）与水反应生成碳酸： CO 2+H2O=H2CO3 生成的碳酸能使紫色的石蕊试液变红，碳 酸不稳定,易分解 H 2CO3 = H2O+ CO2（3）能使澄清的石灰水变浑浊：CO 2+Ca(OH)2=CaCO3+H 2O 用于检验二氧化碳；这也是久置装石灰水的试剂瓶壁有一层白膜的原因。要除去这白膜，用稀盐酸。其原理是 CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2(4）与灼热的碳反应： C + CO 2 高 温
4、2CO 3灭火 既利用其物理性质（密度比空气大），又利用其化学性质（不能燃烧,也不支持燃烧） 干冰用于人工降雨、制冷剂（利用干冰升华时要吸收大量的热）温室的气体肥料 做碳酸型饮料考点 3 温室效应1温室效应：大气中的二氧化碳气体，能像温室的玻璃或塑料薄膜那样，使地面吸收到的太阳光的热量不 易散失，从而使全球变暖，这种现象叫温室效应。2能产生温室效应的气体：二氧化碳、臭氧、甲烷、氟利昂等。3危害：导致两极冰川融化，使海平面升高，淹没部分沿海城市，以及使土地沙漠化、农业减产等。4防止温室效应的措施：减少化石燃料的使用，减少化石燃料的燃烧；植树造林；使用清洁能源。考点 4 一氧化碳的性质与用途1.
5、CO 的物理性质无色，无味的气体，密度比空气略小，难溶于水2CO 的化学性质(1）可燃性：2CO+O 2 点 燃 2CO2（可燃性气体点燃前一定要检验纯度）发出蓝色火焰(2）还原性： CO+CuO Cu+CO2 （还原反应） 应用：冶金工业现象：黑色的氧化铜逐渐变成光亮的红色，产生的气体能使澄清的石灰水变浑浊。（3）毒性：煤气中毒即 CO 中毒，原因是 CO 很容易跟血液里的血红蛋白结合，使血红蛋白不能很好地跟 氧气结合。 3CO 的用途：CO 用于作燃料和冶金工业。名师点睛典例分类类型一、碳单质的种类、结构和性质【例 1】 【2017 年湖南省长沙市】下列有关碳单质的说法错误的是( )A金刚
6、石、石墨充分燃烧的产物都是二氧化碳B金刚石和石墨的物理性质不同的原因是碳原子的排列方式不同C书写档案时规定使用碳素墨水，是因为常温下碳的化学性质不活泼D金刚石和石墨都是硬度最大的物质【答案】D【点睛】碳元素形成的单 质有多种，碳单质之间互成同素异形体，碳的同素异形体具有不同的物理性质，的原因是碳原子的排列方式不同，但化学性质具有相似性.即常温下稳定、可燃性、还原性。类型二、碳的化学性质【例 2】 【2017 年湖北省武汉市】木炭还原氧化铜和一氧化碳还原氧化铜的实验装置如下图所示。下列说法正确的是A术炭、一氧化碳与氧化铜的反应都属于置换反应B两个实验的相关反应中，只有碳元素的化合价发生改变C两个
7、实验中都可观察到红色固体变黑D两个实验的操作中都要防止液体倒吸【答案】D【解析】A术炭与氧化铜的反应属于置换反应，一氧化碳与氧化铜的反应不属于置换反应。故 A 错误。B两个实验的相关反应中，碳元素，铜元素的化合价均发生改变。故 B 错误。C两个实验中都可观察到黑色固体变红。故 C 错误。D两个实验的操作中前者要防止液体倒吸。故 D 错误。【点睛】考查碳的化学性质，碳在常温下化学性质稳定，在加热或改变条件的情况下能与许多物质发生化学反应。类型三、一氧化碳的还原性【例 3】 【2017 年重庆市 A】工业炼铁中会发生一氧化碳与氧化铁的反应，该反应中发生还原反应的物质是（ ）ACO BFe 2O3
