碳和碳的化合物
基本要求：
1、了解金刚石、石墨、C60等碳单质；
2、知道活性碳是一种常用的吸附剂；
3、知道二氧化碳的主要性质和用途；
4、初步学习实验室制取二氧化碳的方法；
5、知道一氧化碳的主要性质和用途；
6、了解自然界中的碳循环；
7、用二氧化碳的性质解释一些常见的现象；
碳
及
其
化
合
物
碳单质
碳的化合物
碳的氧化物
碳酸盐物质间转化
元
素
化
合
物 CO2性质实验、制备CO2
C、CO还原CuO
CO32-检验
相
关
实
验
光合作用、煤气中毒、温室效应、灭火
等
化学与生活
知识体系
一、碳的单质
1、金刚石
金刚石的物理性质和用途
金
刚
石
性质 用途
无色透明、正
八面体固体
装饰品——钻石
自然界中存在
的最硬物质
玻璃刀划玻璃、
钻探机的钻头
金刚石及其制品
2、石墨
石墨的性质和用途
石
墨 性质 用途
深灰色、有金属光泽、
不透明的细鳞片状固
体、很软
铅笔芯
能导电
滑腻感
电极
润滑剂
石墨及其制品
小结：比较金刚石和石墨的性质和用途
金刚石 石墨
外观
光泽
硬度
导电性
用途
无色透明正八面体 深灰色细鳞片固体
加工琢磨有夺目 金属光泽
最硬 最软
无 良好
钻探机钻头等 电极、铅笔芯等
3、足球烯--C60
它形似足球，因此又名足球烯。 C60分子是一种由60个碳原
子构成的分子，它具有60个顶点和32个面，其中12个为正
五边形，20个为正六边形 。
小结：结构 用途性质
思考：为什么金刚石、石墨都是由碳元素组
成的，性质会有这样大的差异？
碳原子排列方式不同。
C
碳单质化学性质
稳定性 可燃性
还原性
1、稳定性的应用
• 古人字画
• 碳素墨水书写档案材料
• 日常生活中使用的煤风吹日晒
常温下的稳定性，高温下的活泼性。
碳跟氧气的反应 碳有可燃性
燃烧条件
在氧气中充
分燃烧
燃烧不充分
化学方程式 结论
C+O2→CO2
点燃
2C + O2→2CO
点燃
碳具有可
燃性，条
件不同，
产物不同
• 应用：
⑴如何证明金刚石、石墨是由碳元素组成的
单质？
⑵如何提高煤的燃烧利用率？
足够多的空气
足够大的接触面
• 装置与操作
反应装置与制取O2相似
• 现象与方程式
黑色固体变为红色
澄清石灰水变浑浊
C+2CuO → 2Cu+CO2 (置换)
3、还原性
高温
碳的单质有金刚石、石墨、C60外；还有木炭、
焦炭、活性炭和炭黑等无定形碳。
木炭和活性炭有一定的吸附性，具有吸附作用，
是一种生活用品。焦炭由煤转化而来，可用于炼
钢。活性炭用作吸附剂用于净化水和防毒面具。
炭黑用作橡胶添加剂和油墨、墨水等。
石墨是灰黑色的不透明固体，质软并有滑腻感，
还能耐高温，是热和电的良导体
思考练习：
• 常温下，碳的化学性质不活泼．碳单质的下列用途
与这一性质有关的是（ ）
A．用碳素笔书写重要文件和资料
B．用金刚石切割大理石
C．用石墨为主要原料制铅笔芯
D．用活性炭脱色制白糖
• “钻石恒久远，一颗永流传”这句广告词被美国
《广告时代》评为20世纪的经典广告之一，该广告
词能体现的钻石的性质是（ ）
A．硬度大 B．不能导电
C．化学性质稳定 D．熔点低
A
C
二、碳的氧化物
物
理
性
质
二氧化碳CO2 一氧化碳CO
颜色、状态 无色无味气体 无色无味气体
密度
1.977克/升、
密度比空气大
1.25克/升、
密度比空气小
溶解性
易溶于水
（1体积水里约溶解1
体积CO2）
难溶于水（1体积水里
约溶解0.02体积CO）
化
学
性
质
二氧化碳CO2 一氧化碳CO
可燃性 一般情况下既不能燃烧
也不支持燃烧,能灭火 2CO+O2→2 CO2
还原性
无还原性，但有氧化性
CO2+ C →2CO
CuO+CO→Cu+CO2
其他
H2O+CO2→H2CO3
CO2+Ca(OH)2→CaCO3
+ H2O
CO2+2NaOH→Na2CO3
+ H2O
毒性易与血红蛋白结
合，使血红蛋白失去
与氧的结合能力。
一氧化碳的主要性质和用途：
化学性质：
可燃性。 （反应、现象、产物检验。与
H2、CH4等气体进行鉴别。）
还原性。 （反应类型、应用）
毒性。 （机理。如何预防煤气中毒？）
物理性质：
通常情况下，是一种无色无味的气
体 。密度比空气略小。难溶于水
CO的化学性质
• 1、可燃性
2CO+O2→2CO2
产生蓝色火焰，生成物使澄清石灰水变浑
浊
• 与H2、CH4等气体比较
• 点燃之前需验纯
2、CO的还原剂
• 装置
• 操作
• 现象
• 与C与CuO装置比较
• 应用：
与金属氧化
物反应 检验生成
物的装置
尾气处理装置
黑色粉末变为红色
有使澄清石灰水变浑浊的气体生成
CO+CuO→Cu+CO2
3CO+Fe2O3→2Fe+3CO2
高温
反应类型
先通CO，后加热
先停止加热，继续
通CO至室温
二氧化碳的物理性质：
存在：空气中，体积比0.3%
物理性质：
1、无色无味气体；
2、比空气重； （1.977克/升＞ 1.293克/升）
3、能溶于水。（1体积水里约溶解1体积
CO2）
CO2哪些化学性质？
1.烧杯中的现象,说明CO2具有 和 的性质。且密
度比空气大，所以常用它来灭火。
2.证明CO2能与水反应,所用的试剂 ,现象 ,
方程式 ： .
