1、 第 28 讲 专题七 碳和碳的氧化物 燃料与燃烧, 碳单质的性质和用途)1碳的单质有_金刚石_、_石墨_、_C 60_，其中最硬的是_金刚石_，最软的是_石墨_，具有导电性和润滑性的是_石墨_，具有吸附性的是_木炭、活性炭_。它们的物理性质_不同_(填“相同”或“ 不同” ，下同) ，化学性质_相同 _，原因是_构成它们的碳原子的排列方式不同_。2古代用墨书写字画可以保存至今是因为_常温下，墨汁中含有的碳单质的化学性质稳定_；在点燃的条件下，碳具有_可燃_性，碳完全燃烧的方程式为_CO 2 CO2_；碳不完全燃烧的方程式为_2C O 2 2CO_；在高温= = = = =点 燃 = = =
2、= =点 燃 条件下，碳具有_还原_性，碳还原氧化铜的方程式_2CuO C CO2 2Cu _，现象为：_黑色粉末变成红色，产生使澄清石灰水= = = = =高 温 变浑浊的气体_，写出碳还原二氧化碳的方程式_CO 2C 2CO_，这个反应要= = = = =高 温 _吸_热。, CO 2 和 CO 的性质和用途比较 )CO2 CO物理性质相同点标准状况下，色：_无色_；味：_无味_；状态：_气体_不同点密度：_比空气大_，溶解性：_能溶于水_密度：_比空气略小_，溶解性：_难溶于水_化学性质(写出涉及的方程式)1.一般情况下 ， 既_无可燃性_，又_无助燃性_1.有可燃性方程式： _2COO
3、 22CO2_= = = = =点 燃 2.能与水反 应 ，生成_碳酸_。方程式：2.有毒性 ，能与 _人体内血红蛋白_结合使人中毒_CO2H 2O=H2CO3_3.能与碱溶液反应，鉴别二氧化碳的方程式为：_CO2Ca(OH)2=CaCO3_H 2O_3.有还 原性方程式：_ CuOCOCuCO 2_= = = = = 用途 灭火，人工降雨，促进植物 光合作用，温室肥料等 作燃料，冶炼金属, CO 2 的制法)1实验室制取 CO2 的药品为_大理石(或石灰石) _和_稀盐酸 _，反应的化学方程式为：_CaCO32HCl= =CaCl2CO 2H 2O_。制取二氧化碳的发生装置选(填发生装置的类
4、型)_固液不加热型_，收集 CO2 只能用_向上排空气法_，因为 CO2_密度比空气大且能与水反应_。验证 CO2 收集满的方法是_将燃着的木条靠近集气瓶口，木条熄灭，证明收集满了_。2工业制取 CO2 的方法是煅烧石灰石，其反应的化学方程式为_CaCO3 CaOCO 2_。= = = = =高 温 , 燃烧及其条件，灭火方法)1燃烧要满足的三个条件：_可燃物_；_与氧气接触_；_达到着火点_。灭火的原理是切断_燃烧的三个条件_之一，使其不能燃烧。具体的方法有：_移走可燃物_；_隔绝氧气_；_降低周围温度使可燃物达不到着火点_。2爆炸是_急剧_的燃烧，发生在_有限_的空间，短时间聚集_大量的热
5、_，使气体体积_膨胀_而引起。在油库、面粉加工厂、纺织厂常要求“严禁烟火”的原因是_这些地方的空气中聚集有大量的可燃性气体或粉尘，它们一遇到明火就会急剧燃烧而发生爆炸_。3CO 2 能灭火的原因是一般情况下，CO 2 既_无可燃性_又_无助燃性_，且_密度比空气大_，能灭火的原理是_CO 2 隔绝了氧气_。4燃料充分燃烧要考虑的两点：_要有足够多的空气_；_与空气要有足够大的接触面积_。, 化石燃料)1三大化石燃料是_煤_、_石油_、_天然气_，它们都是_混合物_(填“纯净物”或“混合物”)，属于_不可再生 _(填“可再生”或“不可再生 ”)能源。煤主要含有_碳_元素，将煤隔绝空气加强热，可以
