2.碳的氧化物(CO、CO2)性质的比较:(表18-3)
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氧化物 |
一氧化碳 |
二氧化碳 |
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物理性质 |
无色无味气体、有毒、难溶于水,能与人体中血红蛋白迅速结合,是一种严重的大气污染物 |
无色略带酸味气体,无毒,能溶于水,固态时俗称“干冰”。
是产生温室效应的气体之一。 |
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化学性质 |
1. 可燃性 2. 还原性:(CuO、Fe2O3、H2O反应) 3. 不成盐氧化物 |
1. 不能燃烧 2. 与C、Mg等反应,表现氧化性 3. 酸性氧化物(与碱反应) |
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实验室制法 |
HCOOH --→ CO↑ + H2O |
CaCO3 + 2HCl = CaCl2 + H2O + CO2↑ |
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收集方法 |
排水法 |
向上排空气法 |
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检验方法 |
点燃后在火焰上分别罩上干燥的烧杯和沾有澄清石灰水的烧杯 |
使澄清石灰水变浑浊 |
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用途 |
燃料、化工原料 |
化工原料、灭火等 |
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相互转化 |
C + CO2 = 2CO (高温) 2CO + O2 = 2CO2(点燃) |
例题2:除去下列物质中的杂质(括号内为杂质)。写出所加试剂或方法,并写出相关反应的化学方程式
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物质 |
试剂(或方法) |
化学方程式 |
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CO(CO2) |
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CO2(CO) |
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Fe2O3(SiO2) |
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1.碳单质:
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(2)化学性质:①C + O2 = CO2 ②2C + O2 = 2CO ③C+4HNO3(浓)=CO2↑+ 4NO2↑
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+ 2H2O ④ C + 2CuO = 2Cu + CO2↑⑤ C + CO2 = 2CO ⑥ 2C + SiO2 = Si + 2CO↑
2.碳的同素异形体的比较:(表18-2)
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同素异形体 |
金刚石 |
石墨 |
C60 |
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晶体结构 |
正四面体,空间网状结构的原子晶体 |
平面层状正六边形结构,层与层之间以分子间作用力结合 |
分子内碳碳之间以共价键结合成空心笼状结构,由20个六边形和12个五边形构成的20面体 |
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主要物理性质 |
熔沸点高、硬度极大,难溶于溶剂,不能导电、无色透明的晶体 |
熔点很高,深灰色、质软有滑腻感,易导电的片状固体 |
灰黑色固体 |
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物理性质不同的原因 |
结构不同,碳原子的排列方式不同 |
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化学性质 |
相同 |
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用途 |
钻具、装饰品 |
电极、润滑剂、耐火材料 |
超导、磁性、光学、催化、材料、生物方面有优异的性能 |
碳元素不仅可以形成多种同素异形体,而且还可以形成多种无机化合物和有机化合物,是形成化合物种类最多的元素。
例题1:(1)质量相等的石墨与足球烯(C60)所含质子数( )
A.前者多 B. 相等 C. 后者多 D. 无法确定
(2)设计一个实验证明金刚石、石墨和C60都是由碳元素组成的。
答案:(1)B (2)分别将三种物质在氧气充足的条件下燃烧,若三者产生的都是无色无味的气体且将所得气体通入澄清石灰水中,若气体都使澄清的石灰水变浑浊,则说明它们都是由碳元素组成的。
解析:(1)等质量的石墨与足球烯含有相同物质的量碳原子,所含质子数也相等