第六单元 碳和碳的氧化物小结
第六单元 碳和碳的氧化物小结
教学目标
3
）巩固对二氧化碳、一氧化碳的主要性质和用
途的了解
4
）进一步了解温室效应与自然界中氧循环和碳
循环，
强化保护环境、解决环境问题的意识
2
）通过实验室制取二氧化碳的小结，进一步体
会气体的制取装置与化学反应条件及药品的状态
等的关系。
1
）通过小结加深认识金刚石、石墨、
C
60
是由同
种元素组成的单质，进一步体会物质的多样性
第六单元 碳和碳的氧化物小结
碳及其氧化物的性质和用途
请阅读课本
P
124
，回顾并思考如下问题：
★
碳元素可组成
、
、
等多种单质，由于它们的
不同，其性质有很大差异。但它们的化学性质在常温下，都具有
性，在点燃或高温条件下具有
性和
性。
★
碳的主要氧化物有
和
。它们虽然组成元素
，但由于它们每个分子
，
故其性质有很大的差异。
碳及其氧化物的性质和用途
1
、碳的单质
C
60
石墨
金刚石
构成物质的微粒的排列方式（晶体结构）决定了物质的物理性质
（
1
）、金刚石、石墨、
C
60
碳原子
排列不同
造成它们
物理性质有很大差异
物理性质
用 途
金刚石
石 墨
无色、透明的正八面体固体，坚硬
深灰色、有金属光泽，不透明的细鳞
状固体。
质软，有滑腻感；有导电性
；
裁玻璃、制钻头、钻石
用作润滑剂、电极、制铅笔芯
碳及其氧化物的性质和用途
（
2
）、金刚石、石墨、
C
60
等
碳单质的化学性质
：在常温下很稳定，随温度的升高活动性增强。
■
可燃性
：氧气充足
C + O
2
CO
2
氧气不足
2C + O
2
2CO
点燃
点燃
■
碳的
还原性
：
☆
还原金属氧化物：
C + 2CuO Cu + CO
2
3C + 2Fe
2
O
3
4Fe +3CO
2
高温
高温
☆
还原非金属氧化物：
C + CO
2
2CO
高温
燃料
冶金
还原剂
结 构 性 质 用 途
决 定
反 映
决 定
反 映
碳及其氧化物的性质和用途
2
、
CO
与
CO
2
（
1
）、物理性质
物理性质
CO
（
Mr:28
）
CO
2
（
Mr:44
）
色、态、味
密度
水溶性
无色、无味、气体
无色气体
比空气略小
比空气大
难溶
(
体积比
1:0.02)
能溶（体积比
1:1
）
碳及其氧化物的性质和用途
（
2
）、化学性质
剧毒
无毒
/
CO
2
+Ca(OH)
2
==CaCO
3
↓+H
2
O
/
CO
2
+H
2
O==H
2
CO
3
2CO+O
2
==== 2CO
2
/
点燃
CO+CuO
===Cu+CO
2
△
/
/
毒性
还原性
跟氧气反应（可燃性）
跟石灰水反应
跟水的
反应
一氧化碳
二氧化碳
1985
年科学家发现了
C
60
分子。
1991
年科学家又发现一种新的碳单质
——
碳纳米管，它是由六边环形的碳原子构成的管状大分子（如图
D
，图中小黑点均代表碳原子），用你所学到的化学知识回
答下列问题。
（
1
）
C
60
分子的结构示意图是
（填序号）。
（
2
）请你推测
C
60
和碳纳米管可能具有哪些化学性质？
（
3
）根据你推测的结果，请你设计一个方案，证明
C
60
或碳纳米管的某种化学性质。
解析
：（
1
）解题关键是要注意到题中提供的信息
——
几种碳单质的微观结构示意图和相关知识：
A
是金刚石的结构示意图，
B
是石墨的结构示意图，它们都是由碳原子直接构成的非分子状态的物质。而
C
60
是分子型的碳单质。
（
2
）解题关键是能较全面的理解“组成结构决定性质”这一化学理论知识。
C
60
从组成上讲与金刚石、石墨等碳单质一样，都由碳元素组成，因此它们应该具有相似的化学性质
——
可燃性和还原性。到了这里（
3
）就不难解答了
,
利用
C
60
导出碳单质都具有可燃性，即利用
C+O
2
CO
2
完全反应生成的
CO
2
通入澄清石灰水有明显的浑浊现象，可设计实验探究各种碳单质是否具有相同的化学性质。
【
例
1
】
答案
:
（
1
）
C
（
2
）可以燃烧，具有还原性。
（
3
）点燃后生成可使澄清石灰水变浑浊的气体。
氧气和二氧化碳实验室制法的比较
请阅读教材
P
124
，回顾并思考如下问题：
★
实验室制取气体的一般思路与方法是：
（
1
）确定制取气体的
；
（
2
）确定制取气体应采用的
，包括和
；
（
3
）确定
是所要制取的气体。
★实验室制取
O
2
与
CO
2
的原理分别是什么？
氧气和二氧化碳实验室制法的比较
MnO
2
2 H
2
O
2
2 H
2
O +O
2
↑
△
2KMnO
4
K
2
MnO
4
+MnO
2
+O
2
↑
△
MnO
2
2KClO
3
2KCl+3O
2
↑
O
2
:
1
、反应原理
CaCO
3
+2HCl CaCl
2
+H
2
O+CO
2
↑
CO
2
：
2
、发生装置
固体
加热
型
固体
+
液体
不加热
型
固体
+
液体
不加热
型
固体
加热
型
