专题 03 碳的单质和二氧化碳、一氧化碳的对比 【 考 纲 要 求 1.掌握碳的化学性质：可燃性和还原性；知道金刚石、石墨等碳单质的物理性质和用途。 2.掌握二氧化碳的性质和用途；掌握一氧化碳的化学性质：可燃性和还原性及毒性等。 【知识网络】 　 】 【中考考点梳理】 考点一、碳单质(金刚石、石墨)的物理性质和用途比较 　对比项目 金刚石 石墨 外　观 无色透明正八面体形状固体 深灰色细磷片状固体 光　泽 加工琢磨后有光泽 略有金属光泽 硬　度 自然界最硬 软 导电性 无 良好 导热性 良好 良好 用　途 钻探机钻头、刻刀、装饰品等 电极、铅笔芯、润滑剂等 要点诠释： 1.由于碳原子排列方式不同，导致金刚石和石墨在物理性质上存在较大差异。 2.炭和碳不同。碳是指碳元素，是“核电荷数为 6 的同一类原子的总称”，有广泛、概括的含义，并不具体指 某种物质；炭是指具体的物质——由碳元素组成的单质，如木炭、焦炭、活性炭、炭黑等。碳与炭不能混 用。 3.木炭和活性炭具有疏松多孔的结构，因此具有吸附能力，可以吸附一些色素、有异味的物质，吸附过程 属于物理变化，并非化学变化。 决定 �� �� � 决定 �� �� � �� �物质的性质 �� �� �物质的用途。 4.规律总结：物质的组成、结构 �� 反映 反映 考点二：CO2 和 CO 性质及用途的比较 　对比项目 物理性质 可燃性 CO2 CO 无色无味气体，能溶于水，密度比空气大，无色无味气体，难溶于水，密度比空 干冰易升华 气略小 一般情况下既不能燃烧，也不支持燃烧 有可燃性 2CO+O2 2CO2 没有还原性，有较弱的氧化性 有还原性 还原性 C+CO2 2CO CO+CuO Cu+CO2 化学 性质 与水反应 与水反应 CO2+H2O=H2CO3 不能与水反应 与石灰水反应 CO2+Ca(OH)2=CaCO3↓+H2O 不能与石灰水反应 无毒 有剧毒 主要用途 可制汽水，作制冷剂，灭火，气体肥料 气体燃料、高炉炼铁 对环境的影响 造成温室效应 污染空气 与石灰水 的反应 （碱） 毒性 要点诠释： 1.由于 CO 和 CO2 的分子构成不同，决定了二者性质的不同。 2.CO 和 CO2 的鉴别方法： 根据 CO 和 CO2 的不同特性，可以设计多种方法进行鉴别。鉴别时现象越明显，差异越多，区分越容易 。 物理方法：可以根据它们的密度和溶解性不同设计实验来鉴别。化学方法：可以利用 CO 的可燃性和还原 性来鉴别，也可以利用 CO2 能与水、石灰水反应的现象来鉴别。 3.CO2 和 CO 的相互转化除杂： 除杂原则：不增加新杂质，不减少被提纯的物质，杂质与所需物质要易于分离。除杂不仅原理要正确， 而且操作要切实可行。如要除去 CO2 中的 CO，一般用还原 CuO 的方法，不能用点燃（少量 CO 不能点 燃）或石灰水（可除去 CO2）来除去 CO。若要除去 CO 中少量的 CO2，一般用氢氧化钠溶液来除去，不能 用倾倒的方法（密度虽然有差异，但气体混合后一般是均匀分散的），也不能用水或紫色石蕊试液来除去 （不易除尽）。 考点三：一氧化碳和单质碳性质的比较 　对比项目 C CO 有可燃性 可燃性 C+O2 CO2 2C+O2 有可燃性 2CO+O2 2CO2 2CO 有 相同 点 有还原性 还原性 C+2CuO 还 CO+CuO 不同点 性 Cu+CO2 2Cu+CO2↑ 3CO+Fe2O3 用途 原 2Fe+3CO2 常用作燃料和作还原剂冶炼金属 常用作燃料和作还原剂冶炼金属 属于固体单质，常温下化学性质稳定 属于气体化合物，具有毒性 要点诠释：　 1. 