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碳的性质

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概述:
     碳是一种非金属元素,位于元素周期表的第二周期IVA族。拉丁语为Carbonium,意为“煤,木炭”。汉字“碳”字由木炭的“炭”字加石字旁构成,从“炭”字音。碳是一种很常见的元素,它以多种形式广泛存在于大气和地壳之中。碳单质很早就被人认识和利用,碳的一系列化合物——有机物更是生命的根本。碳是生铁、熟铁和钢的成分之一。碳能在化学上自我结合而形成大量化合物,在生物上和商业上是重要的分子。生物体内大多数分子都含有碳元素。
  • 碳的存在形式:
         碳的存在形式是多种多样的,有晶态单质碳如金刚石、石墨;有无定形碳如煤;有复杂的有机化合物如动植物等;碳酸盐如大理石等。单质碳的物理和化学性质取决于它的晶体结构。高硬度的金刚石和柔软滑腻的石墨晶体结构不同,各有各的外观、密度、熔点等。

    碳的化学性质:
    1.稳定性:在常温下碳的化学性质稳定,点燃或高温的条件下能发生化学反应

    2.可燃性:
    氧气充足的条件下:C+O2CO2
    氧气不充分的条件下:2C+O22CO

    3.还原性:
    木炭还原氧化铜:C+2CuO2Cu+CO2
    焦炭还原氧化铁:3C+2Fe2O34Fe+3CO2
    焦炭还原四氧化三铁:2C+Fe3O43Fe+2CO2
    木炭与二氧化碳的反应:C+CO2CO
  • 碳”与“炭”的区别:
    “碳”是一种核电荷数为6的非金属元素,而“炭” 一般是指由石墨的微小晶体和少量杂质组成的混合物,如木炭、焦炭、活性炭、炭黑等。在说明碳元素时,用“碳”表示,如碳单质、二氧化碳、碳酸等;在说明含石墨的无定形碳时,用“炭”表示,如木炭、焦炭等。

    碳燃烧生成物的判断:
    氧气量充足时,碳充分燃烧:C+O2CO2
    氧气量不充足时,碳不充分燃烧:2C+O22CO
    mg碳与ng氧气反应:
    时,生成物只有CO,且O2有剩余;
    时,恰好完全反应生成CO2
    时,生成物既有CO2,也有CO;
    时,恰好完全反应生成CO;
    时,生成物只有CO,且C有剩余。
  • 碳单质及其化合物间的转化:

    (1)C+2CuO2Cu+CO2
    (2)C+O2CO2
    (3)3C+2Fe2O34Fe+3CO2
    (4)2C+O22CO
    (5)CO2 + H2O===H2CO3
    (6)H2CO3==CO2 + H2O
    (7)2CO + O22CO2
    (8)C+CO22CO
    (9)3CO + Fe2O32Fe + 3CO2
    (10)CO+ 2CuO2Cu + CO2

    (11)Ca(OH)2 + CO2====CaCO3↓+ H2O
    (12)CaCO3+2HCl==CaCl2+CO2↑+H2O
    (13)CaCO3CaO+CO2
    (14)CaO+H2O==Ca(OH)2
    (15)C2H5OH+3O22CO2+3H2O
    (16)CH4+O2CO2+2H2O

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