8、CCO 2 DFe【答案】A【点睛】一氧化碳是一种无色无味的难溶于水的气体，密度比空气的略小，对物理性质的考查经常在是收集方法和溶解性方面的进行，在化学性质方面出题时，考查一氧化碳的可燃性、还原性和毒性往往是以选择、填空实验题的形式出现.类型四、碳及其氧化物性质综合题【例 5】 【2017 年浙江省金华 市】已知某混合气体由 H2、CO 和 CO2三种气体组成。为验证该混合气体成分，科学研究小组的同学经过讨论，设计了如图 1 所示的实验方案。根据方案回答下列问题：（1）装置 C 在实验中的作用是 。（2）仅根据 D 装置中黑色粉末变红这一现象，能否证明混合气体中一定存在 CO？请判断并说明理由
9、 。（3）小丁根据装置 E 中出现白色硫酸铜粉末变成蓝色的实验现象，得出该混 合气体中有氢气存在的结论。你认为结论是否可靠？若可靠，请说明理由；若不可靠，请对图 1 实验装置提出改进意见。 。（4）图 1 方案中 B 装置可用来吸收 CO2但没有现象。为证明 CO2和 NaOH 能发生反应，小丁又设计了图 2所示的方案。则图 2 方案中所加试剂 X 应该是 。【答案】（1）检验 CO2是否除尽（2）不能，因为氢气也能还原氧化铜（合理即可 ）（3）不可靠，应在CD 之间加一个“先干燥后验无”的装置（合理即可）（4）BaCl 2和 NaOH【点睛】物质成分的探究要根据质量守恒定律进行推断，然后进行
10、验证，一氧化碳有毒是空气污染物涉及到有一氧化碳参加的反应时，要有尾气处理装置。.课时作业能力提升一、选择题1 【2017 年北京市】下列关于物质用途的描述不正确的是A氧气可用作燃料 B二氧化碳可用作气体肥料C干冰可用于人工降雨 D铜丝可用作导线【答案】A【解析】A氧气具有助燃性，但本身不可以燃烧，故氧气不可以用做燃料；B 选项二氧化碳可做气体肥料是正确的叙述；C 选项干冰能作为人工降雨，是正确的叙述；D 选项铜的导电性好，铜丝可作导线，是正确的叙述；故答案选择 A。2 【2017 年甘肃省兰州市】下列有关碳单质的性质和结构，说法正确的是A金刚石和石墨的物理性质有很大差异是因为构成它们的原子大小
11、不同B用墨书写或绘制的字画能保存很长时间而不变色是因为碳的化学性质不活泼CC 60表示一个 C60分子D所有碳单质燃烧只生成二氧化碳【答案】C【解析】A金刚石和石墨的物理性质有很大差异是因为构成它们的原子的排列方式不同； B用墨书写或绘制的字画能保存很长时间而不变色是因为常温下碳的化学性质稳定，常温下不易发生化学变化；CC 60表示一个 C60分子； D所有碳单质完全燃烧燃烧只生成二氧化碳；不完全燃烧会生成一氧化碳。选C3 【2016 年广东省 】如图所示实验中，为用紫色石蕊溶液润湿的棉球，为浸过紫色石蕊溶液的干燥棉球。下列能准确描述实验现象的是（ ）A比先红，、不变红 B比先红，、不变红 C
12、变红，不变红 D变红，不变红【答案】A试题分析：二氧化碳不能使紫色石蕊变红，二氧化碳与水反应生成的碳酸能使 紫色的石蕊试液变成红色。故、不变红；二氧化碳的密度比空气大，故比先红。故选 A。4 【2016 年湖北省黄石市】下列关于二氧化碳与一氧化碳的性质比较不正确的是A组成：都是由碳元素和氧元素组成B性质：CO 2、CO 都可以使澄清石灰水变浑浊C用途：干冰可用于人工降雨；一氧化碳气体可作燃料D危害：二氧化碳会导致“温室效应” ；一氧化碳会引起中毒【答案】B5 【2017 年山东省潍坊市】下列验证“CO 2与 NaOH 溶液反应”的装置中，不能观察到明显现象的是（装置气密性均良好）【答案】A【解