碳 单 质 的 可 燃 性 反 应 中 值 得 注 意 的 是 条 件 不 同 ， 燃 烧 产 物 不 同 （ CO 、 CO2 ） 。 2.在做一氧化碳还原氧化铜的实验中，正确的操作顺序是：①验纯；②通 CO；③加热；④停止加热；⑤停 止 通 CO 。 【精讲例题】 类型一、考查碳单质的性质与用途 1.（衡阳中考）在书写档案文书时，最好使用（　　） A．铅笔 B．纯蓝墨水笔 C．碳素墨水笔 D．圆珠笔 【思路点拨】碳在常温下化学性质不活泼，很难与其它物质发生反应，据此进行分析判断。 【答案】C 【解析】碳素墨水中含有碳，碳在常温下化学性质不活泼，很难与其它物质发生反应，保存的时间较长， 重要文件资料书写时最好使用碳素墨水笔。 A、重要文件资料需要长期保存，书写时最好使用碳素墨水笔，而不是铅笔，因为铅笔书写的字能用橡皮 擦去，故选项错误； B、重要文件资料需要长期保存，书写时最好使用碳素墨水笔，而不是纯蓝墨水笔，故选项错误； C、重要文件资料需要长期保存，书写时最好使用碳素墨水笔，故选项正确； D、重要文件资料需要长期保存，书写时最好使用碳素墨水笔，而不是圆珠笔，故选项错误。 故选 C。 【总结升华】掌握常温下碳的化学性质不活泼并能灵活应用是正确解答本题的关键。 2.下列物质中，硬度最大的是（　　） A．金刚石 B．石墨 C．焦炭 D．活性炭 【思路点拨】知道碳单质的物理性质。 【答案】A 【解析】金刚石具有正八面体的结构，它是天然存在的最硬的物质，所以 A 正确。石墨是最软的物质之一， 故 B 不正确。焦炭是煤在干馏时得到的产物，它的硬度不大，故 C 不正确。活性炭具有疏松多孔的结构， 硬度也不大，故 D 不正确。 【总结升华】本题考查的是碳单质的物理性质。要联系课本所学知识，根据物质的结构决定物质的性质， 来判断并选出该题的正确答案。 3.下图是金刚石、C60 和石墨的结构示意图。下列说法不正确的是（ ） A.这三种物质都是碳单质 B.常温下，它们的化学性质都比较稳定 C.这三种物质的碳原子的排列方式相同 D.这三种物质完全燃烧的产物都是二氧化碳 【思路点拨】金刚石、石墨和 C60 都是由碳元素组成的单质，记住碳单质的结构特点和性质是解题的关键。 【答案】C 【解析】金刚石、石墨和 C60 都是由碳元素组成的单质，故 A 项说法正确。它们都是由碳原子构成，具有 相同的化学性质，常温下碳的化学性质稳定，故 B 项说法正确。由三者的结构示意图可知金刚石、石墨和 C60 碳原子的排列方式不同，其化学性质相同，但物理性质不同，故 C 项说法错误。因为它们都是碳的单质， 其化学性质相同，所以完全燃烧后的产物都是 CO2，故 D 项说法正确。故选 C。 【总结升华】金刚石是最为坚固的一种碳结构，其中的碳原子以晶体结构的形式排列；石墨中碳原子以平 面层状结构键合在一起，层与层之间键合比较脆弱，因此层与层之间容易被滑动而分开； C60 分子是一种 由 60 个碳原子构成的分子，它形似足球，因此又名足球烯。因它们碳原子的排列方式不同，各自有不同的 物理性质，但它们都是碳的单质，所以化学性质相同。 举一反三： 【变式 1】下图是金刚石、石墨、C60、碳纳米管结构示意图，下列说法正确的是（ ） A．这四种物质都很软，可做润滑剂 B．这四种物质碳原子的排列方式相同 C．