高中化学碳元素及化合物知识归纳总结

高中化学碳元素及化合物知识归纳总结

安徽省蒙城县第四中学 吴胜开

一、元素存在及含量

元素存在状态

含量

游离态 金刚石

一 化合态

CO 2 碳酸盐等无机化合物

有机化合物

二、原子结构及元素化合价 微粒

结构示意图

电子排布式

价电子排布式

电子式

元素主要化合价

原子

C

1s 22s 22p 2 2s 22p 2

+2，+4

三、单质 同素异形体 颜色

气味

状态

熔沸点 密度

硬度

水溶性 导电性 导热性 延展性 金刚石 无 无 固 高 一 大 不 不 差 差 石墨 灰黑 无 固 高 一 小、滑腻 不 良 良 差 C 60

灰黑

无

固

低

一

小

不

不

差

差

物质类别 非金属单质 氧化性或还原性

还原性

化学性质 反应原理

备注（现象、电子转移等）

1 与氧气 2C ＋O 2错误!未找到引用源。2CO C ＋O 2错误!未

找到引用源。CO 2

O 2充分生成CO 2 O 2不充分生成CO

2

与金属氧化物

2CuO ＋C 错误!未找到引用源。2Cu ＋CO 2 ↑

有红色固体生成，产生的气体能使

澄清石灰水变浑浊

3

与非金属

氧化物

C ＋H 2O 错误!未找到引用源。CO ＋H 2 C ＋CO 2错误!未找到引用源。2CO SiO 2＋2C 错误!未找到引用源。Si ＋2CO

↑

CO 与H 2的混合气体俗称水煤气

工业生产粗硅

4

与氧化性酸

C+2H 2SO 4（浓）错误!未找到引用源。CO 2↑+2SO 2

↑+2H 2O

C ＋4HNO 3（浓）错误!未找到引用源。CO 2↑＋4NO 2↑＋2H 2O

3、主要用途

石墨：电极、润滑剂、铅笔等；金刚石：刻画玻璃、钻探机钻头、装饰品等；焦炭：还原剂等；木炭：写生、燃料等；活性炭：吸附剂等；炭黑：墨水等

三、氧化物

＋Na2CO3

Ca(ClO)2＋CO2＋H2O错误!未找到引用源。

CaCO3↓＋2HClO

7 与氧气一2CO＋O2错误!未找到引用源。2CO2

8 与过氧化

物

2Na2O2＋2CO2错误!未找到引用源。2Na2CO3＋

O2↑

4、主要用途

CO2灭火、气体肥料、干冰用于制造人造云雾及人工降雨等；CO燃料、冶炼金属等。

5、制备方法

（1）工业制法CO2：CaCO3错误!未找到引用源。CaO＋CO2↑；CO：C＋H2O错误!未找到引用源。CO＋H2。

（2）实验室制法（CO2）

反应原理CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑

装置类型固+液→气（不需加热）

检验澄清石灰水

干燥浓硫酸

收集向上排空气法

尾气处理一

四、酸（碳酸）

1、物理性质

物质颜色气味状态熔沸

点

密度硬度

水溶

性

导电

性

导热

性

延展

性

碳酸一一液低一一溶一一一2、化学性质

物质类别弱酸、弱电解质氧化性或还原性一化学性质反应原理备注（现象等）

1 与酸碱指

示剂

一使紫色石蕊试液变红

2 与碱H2CO3+2NaOH=Na2CO3+2H2O一

3 不稳定性H2CO3错误!未找到引用源。CO2

＋H2O↑

物质颜色气味状态熔沸

点

密度硬度水溶性

导电

性

导热

性

延展

性

Na2CO3白一固较高一一易溶一一一

NaHCO3白一固一一一

小于

Na2CO3

一一一

物质类别

Na2CO3碳酸盐

NaHCO3碳酸氢盐

氧化性或还原性一

化学性质Na2CO3（纯碱、苏打）NaHCO3（小苏打）

1 与酸 Na 2CO 3+2HCl=2NaCl+H 2O+CO 2↑ NaHCO 3+HCl=NaCl+H 2O+CO 2↑

2 与酸性氧化物 Na 2CO 3+ SO 2= Na 2SO

3 +CO 2 Na 2CO 3+H 2O+CO 2 =2NaHCO 3 2NaHCO 3+ SO 2= Na 2SO 3 +2CO 2+ H 2O

3 与碱 Na 2CO 3+Ca(OH)2= CaCO 3↓+2NaOH

NaHCO 3+NaOH=Na 2CO 3+H 2O

4 与盐 Na 2CO 3+CaCl 2= +2NaCl

5

受热易分解

一

2NaHCO 3

Na 2CO 3+H 2O+CO 2↑

3、主要用途

纯碱：造纸、制玻璃、洗涤剂等；小苏打：发酵粉等 4、制备方法(侯氏制碱法)

NH 3＋H 2O ＋CO 2 错误!未找到引用源。NH 4HCO 3 NH 4HCO 3＋NaCl(饱和)

NH 4Cl ＋NaHCO 3↓

2NaHCO 3Na 2CO 3+H 2O+CO 2↑

六、单质及其化合物的知识结构图

说明：1、文中出现的“一”表示不存在此项或是不要求掌握；

2、此次归纳总结的依据是高中化学新课程标准和安徽省高考化学考试说明的要求和范围。