13、析】二氧化碳被氢氧化钠反应掉，生成碳酸钠和水；A 导管敞口，所以当二氧化碳减少时，空气会进入瓶内，使瓶内压强不变，无明显现象；B 中试管内液面上升；C 二氧化碳被氢氧化钠反应掉，瓶内压强变小，气球胀大；D 中烧杯的液体倒流入锥形瓶内。选 A6 【2016 年湖南省湘西州】除去二氧化碳中少量的一氧化碳，下列方法中可行的是（ ）A用燃着的木条去点燃 B通过灼热的氧化铜C通过石蕊溶液 D通过足量的澄清石灰水【答案】B7 【2017 年江苏省镇江市】如图为海水吸收 CO2并进行碳循环的原理下列说法错误的是（ ）A光合中太阳能转化为化学能B此碳循环中将 CO2转化为无机物和有机物C吸收的 CO2与钙化中
14、释 放的 CO2的量相等D钙化中释放 CO2的反应为：2NaHCO 3+CaCl2=CaCO3+CO 2+2NaCl+H 2O【答案】C【解析】A、绿色植物进行的光合作用是将太阳能转换为化学能的过程，故正确；B、碳循环中将 CO2被海水吸收转化为碳酸，为无机物，绿色植物进行的光合作用，将二氧化碳转化为有机物， 故正确；C、吸收的 CO2与钙化中释放的 CO2的量不相等，吸收的二氧化碳多，故错误；D、钙化中释放 CO2的反应为：2NaHCO3+CaCl2=CaCO3+CO 2+2NaCl+H 2O，故正确答案：C8 【 苏州市常熟市第一中学 2017-2018 学年第一学期初三化学期中】下列物质
15、中不是由原子直接构成的物质是A金刚石 B二氧化碳 C氦气 D铁【答案】B【解析】A、金刚石属于非金属单质，是由碳原子直接构成的，故 A 不符合题意；B、二氧化碳是由二氧化碳分子构成的，故 B 符合题意；C、氦气属于稀有气体单质，是由氦原子直接构成的，故 C 不符合题意；D、铁是金属单质，是由原子直接构成的，故 D 不符合题意。故选：B。9 【 上海市浦东新区进才外国语中学 2017-2018 学年上学期期中】使用如图所示装置进行实验，开始前气球沉在烧杯底部，过一会儿气球悬浮在烧杯内(气球本身质量忽略)下列对气球内充的气体的分析中不正确的是( )A氢气 B氮气 C空气 D氧气【答案】A10 【
16、江苏省泰兴市霍庄中学 2017-2018 学年度九年级期中】十八世纪，拉瓦锡用放大镜聚集日光使玻璃罩内的金刚石燃烧，得到二氧化碳。坦南特进一步研究确认金刚石仅由碳元素组成。下列说法错误的是A金刚石燃烧过程放出热量 B金刚石属于化合物C金刚石具有可燃性 D聚集日光使温度达到金刚石的着火点【答案】B【解析】A、金刚石是碳元素形成的单质，具有可燃性，燃烧过程放出热量，故 A 正确；B金刚石是碳元素形成的单质，故 B 错误；C、金刚石是碳元素形成的单质，具有可燃性，故 C 正确；D、 聚集日光，能使温度达到金刚石的着火点，使金刚石发生燃烧，故 D 正确。故选：B。二、非选择题11 【 北京市海淀区 2
17、018 届九年级上学 期期中】某同学用右图所示仪器和药品研究吸入空气和呼出气体的成分。 已知：二氧化碳可以使燃着的木条熄灭。（1）向盛有呼出气体的集气瓶中滴加澄清石灰水，石灰水变浑浊不能说明呼出气体中二氧化碳含量比空气中多。若要证明这一观点，还需要补充进行的实验是_。（2）将燃着的木条伸入盛有呼出气体的集气瓶中，观察到木条熄灭，下列说法不合理的是 （_）A木条在空气中能够燃烧，说明空气中有氧气B木条在空气中能够燃烧，说明空气中不含二氧化碳C因为木条熄灭，所以呼出的气体是二氧化碳【答案】 向另一集气瓶中滴加相同滴数的澄清石灰水，观察是否变浑浊 BC12 【苏州市常熟市第一中学 2017-2018
