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知识点1 碳单质与氧气反应
1. 在常温下，碳单质的化学性质不活泼。这是因为碳原子最外层有
2. 碳单质与氧气反应。
(1)当木炭充分燃烧时，生成
化学方程式为
(2)当木炭不充分燃烧时，生成
化学方程式为
1. 在常温下，碳单质的化学性质不活泼。这是因为碳原子最外层有
4
个电子，不易得失电子。2. 碳单质与氧气反应。
(1)当木炭充分燃烧时，生成
二氧化碳
，同时放出大量的热，所以木炭可用作燃料
。化学方程式为
$\ce{C + O_{2}\xlongequal{点燃}CO_{2}}$
。(2)当木炭不充分燃烧时，生成
一氧化碳
，同时放出热。化学方程式为
$\ce{2C + O_{2}\xlongequal{点燃}2CO}$
。答案
1. 4
2. (1) 二氧化碳 燃料 $\ce{C + O_{2}\xlongequal{点燃}CO_{2}}$
(2) 一氧化碳 $\ce{2C + O_{2}\xlongequal{点燃}2CO}$
2. (1) 二氧化碳 燃料 $\ce{C + O_{2}\xlongequal{点燃}CO_{2}}$
(2) 一氧化碳 $\ce{2C + O_{2}\xlongequal{点燃}2CO}$
解析
【分析】
本题考查碳单质的化学性质，解题思路：1. 依据原子结构知识，碳原子的核外电子排布决定其最外层电子数，常温下碳化学性质不活泼与最外层电子数相关；2. 碳与氧气反应的产物取决于氧气是否充足，充分燃烧生成二氧化碳，不充分燃烧生成一氧化碳，结合产物的性质判断用途，再正确书写对应的化学方程式。
【解析】
1. 碳原子的核外电子排布为2、4，最外层电子数为4，不易得失电子，因此常温下碳单质化学性质不活泼；
2. (1) 木炭在氧气充足时充分燃烧，生成二氧化碳，燃烧放出大量热，故木炭可用作燃料，反应的化学方程式为$\ce{C + O_{2}\xlongequal{点燃}CO_{2}}$；
(2) 木炭在氧气不足时不充分燃烧，生成一氧化碳，反应的化学方程式为$\ce{2C + O_{2}\xlongequal{点燃}2CO}$。
【答案】
1. 4；2. (1) 二氧化碳；燃料；$\ce{C + O_{2}\xlongequal{点燃}CO_{2}}$；(2) 一氧化碳；$\ce{2C + O_{2}\xlongequal{点燃}2CO}$
【知识点】
碳单质的化学性质、化学方程式书写
【点评】
本题为基础知识点考查题，围绕碳单质的化学性质展开，涉及原子结构、碳的燃烧反应及应用，难度较低，适合巩固化学基础。
【难度系数】
0.9
本题考查碳单质的化学性质，解题思路：1. 依据原子结构知识，碳原子的核外电子排布决定其最外层电子数，常温下碳化学性质不活泼与最外层电子数相关；2. 碳与氧气反应的产物取决于氧气是否充足，充分燃烧生成二氧化碳，不充分燃烧生成一氧化碳，结合产物的性质判断用途，再正确书写对应的化学方程式。
【解析】
1. 碳原子的核外电子排布为2、4，最外层电子数为4，不易得失电子，因此常温下碳单质化学性质不活泼；
2. (1) 木炭在氧气充足时充分燃烧，生成二氧化碳，燃烧放出大量热，故木炭可用作燃料，反应的化学方程式为$\ce{C + O_{2}\xlongequal{点燃}CO_{2}}$；
(2) 木炭在氧气不足时不充分燃烧，生成一氧化碳，反应的化学方程式为$\ce{2C + O_{2}\xlongequal{点燃}2CO}$。
【答案】
1. 4；2. (1) 二氧化碳；燃料；$\ce{C + O_{2}\xlongequal{点燃}CO_{2}}$；(2) 一氧化碳；$\ce{2C + O_{2}\xlongequal{点燃}2CO}$
【知识点】
碳单质的化学性质、化学方程式书写
【点评】
本题为基础知识点考查题，围绕碳单质的化学性质展开，涉及原子结构、碳的燃烧反应及应用，难度较低，适合巩固化学基础。
【难度系数】
0.9
对点练1 下列性质属于金刚石与石墨的共同特征的是 （
