解放军文职招聘考试碳和碳的氧化物

 第一节  金刚石、石墨和C60

“碳”和“炭”的区别：“碳”指碳元素，不是具体指某种物质；而“炭”指具体的、由碳元素组成的单质。

金刚石、石墨、C60是由碳元素组成的三种不同的单质。
所以，在一定条件下，将石墨转化为金刚石的变化是化学变化。

金刚石、石墨的物理性质和用途

	化学式	颜色	形状	硬度	导电性	导热性	润滑性	熔点	用途
金刚石	C	无色透明	正八面体	最硬	无	无	无	高	划玻璃、切割金属、钻探机钻头、制装饰品等
石墨		深灰色、有金属光泽、不透明	细鳞片状	最软之一	优良	良好	良好		电极、铅笔芯、润滑剂等

金刚石是天然存在的最硬的物质。

无定形碳：由石墨的微小晶体和少量杂质构成，没有固定形状。
常见的无定形碳：木炭、活性炭、焦炭、炭黑。

	颜色、状态	制法	用途
木炭	灰黑色的多孔性固体	木材隔绝空气加强热	燃料、黑火药、制活性炭、冶炼金属
活性炭	灰黑色多孔颗粒状固体	木炭在高温下用水蒸气处理	净化多种气体和液体、作防毒面具
焦炭	浅灰色多孔性固体	烟煤隔绝空气加强热	冶炼金属
炭黑	极细的黑色粉末	含碳物质不完全燃烧	墨、油墨、油漆、鞋油、燃料等，作橡胶制品的填料

木炭、活性炭具有吸附性（物理性质）。活性炭的吸附性更强。

C60分子是一种由60个碳原子构成的分子，它形似足球，这种足球结构的碳分子很稳定。

金刚石、石墨、C60性质不同的原因：碳原子的排列方式不同。(学生应该对这几种物质加强了解)

碳的化学性质

单质碳的物理性质各异，而各种单质碳的化学性质却完全相同

在常温下，碳的化学性质不活泼。

碳具有可燃性：C+O2CO2（充分燃烧） 2C+O22CO（不充分燃烧）
碳在氧气中燃烧的现象：燃烧剧烈，发出白光；放热；生成能使澄清石灰水变浑浊的气体。

碳具有还原性：
C+2CuO2Cu+CO2↑
2Fe2O3+3C4Fe+3CO2↑
单质碳的还原性可用于冶金工业。

木炭还原氧化铜的实验（见右图）
【实验操作】① 把刚烘干的木炭粉末和氧化铜粉末混合均匀，小心地铺放进试管；
② 将试管固定在铁架台上。试管口装有通入澄清石灰水的导管；
③ 集中加热；
④ 过几分钟后，先撤出导气管，待试管冷却后再把试管里的粉末倒在纸上。观察现象并分析。
【实验现象】澄清的石灰水变浑浊；黑色固体逐渐变成红色。
【化学方程式】C+2CuO2Cu+CO2↑

反应开始的标志：澄清的石灰水变浑浊。

在酒精灯上加网罩的目的：使火焰集中并提高温度。

配制混合物时木炭粉应稍过量的目的：防止已经还原的铜被氧气重新氧化。

实验完毕后先熄灭酒精灯的后果：石灰水倒吸入热的试管中使试管炸裂。

还原反应：含氧化合物里的氧被夺去的反应，叫做还原反应。
木炭是使氧化铜还原为铜的物质，具有还原性。木炭在反应C+2CuO2Cu+CO2↑中作还原剂。