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初中科學/22.4 碳與碳的氧化物

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　22.3 化學方程式的應用 ◄ 初中科學 > 第二十二單元：用化學方程式認識化學反應
22.4 碳與碳的氧化物 		► 22.5 生活中的金屬　
這節課你將學到：
  1. 碳的單質有哪些？
  2. 金剛石、石墨、C60和石墨烯有什麼相同點和不同點？
  3. 碳有哪些氧化物？
  4. 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 編輯

  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)。

 
維基百科中的相關條目：
碳的同素異形體
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    圖22-5 石墨
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    圖22-6 C60
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    圖22-7 石墨的結構
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    圖22-8 C60的結構
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    圖22-9 石墨烯的結構

石墨 編輯

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 編輯

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 編輯

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 編輯

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 編輯

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 編輯

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 編輯

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 編輯

我們已經在第八單元認識了二氧化碳的基本性質，這裏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 編輯

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 編輯

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 編輯

  1. 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（ ）
  2. 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?
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