6、得到焦炭、煤焦油等许多有用的物质，这一过程是_化学变化_；石油主要含有_碳_元素和_氢_元素，将石油放入分馏塔中加热炼制可以使煤得到综合利用，这一过程是_物理变化_。2天然气的主要成分是_甲烷_，它是_无_色_无_味的气体，密度比空气_小_，_难_溶于水；但天然气却很臭，是因为在天然气中加入了_有臭味的物质_，这样可以起_泄漏时的报警_作用。天然气燃烧的方程式：_CH 42O 2 CO22H 2O_。= = = = =点 燃 3化学反应通常都伴随着_能量_变化，主要表现为_热量_变化。写出二氧化碳与炽热的碳反应的方程式：_CO 2C 2CO_，这个反应要 _吸热_(填“吸热”或= = = =
7、=高 温 “放热” ，下同)。写出生石灰与水反应的方程式： _CaO H2O=Ca(OH)2_，这个反应要_放热_。4煤燃烧的污染物中会形成酸雨的气体有_SO 2_、_NO 2_，乙醇俗称_酒精_，属于_可再生_能源，它燃烧的化学方程式：_C 2H5OH3O 2 2CO23H 2O_。= = = = =点 燃 5最清洁的燃料是_氢气_，它燃烧的化学方程式：_2H 2O 2 2H2O_，= = = = =点 燃 它的优点_资源广_，_产物无污染_，_燃烧产生的热值大_。实验室制取它的化学方程式为_ZnH 2SO4=ZnSO4H 2_，制取它的发生装置选_固液不加热_型，收集方法有_排水法_、_向
8、下排空气法_。6目前，人们正在利用和开发的新能源有_太阳能_、_风能_、_地热能_、_潮汐能_等。【例 1】下列有关碳和碳的氧化物的说法不正确的是( )AC 可以将 CuO 中的 Cu 置换出来B在一定条件下 CO2 能够转变成 COCCO 2 能使被石蕊染成紫色的干花变红D金刚石、石墨和 C60 都是碳元素的单质答案C解析：A.碳具有还原性，C 可以将 CuO 中的 Cu 转换出来，故选项说法正确；B. 二氧化碳与碳在高温下生成一氧化碳，在一定条件下 CO2 能够转变成一氧化碳，故选项说法正确；C.CO2 不是酸， 不能使石蕊染成紫色的干花变约，故选项说法错误；D.金刚石、石黑和 C60只含
9、有碳元素，所以都是碳的单质，故选项说法正确。【例 2】(2014，株洲)下列处理方法不正确的是( )A炒菜时油锅中的油不慎着火 ，可用锅盖盖灭B扑灭森林火灾的有效方法之一是将大火蔓延路线前的一片树木砍掉，形成隔离带C不慎碰倒酒精灯，酒精在桌面上燃烧起来 ，应立即用水浇灭D遇到火灾时，可用湿毛巾捂住口鼻 ，蹲下靠近地面或沿墙壁跑，远离着火区域答案C 解析：炒菜时油锅 着火，用锅盖盖灭是隔绝了空气，A 正确；扑灭森林火灾将大火蔓延路线前的一片树木砍掉，形成隔离带，B 正确；不慎碰倒酒精灯，酒精在桌面上燃烧，用水浇不灭，因酒精能与水以任意比互溶，且酒精密度比水小，会浮在水面继续燃烧。 C 错 ；遇到
10、火灾 时，用湿毛巾捂住口鼻，蹲下靠近地面或沿墙壁跑，远离着火区域，因为火灾时产生的烟和有害气体受热膨胀，向上扩散，而且这些气体难溶于水，D 正确；故选 C。【例 3】(2013，福州)多彩的“碳” ，多姿的生活，让我们一起走进 “碳”的世界。(1)根据下表提供的信息，填写有关含碳物质的对应特性。物质用途 金刚石切割玻璃 石墨作电极 活性炭净化对应特性 _ _ _(2)液态二氧化碳灭火器可用于扑灭档案资料室发生的火灾，下列说法正确的有_(填标号)。A液态二氧化碳汽化后不会污染档案资料B二氧化碳可覆盖在燃烧物表面，隔绝空气C液态二氧化碳汽化时吸热，降低了可燃物的着火点(3)过多的二氧化碳加剧了“温