18、 学年第一学期初三化学期中】某校化学兴趣小组利用下列装置进行实验，回答下列问题：（1）写出图中有标号仪器的名称：_；（2）用 A 装置制取气体时，长颈漏斗使用时的注意事项是_；（3）实验室现有如下药品：氯酸钾、二氧化锰、碳酸钙、稀盐酸、澄清石灰水。若需要制取二氧化碳，需要将碳酸钙换成_（填药品名称） ，否则反应速率太快，影响 收集写出实验室检验二氧化碳的符号表达式是_ _；（4）制取二氧化碳可选用的发生装置为_（填字母） ，为了便于控制反应速率获得平稳的气流，小组成员小芳思考后把所选装置中某一仪器换成了_（填仪器名称）达到了目的；若需要收集一瓶纯度较高的二氧化碳，可选用的收集装置是_（填字母）
19、 ，当看到_的现象时证明二氧化碳收集满。（5）小华为验证生成的气体是 CO2，将所选发生装置的导管口用橡胶管与 F 装置的 c 导管相连，但 装置 F有错误，请在图中修改（图见答题卡）_，此时瓶内发生反应的符号表达式为_。【答案】 锥形瓶 水槽 长颈漏斗下端要液封或浸没在液面以下 大理石或石灰石 A 分液漏斗 E 瓶内水面降至瓶口且瓶口外冒出较大气泡 【答题空 10】 CO2+Ca(OH)2CaCO 3+H2O【解析】 （1）通过分析题中所指仪器的作用可知，是锥形瓶，是水槽；（2）使用时长颈漏斗下端要液封或浸没在液面以下；（3） 制取二氧化碳，需要将碳酸钙换成石灰石（或大理石） ，否则反应速率
20、太快，影响收集，碳酸钙和盐酸反应生成氯化钙、水和二氧化碳，化学方程式为： 示为 化学方程式为： 232a()=aCO+HCOH。【答案】 （1）水 （2）纸花由紫变红 CO 2+H2O=H2CO3 （3） 密度比空气大试题分析：（1）实验 1 中干石蕊纸花一个喷水，一个没喷水 （2）二氧化碳与水 反应生成碳酸，碳酸能使石蕊试液变红 ，反应的化学方程式为：CO 2+H2O=H2CO3 （3）二氧化碳的密度比空气的密度大，进入玻璃管内向下走，故号棉球先变色。13、 【 贵州省遵义市第三十二中学 2017-2018 学年上学期九年级化学试题】下图是自然界中“碳 - 氧循环”的示意图，请回答：（1）空
21、气中二氧化碳含量升高，容易导致的气候问题是_。（2）导致空气中二氧化碳含量升高的主要原因之一是_。（3）图甲中，转化 1 的产物 X 的化学式(化学符号)为_。（4）图乙中，转化 3 主要指植物_(填“光合”或“呼吸”)作用的过程。（5）上述两个转化的反应物相同，但得到的产物却完全不同，主要原因是 _。【答案】 温室效应 煤、石油和天然气的消耗量急剧增加 H 2CO3 光合作用 转化(反应)的条件不同 14 【2017 年贵州省遵义市】碳元素是组成许多物质的基本元素，回答下列含碳元素物质的有关问题（1）倡导“低碳”生活，主要是为了减少 的排放量（2）检验 CO2常用澄清石灰水，写出该反应的化学
22、方程式 （3）天然气（主要成分是 CH4）作燃料 （用化学方程式表示） （4）为减少温室气体 CO2的排放，科学家将 CO2和 H2在催化剂和加热的条件下反应，转化为水和甲烷，该反应的化学方程式为 有人说：“空气中 CO2的含量越少越好” ，你是否同意这种说法（填“是”或“否” ） ，理由是 （5）金刚石和石墨的物理性质差异较大，主要原因是 （6）在工业上可利用 CO 和 NaOH 通过化合反应制备 HCOONa（甲酸钠） ，该反应的化学方程式为 【答案】 （1）CO 2（2）CO 2+Ca（OH） 2CaCO 3+H 2O（3）CH 4+2O2 CO2+2H2O（4）CO2+4H2 CH4+2H2O 否 如果空气中二氧化碳的含量太低，会影响植物的光合作用（5）碳原子的排列方式不同（6）CO+NaOH HCOONa
