初中科學/22.4 碳與碳的氧化物

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22.4 碳與碳的氧化物

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	這節課你將學到：
碳的單質有哪些？金剛石、石墨、C₆₀和石墨烯有什麼相同點和不同點？碳有哪些氧化物？碳的各種氧化物的性質和用途是什麼？

我們這節課認識一下碳單質和它的氧化物。

碳的單質

交流討論
你見過哪些碳的單質？請發表你的看法。王宇博：石墨。陳欣陽*：鑽石。我：_________________________

碳有很多種單質，最常見的有石墨(Graphite)、金剛石(Diamond)、C₆₀和石墨烯(Graphene)。

圖22-5 石墨
圖22-6 C₆₀
圖22-7 石墨的結構
圖22-8 C₆₀的結構
圖22-9 石墨烯的結構

石墨

石墨正如圖22-5所展示的一樣，是一種深灰色的細鱗片狀的固體，有金屬光澤。它的導電性能良好，乾電池的正極就是石墨做成的。圖22-7所示的是石墨的結構，我們可以看到，它具有斜六面體的結構，因此石墨可以用作潤滑劑。

金剛石

金剛石的結構是正八面體結構，所以它是自然界中最硬的物質。它也是一種無色透明的固體，幾乎不導電。

C₆₀

C₆₀正如圖22-6所示的一樣，有金屬光澤。它的分子結構如圖22-8所示，和足球相似。

石墨烯

石墨烯是目前世界上最薄、最堅硬的納米材料。它幾乎完全透明，導電性能極強。圖22-9所示的是石墨烯的結構。

相同點

儘管不同的碳單質有不同的結構，有不同的物理性質，但它們的化學性質相同。它們都可以進行以下反應：

2 C + O₂ → 2 CO
C + O₂ → CO₂
C + CO₂ → 2CO

碳的氧化物

碳的氧化物有兩種：一氧化碳(Carbon monoxide)和二氧化碳(Carbon dioxide)。

一氧化碳

一氧化碳是一種無色無味但有劇毒的氣體。它具有可燃性，所以我們將它用作燃料。一氧化碳還具有還原性，我們將在之後的章節來研究它的還原性。

二氧化碳

我們已經在第八單元認識了二氧化碳的基本性質，這裡僅列出檢驗和吸收二氧化碳的方法和反應的方程式。

二氧化碳的檢驗

將二氧化碳通入澄清的石灰水中，我們會發現澄清石灰水變渾濁。反應的方程式是：

CO2+Ca(OH)2=CaCO3+H2O

二氧化碳的吸收

我們一般使用氫氧化鈉溶液來吸收二氧化碳。反應的方程式是：

CO2+2NaOH=Na2CO3+H2O

課後自主學習

我們將由同樣的單一元素組成的單質稱為同素異形體(Allotropy)，試判斷下列物質是否是同素異形體：
1. 一氧化碳和二氧化碳（）
2. 紅磷和白磷（）
3. 水和雙氧水（）
4. 氧氣和臭氧（）
5. 高錳酸鉀和錳酸鉀（）
澄清石灰水同樣可以消耗二氧化碳，為什麼我們不能使用澄清石灰水吸收二氧化碳?