A.硬度大
B.可燃
C.导电性优良
D.灰黑色固体
B
）A.硬度大
B.可燃
C.导电性优良
D.灰黑色固体
答案
B
解析
【分析】
要解决这道题，需明确金刚石和石墨都是碳元素组成的单质（互为同素异形体），再逐一分析各选项对应的性质，找出两者的共同特征：先回忆金刚石和石墨的物理性质差异，再结合碳单质的化学性质判断，排除不符合的选项即可。
【解析】
金刚石和石墨均由碳元素组成，属于碳的同素异形体：
选项A：金刚石是自然界硬度最大的物质，而石墨质地柔软，该性质不是两者共同特征，排除；
选项B：碳单质具有可燃性，金刚石和石墨都能在氧气中燃烧生成二氧化碳，该性质是共同特征，符合；
选项C：金刚石不导电，石墨有优良的导电性，该性质不是两者共同特征，排除；
选项D：金刚石是无色透明的正八面体固体，石墨是深灰色细鳞片状固体，该性质不是两者共同特征，排除。
综上，答案选B。
【答案】
B
【知识点】
碳单质的性质、同素异形体
【点评】
本题考查碳的同素异形体金刚石与石墨的性质对比，属于基础识记类题目，需准确区分两者的物理性质差异，掌握碳单质的化学性质，难度较低。
【难度系数】
0.8
要解决这道题，需明确金刚石和石墨都是碳元素组成的单质（互为同素异形体），再逐一分析各选项对应的性质，找出两者的共同特征：先回忆金刚石和石墨的物理性质差异，再结合碳单质的化学性质判断，排除不符合的选项即可。
【解析】
金刚石和石墨均由碳元素组成，属于碳的同素异形体：
选项A：金刚石是自然界硬度最大的物质，而石墨质地柔软，该性质不是两者共同特征，排除；
选项B：碳单质具有可燃性，金刚石和石墨都能在氧气中燃烧生成二氧化碳，该性质是共同特征，符合；
选项C：金刚石不导电，石墨有优良的导电性，该性质不是两者共同特征，排除；
选项D：金刚石是无色透明的正八面体固体，石墨是深灰色细鳞片状固体，该性质不是两者共同特征，排除。
综上，答案选B。
【答案】
B
【知识点】
碳单质的性质、同素异形体
【点评】
本题考查碳的同素异形体金刚石与石墨的性质对比，属于基础识记类题目，需准确区分两者的物理性质差异，掌握碳单质的化学性质，难度较低。
【难度系数】
0.8
对点练2 把8 g碳和16 g氧气放在密闭的容器里，在一定条件下充分反应，最终密闭容器中有（
A.二氧化碳
B.一氧化碳
C.二氧化碳和一氧化碳
D.二氧化碳和氧气
C
）A.二氧化碳
B.一氧化碳
C.二氧化碳和一氧化碳
D.二氧化碳和氧气
答案
C
解析
【分析】
要确定密闭容器中的反应产物，需先明确碳与氧气完全燃烧、不完全燃烧的反应及对应反应物的质量比，再对比题目中碳和氧气的实际质量比，判断产物类型。
【解析】
1. 写出碳完全燃烧和不完全燃烧的化学方程式：
完全燃烧：$\ce{C + O_{2}\xlongequal{点燃} CO_{2}}$，此时碳与氧气的质量比为$12:32 = 3:8$；
不完全燃烧：$\ce{2C + O_{2}\xlongequal{点燃} 2CO}$，此时碳与氧气的质量比为$(2×12):32 = 24:32 = 3:4$。
2. 计算题目中碳和氧气的质量比：$8\ \mathrm{g}:16\ \mathrm{g} = 1:2 = 3:6$。
3. 对比质量比：$3:8 ＜ 3:6 ＜ 3:4$，说明氧气的量介于完全燃烧和不完全燃烧所需氧气的量之间，因此产物为二氧化碳和一氧化碳的混合物。
【答案】
C
【知识点】
根据化学方程式计算、碳的可燃性
【点评】
本题考查碳与氧气反应的产物判断，核心是通过反应物质量比确定反应类型，需牢记两种燃烧反应的质量比，避免混淆完全与不完全燃烧的条件。
【难度系数】
0.5
要确定密闭容器中的反应产物，需先明确碳与氧气完全燃烧、不完全燃烧的反应及对应反应物的质量比，再对比题目中碳和氧气的实际质量比，判断产物类型。
【解析】
1. 写出碳完全燃烧和不完全燃烧的化学方程式：
完全燃烧：$\ce{C + O_{2}\xlongequal{点燃} CO_{2}}$，此时碳与氧气的质量比为$12:32 = 3:8$；