固体
加热
型
固体
+
液体
不加热
型
装置图
氧气和二氧化碳实验室制法的比较
3
、收集与检验
排水集气法
向上排空气法
收 集
O
2
：
或
向上排空气法
CO
2
：
检 验
O
2
：
CO
2
：
澄清石
灰水
（新疆）实验室常用下列仪器装置制备或收集气体：
（
1
）写出图中标号仪器的名称：
a:
, b
。
（
2
）实验室制备
CO
2
时，应选
用的气体发生装置是
（填
字母，下同），收集装置是
，制备
CO
2
气体的反应原理是（用化学反应方程式表示）：
，该反应基本类型是
____________
。
（
3
）实验室用反应
2KClO
3
2KCl+3O
2
↑
制取氧气时，应选用的气体发生装置是
，收集装置是
，其中
MnO
2
起
作用。
△
MnO
2
解析：
由于二氧化碳是利用固体和液体在常温下制取气体，所以发生装置应选择
A
；由于二氧化碳能溶于水、其密度比空气的密度大，所以选择
D
装置收集
CO
2
，反应原理是
CaCO
3
+2HCl=CaCl
2
+H
2
O+CO
2
↑
；加入氯酸钾和二氧化锰的混合物制取氧气属于固体和固体混合加热制取气体的类型，发生装置应选择
B
；由于氧气不易溶于水、密度比空气的密度大，所以应选择
D
或
E
收集氧气；其中的二氧化锰起催化作用。
长颈漏斗
集气瓶
A
D
CaCO
3
+2HCl=CaCl
2
+H
2
O+CO
2
↑
B
D
或
E
催化
复分解反应
碳及其化合物之间的相互转化
Ca(OH)
2
O
2
点燃
CuO
高温
1
、碳及其化合物间的相互转化
C
CO
2
H
2
CO
3
CO
CaCO
3
O
2
点燃
C
高温
O
2
点燃或
CuO
加热
HCl
或高温
H
2
O
⑴
⑵
⑶
⑷
⑸
⑹
⑺
⑻
⑼
(10)
(11)
碳及其化合物之间的相互转化
8
、
H
2
CO
3
＝
CO
2
↑
+ H
2
O
4
、
2CO+O
2
＝
2CO
2
点燃
7
、
CO
2
+ H
2
O
＝
H
2
CO
3
9
、
CO
2
+Ca(OH)
2
＝
CaCO
3
↓+ H
2
O
10
、
CaCO
3
+2HCl
＝
CaCl
2
+H
2
O+CO
2
↑
1
、
2C + O
2
= 2CO
点燃
2
、
C + O
2
= CO
2
点燃
6
、
C + CO
2
＝
2CO
高温
3
、
C+2CuO = 2 Cu +CO
2
↑
高温
5
、
CO+
CuO
＝
Cu+ CO
2
加热
11
、
CaCO
3
＝
CaO+CO
2
↑
高温
2
、转化的化学方程式
（重庆）一氧化碳和二氧化碳只有一字之差。
（
1
）有人认为，二者就像孪生兄弟，这是因为
（填序号）。
A.
它们由同种分子构成
B.
它们由相同的元素组成
C.
它们都有毒
D.
它们都能溶于水
（
2
）也有人认为，二者化学性质相差甚远，请给出一条支持他的理由：
。
（
3
）其实，二者是可以相互转化的，请用化学方程式表示此过程：
。
碳及其化合物之间的相互转化
解析：
CO
和
CO
2
的相似之处是组成元素相同；由于
CO
2
和
CO
的结构不同，导致化学性质相差甚远；
CO
燃烧生成
CO
2
，
CO
2
与炽热的炭反应生成
CO
。
B
一个二氧化碳分子比一个一氧化碳分子多一个氧原子
2CO+O
2
点燃
2CO
2
(
或
CO
2
+C
高温
2CO
）
温 室 效 应
请阅读课本
P
124
，
回顾并思考如下问题：
★
常见的温室气体有
、
、和
等。防止温室效应进一步增强，人类应主要从
和
两
个方面入手。
温 室 效 应
温室效应
定义：
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”。
危害：
全球变暖可能导致两极的冰川融化，海平面升高，淹没许多城市。
土地沙漠化，农业减产。
防治措施：
节约能源，减少使用煤、石油、天然气等化石燃料；更多地利用太阳能、风能、地热等；大力植树造林，严禁乱砍滥伐森林等。
保护环境，爱护地球
温 室 效 应
（镇江）仔细观察右图后回答：
（
1
）该图反映的环境问题是
。
（
2
）请你提出一条合理化建议：
。
解析：
这是一道情景给予题。“出汗”表示温度高，下面有大量“
CO
2
”
排放图片，综合分析，可得出：由于过量
CO
2
排放，引起地球的温室效应加剧
。
温室效应
植树造林或开发新能源或减少化石燃料的使用等
二氧化碳
一氧化碳
碳
金刚石
石墨
C
60
氧化物
单质
物理性质
化学性质
物理性质
化学性质
实验室制法
工业制法
与水反应
不能燃烧不助燃
与氢氧化钙反应
可燃性
还原性
常温下稳定
可燃性
还原性
毒性
存在巨大差异
物理性质
化学性质
制法
用途
物理性质
第六单元 碳和碳的氧化物
单元小结
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