11、室效应” ，写出一条减少二氧化碳排放的建议_。(4)二氧化碳是一种宝贵的资源。固定和利用二氧化碳的一个成功范例是：在高温高压下，CO 2 和 NH3 可以合成尿素CO(NH 2)2，同时生成水。该反应的化学方程式为_。(5)目前，人类以化石燃料为主要能源。化石燃料有煤、_ 和天然气，它们都属于_(填“可再生”或“ 不可再生”) 能源。(6)天然气中甲烷完全燃烧的化学方程式为_ 。(7)从表中数据分析，与煤相比，用天然气作燃料的优点有 _。1 g 物质完全燃烧产生二氧化碳的质量/g 放出的热量/kJ甲烷 2.75 56煤 3.67 32答案(1)硬度大 导电性 吸附性 (2)AB (3) 节约用
12、纸 (合理均可) (4)CO22NH 3 CO(NH2)2H 2O (5) 石油 不可再生 (6)= = = = =高 温 、高 压 CH42O 2 CO2 2H2O (7)等质量的天然气和煤完全燃烧，天然气燃烧产生二= = = = =点 燃 氧化碳的质量小于煤，放出的热量高于煤解析：(1)物质的性质决定其用途：金刚石是自然界最硬的物 质，故可用于切割玻璃；石墨具有导电性，可作电极；活性炭可吸附色素和异味，故可用于净水。(2)液态二氧化碳汽化后直接变成了气体，无残留，故不会污染档案资料，由于 CO2 气体的密度比空气大，且不燃烧也不支持燃烧，故可覆盖在燃烧物表面，隔绝空气，从而达到灭火的目的；
13、液态二氧化碳汽化时吸热，降低环境温度到可燃物的着火点以下，而不是降低可燃物的着火点，可燃物的着火点是不能降低的。(4)根据题给信息，反应物为 CO2 和 NH3，生成物为尿素和水，反应条件为高温高压，注意配平即可。【例 4】(2013，南京)2013 年 6 月 5 日是“世界环境日” ， 中国主题为“同呼吸，共奋斗” 。(1)化石燃料是不可再生能源，包括煤、_和天然气等。(2)下列不属于空气污染物的是_。A二氧化氮 B二氧化硫 CPM 2.5 D 氮气(3)二氧化碳是一种温室气体。某化学兴趣小组利用如图所示装置对二氧化碳的性质进行验证：当打开 K，反应一段时间后：D 烧杯中_(填“上层”或“
14、下层”)的蜡烛先熄灭，说明二氧化碳具有的物理性质是_，具有的化学性质是_。B 处紫色石蕊试液变成红色，C 处澄清石灰水变浑浊。 B 处使紫色石蕊溶液变红的物质是_；写出 C 处发生反应的化学方程式 _。答案(1)石油 (2)D (3)下层 密度比空气大 不燃烧也不支持燃烧 碳酸(或H2CO3)CO2Ca(OH) 2=CaCO3H 2O解析：(1)化石燃料主要是指煤、石油和天然气。(2)氮气是一种无毒的气体，它是空气中含量最多的气体成分，不属于空气污染物。 (3)D 烧杯内下层的蜡烛先熄灭，上层的蜡烛后熄灭，说明二氧化碳不燃烧也不支持燃烧、密度比空气大。B 处能使紫色石蕊试液变红的物质是碳酸而非二氧化碳，二氧化碳与水反应生成了碳酸：H 2OCO 2=H2CO3，碳酸使紫色石蕊溶液变成红色；C 处反应的化学方程式为 CO2Ca(OH) 2=CaCO3H 2O。