不完全燃烧：$\ce{2C + O_{2}\xlongequal{点燃} 2CO}$，此时碳与氧气的质量比为$(2×12):32 = 24:32 = 3:4$。
2. 计算题目中碳和氧气的质量比：$8\ \mathrm{g}:16\ \mathrm{g} = 1:2 = 3:6$。
3. 对比质量比：$3:8 ＜ 3:6 ＜ 3:4$，说明氧气的量介于完全燃烧和不完全燃烧所需氧气的量之间，因此产物为二氧化碳和一氧化碳的混合物。
【答案】
C
【知识点】
根据化学方程式计算、碳的可燃性
【点评】
本题考查碳与氧气反应的产物判断，核心是通过反应物质量比确定反应类型，需牢记两种燃烧反应的质量比，避免混淆完全与不完全燃烧的条件。
【难度系数】
0.5
知识点2 碳单质与某些氧化物反应
【教材实验】用木炭还原氧化铜。
| 实验装置 | 实验现象 | 实验分析与结论 |
| --- | --- | --- |
| |
澄清石灰水
反应的化学方程式为
【注意事项】(1)在酒精灯上加网罩的目的是
(2)反应结束时，先撤出导管，再熄灭酒精灯的原因是
(3)用弹簧夹夹紧乳胶管后，待试管冷却后再将粉末倒出的原因是
【知识小结】(1)这种含氧化合物里的氧被夺去的反应属于
(2)碳单质(具有还原性)与某些氧化物的反应可用于冶金工业。
(3)写出下列反应的化学方程式。
①利用焦炭把铁从氧化铁里还原出来：
②高温条件下，碳单质能使二氧化碳转化为一氧化碳：
【教材实验】用木炭还原氧化铜。
| 实验装置 | 实验现象 | 实验分析与结论 |
| --- | --- | --- |
| |
黑
色粉末变成红
色澄清石灰水
变浑浊
| 反应生成了铜
和二氧化碳
；反应的化学方程式为
$\ce{C + 2CuO\xlongequal{高温}2Cu + CO_{2}\uparrow}$
|【注意事项】(1)在酒精灯上加网罩的目的是
使火焰集中并提高温度
。(2)反应结束时，先撤出导管，再熄灭酒精灯的原因是
防止石灰水倒吸入试管中，使试管炸裂
。(3)用弹簧夹夹紧乳胶管后，待试管冷却后再将粉末倒出的原因是
防止热的铜被重新氧化
。【知识小结】(1)这种含氧化合物里的氧被夺去的反应属于
还原反应
。(2)碳单质(具有还原性)与某些氧化物的反应可用于冶金工业。
(3)写出下列反应的化学方程式。
①利用焦炭把铁从氧化铁里还原出来：
$\ce{3C + 2Fe_{2}O_{3}\xlongequal{高温}4Fe + 3CO_{2}\uparrow}$
。②高温条件下，碳单质能使二氧化碳转化为一氧化碳：
$\ce{C + CO_{2}\xlongequal{高温}2CO}$
。答案
黑 红 变浑浊 铜 二氧化碳 $\ce{C + 2CuO\xlongequal{高温}2Cu + CO_{2}\uparrow}$
(1) 使火焰集中并提高温度
(2) 防止石灰水倒吸入试管中，使试管炸裂
(3) 防止热的铜被重新氧化
(1) 还原反应
(3) ① $\ce{3C + 2Fe_{2}O_{3}\xlongequal{高温}4Fe + 3CO_{2}\uparrow}$
② $\ce{C + CO_{2}\xlongequal{高温}2CO}$
(1) 使火焰集中并提高温度
(2) 防止石灰水倒吸入试管中，使试管炸裂
(3) 防止热的铜被重新氧化
(1) 还原反应
(3) ① $\ce{3C + 2Fe_{2}O_{3}\xlongequal{高温}4Fe + 3CO_{2}\uparrow}$
② $\ce{C + CO_{2}\xlongequal{高温}2CO}$
解析
【分析】
本题围绕木炭还原氧化铜的实验展开，需回忆碳单质的还原性、该实验的现象、反应产物、化学方程式，以及实验操作的注意事项，同时掌握相关反应类型和拓展的碳还原氧化物的反应。解题时先明确实验中各物质的颜色变化、产物的检验方法，再结合反应条件分析操作目的，最后推导相关反应的化学方程式。
【解析】
1. 实验现象：木炭和氧化铜均为黑色粉末，反应后生成红色的铜，因此黑色粉末变成红色；反应生成的二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊。