3.检验CO2,所用的试剂 ,现象 ,
方程式: .
• 观察与思考：
• 实验：二氧化碳的密度和熄灭蜡烛火焰实验
• 实验：二氧化碳的性质实验
不能燃烧 不能支持燃烧
石蕊试液 试液变红
CO2+H2O==H2CO3
小结：
澄清石灰水 澄清石灰水变浑浊
归纳：CO2的化学性质：
• 1、 CO2不燃烧，也不支持燃烧、也不能供
呼吸；
• 2、 CO2与水化合生成碳酸：
CO2+H2O→H2CO3
碳酸不稳定，易分解：
H2CO3 → CO2↑+H2O
3、 CO2与澄清石灰水反应产生浑浊沉淀：
CO2+Ca(OH)2→CaCO3↑+ H2O
这一反应可以用来鉴定二氧化碳
二氧化碳的主要用途：
用途（性质决定用途）：
灭火—不可燃、不助燃
干冰作致冷剂、人工降雨—干冰致冷
制汽水—保鲜
光合作用—农作物原料
化工原料—生产碳酸盐
二氧化碳的循环
二氧化碳
氧 气
人、动植物的呼吸，
化石燃料的燃烧，
动植物尸体被分解；
灰烬中的碳酸盐进
入土壤。
光合作用
自然界中的碳循环：
CO2
不燃烧
不支持
燃烧
可燃
单质：C、H2
化合物：CO、
CH4
能支持
燃烧 O2
N2
巩固：
• 原理：
CaCO3 + 2HCl →CaCl2 + H2O + CO2↑
• 装置：
固液不加热型装置
特点
• 操作：
验气密性---组装---加药---制取
---收集---验满---停止反应
实验室制取二氧化碳的方法1、2.
思考：
• 是否可以用排水法收集二氧化碳？为什么？
• 制取二氧化碳和用高锰酸钾制取氧气的装
置及实验步骤有哪些相同点和不同点？
不能，因二氧化碳易溶于水。
装置：二氧化碳不需加热，不需酒精灯。
步骤：都可用向下排空法收集。所用药品状态不同；
二氧化碳不能用排水法收集。
二氧化碳的危害
• 二氧化碳作为呼吸中枢兴奋剂为生理所需，但二
氧化碳的浓度超过一定范围后，可对人体产生危
害。
• ①空气中二氧化碳的含量达3%时，人体呼吸加深；
• ②长时间吸入浓度达到4%的二氧化碳时，会出现
头晕、头疼、耳鸣、眼花等神经症状，同时血压
升高；
• ③空气中二氧化碳浓度达到8%~10%时，会导致
呼吸困难、脉搏加快、全身无力、肌肉由抽搐转
至痉挛、神志由兴奋转向抑制；
• ④二氧化碳含量达30%时，可能会出现死亡。
温室效应
• 生活中我们可以见到的玻璃育花房和
蔬菜大棚就是典型的温室。使用玻璃
或透明塑料薄膜来做温室，是让太阳
光能够直接照射进温室，加热室内空
气，而玻璃或透明塑料薄膜又可以不
让室内的热空气向外散发，使室内的
温度保持高于外界的状态，以提供有
利于植物快速生长的条件。
温室效应的危害：
• 1) 地球上的病虫害增加； 2) 海平面上
升； 3) 气候反常，海洋风暴增多； 4)
土地干旱，沙漠化面积增大。
• 科学家预测：如果地球表面温度的升高
按现在的速度继续发展，到2050年全球
温度将上升2－4摄氏度，南北极地冰山
将大幅度融化，导致海平面大大上升，
一些岛屿国家和沿海城市将淹于水中，
其中包括几个著名的国际大城市：纽约，
上海，东京和悉尼。
三、碳酸钙（CaCO3)
存在：
碳酸钙主要以石灰石和大理石存在，大理
石和石灰石主要成分是CaCO3。
用途：
大理石和石灰石做建 筑材料，工业上用石灰
石制生石灰（CaO）和二氧化碳、制水泥。
含碳酸钙的物质：
大理石 珍珠
鸡蛋壳 贝壳 溶洞
咏石灰
于谦
千锤百凿出深山，
烈火焚烧若等闲。
粉身碎骨浑不怕，
要留清白在人间。
碳酸钙的化学性质：
1、碳酸钙与盐酸反应：
CaCO3 + 2HCl →CaCl2 + H2O + CO2↑
2、碳酸钙受热分解：
CaCO3 →CaO + CO2↑
CaO生石灰易与水反应，具有吸水性，可做
干燥剂；
CaO + H2O →Ca(OH)2（放热反应）
Ca(OH)2俗称熟石灰或消石灰
受热
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