这四种物质完全燃烧后的产物都是 CO2 D．这四种物质的结构中都是每个碳原子连接三个碳原子 【答案】C 【解析】解答此题，既要用已储存的知识，又要从图中获取答题信息。金刚石硬度大，不可能做润滑剂； 这四种物质都是碳的单质，因此化学性质相同，燃烧后的最终产物都是 CO2；由图可知，构成这四种单质 的碳原子排列方式是不同的，金刚石中，每个碳原子与另外四个碳原子相连，其他的则是每个碳原子与另 外的三个碳原子相连。 【变式 2】（江苏中考）2013 年 3 月，我国研制出世界上最轻、吸油力最强的固体——碳海绵。碳海绵由 碳元素组成，具有疏松多孔的结构。下列关于碳海绵的说法不正确的是（ A．常温下化学性质不活泼 B．是一种新型的化合物 C．具有较强的吸附性 ） D．可处理海上泄漏的石油 【答案】B 【解析】碳海绵是由碳元素组成的单质，常温下碳的化学性质不活泼，A 正确，B 不正确；碳海绵是吸油 力最强的固体，说明碳海绵具有较强的吸附性，C 正确；碳海绵能吸油，可处理海上泄漏的石油，D 正确。 类型二、考查 CO2 与 CO 的性质和用途 4. “温室效应”主要由下列那种气体引起（　　） A.SO2 B．NO2 C．CO2 D．CO 【思路点拨】能引起温室效应的气体主要包括二氧化碳、甲烷等。 【答案】C 【解析】二氧化硫和二氧化氮能造成酸雨，一氧化碳能使人中毒，但它们不会造成温室效应，只有二氧化 碳是一种温室气体。故选 C。 【总结升华】在今天，低碳生活理念已成为现代入的共识。有关“温室效应”、“节能减排’等知识便成为中考 化学考查的热点。在学习中要求学生要认真观察生活，体验生活；在实践中掌握知识，运用知识 ,用低碳生 活理念指导自己的活动。 5.下列气体中，有毒的是（　　） A．N2 B．O2 C．CO C．CO2 【思路点拨】知道空气污染气体的成分、危害及防治措施。 【答案】C 【解析】氮气在常温下，化学性质稳定，是无色无味无毒的气体；氧气具有助燃性和供给呼吸的化学性质， 氧气是无毒的；一氧化碳会和人的血红蛋白结合，使血红蛋白失去与氧结合的能力，人因缺氧而死亡；二 氧化碳不能供给呼吸，室内二氧化碳含量过高会使人窒息死亡，但二氧化碳是无毒无味的气体。故选 C。 【总结升华】本题主要考查了常见气体的毒性，根据常见的气体的化学性质进行分析解答。空气质量日报 中的“首要污染物”包括二氧化硫、一氧化碳、二氧化氮、粉尘（可吸入颗粒物）和臭氧等。 6.二氧化碳在下列变化中只发生物理变化的是（　　） A．制汽水 B．制干冰 C．被石灰水吸收 D．参与植物的光合作用 【思路点拨】知道二氧化碳的性质、用途及对环境的影响，注意物理变化与化学变化的本质区别是变化后 是否有新物质生成。 【答案】B 【解析】二氧化碳能溶于水且与水反应，化学方程式为：CO2+H2O=H2CO3，所以 A 中“制汽水”既有物理变 化又有化学变化。“制干冰”是把二氧化碳气体转化成固态二氧化碳，属于物理变化。“被石灰水吸收”反应的 化学方程式为：CO2+Ca（OH）2=CaCO3↓+H2O，属于化学变化。绿色植物的光合作用是绿色植物在叶绿素 和光的作用下吸收二氧化碳和水产生氧气的过程，属于化学变化。故选 B。 【总结升华】CO、CO2 的性质及用途属于易混知识点和中考热点。对比法掌握 CO、CO2 二者的性质和用 途、会探究二者的性质、能正确应用二者的性质解释生活中的现象，是解此类试题的关键。 举一反三： 【变式 1】下列关于区别一氧化碳和二氧化碳