2. 实验分析：反应生成铜和二氧化碳，化学方程式为$\ce{C + 2CuO\xlongequal{高温}2Cu + CO_{2}\uparrow}$。
3. 注意事项：
(1) 酒精灯加网罩可集中火焰，提高反应所需的高温；
(2) 反应结束后先撤导管再灭酒精灯，是为了防止试管冷却后内部压强减小，石灰水倒吸入热的试管导致试管炸裂；
(3) 待试管冷却后再倒粉末，是防止生成的热铜与空气中的氧气反应，重新被氧化为氧化铜。
4. 知识小结：含氧化合物里氧被夺去的反应属于还原反应；拓展反应的化学方程式分别为：①焦炭还原氧化铁：$\ce{3C + 2Fe_{2}O_{3}\xlongequal{高温}4Fe + 3CO_{2}\uparrow}$；②碳与二氧化碳反应：$\ce{C + CO_{2}\xlongequal{高温}2CO}$。
【答案】
黑 红 变浑浊 铜 二氧化碳 $\ce{C + 2CuO\xlongequal{高温}2Cu + CO_{2}\uparrow}$；(1)使火焰集中并提高温度；(2)防止石灰水倒吸入试管中，使试管炸裂；(3)防止热的铜被重新氧化；(1)还原反应；(3)①$\ce{3C + 2Fe_{2}O_{3}\xlongequal{高温}4Fe + 3CO_{2}\uparrow}$；②$\ce{C + CO_{2}\xlongequal{高温}2CO}$
【知识点】
碳的还原性、化学方程式书写、实验操作注意事项
【点评】
本题是碳单质还原性的经典实验题，涵盖实验现象、反应原理、操作要点及拓展应用，考查学生对碳相关核心知识点的掌握，属于基础实验类题目，需准确记忆细节。
【难度系数】
0.4
本题围绕木炭还原氧化铜的实验展开，需回忆碳单质的还原性、该实验的现象、反应产物、化学方程式，以及实验操作的注意事项，同时掌握相关反应类型和拓展的碳还原氧化物的反应。解题时先明确实验中各物质的颜色变化、产物的检验方法，再结合反应条件分析操作目的，最后推导相关反应的化学方程式。
【解析】
1. 实验现象：木炭和氧化铜均为黑色粉末，反应后生成红色的铜，因此黑色粉末变成红色；反应生成的二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊。
2. 实验分析：反应生成铜和二氧化碳，化学方程式为$\ce{C + 2CuO\xlongequal{高温}2Cu + CO_{2}\uparrow}$。
3. 注意事项：
(1) 酒精灯加网罩可集中火焰，提高反应所需的高温；
(2) 反应结束后先撤导管再灭酒精灯，是为了防止试管冷却后内部压强减小，石灰水倒吸入热的试管导致试管炸裂；
(3) 待试管冷却后再倒粉末，是防止生成的热铜与空气中的氧气反应，重新被氧化为氧化铜。
4. 知识小结：含氧化合物里氧被夺去的反应属于还原反应；拓展反应的化学方程式分别为：①焦炭还原氧化铁：$\ce{3C + 2Fe_{2}O_{3}\xlongequal{高温}4Fe + 3CO_{2}\uparrow}$；②碳与二氧化碳反应：$\ce{C + CO_{2}\xlongequal{高温}2CO}$。
【答案】
黑 红 变浑浊 铜 二氧化碳 $\ce{C + 2CuO\xlongequal{高温}2Cu + CO_{2}\uparrow}$；(1)使火焰集中并提高温度；(2)防止石灰水倒吸入试管中，使试管炸裂；(3)防止热的铜被重新氧化；(1)还原反应；(3)①$\ce{3C + 2Fe_{2}O_{3}\xlongequal{高温}4Fe + 3CO_{2}\uparrow}$；②$\ce{C + CO_{2}\xlongequal{高温}2CO}$
【知识点】
碳的还原性、化学方程式书写、实验操作注意事项
【点评】
本题是碳单质还原性的经典实验题，涵盖实验现象、反应原理、操作要点及拓展应用，考查学生对碳相关核心知识点的掌握，属于基础实验类题目，需准确记忆细节。
【难度系数】
0.4
