一、碳單質1.碳原子的結構及碳元素的存在：C元素原子結構示意圖：

，在自然界以化合態和游離態形式存在。2.常見碳單質的結構和物理性質常見的碳單質有金剛石、石墨、無定形碳、足球烯、碳納米管等，它們互為同素異形體。3.碳單質化學性質a．與O2的反應(用化學方程式表示)：①O2不足：2C＋O22CO②O2充足：C＋O2CO2。b．與氧化物反應(用化學方程式表示)：①與CuO反應：2CuO＋C2Cu＋CO2↑；②與Fe2O3反應：Fe2O3＋3C2Fe＋3CO↑；③與CO2反應：CO2＋C2CO；④與水蒸氣反應：C＋H2O(g)CO＋H2(制水煤氣)；⑤與SiO2反應：SiO2＋2CSi＋2CO↑(制粗硅)；SiO2＋3CSiC＋2CO↑(制金剛砂)c．與強氧化性酸反應①與濃硫酸反應：C＋2H2SO4(濃)CO2↑＋2SO2↑＋2H2O。②與濃硝酸反應：C＋4HNO3(濃)CO2↑＋4NO2↑＋2H2O。4.碳單質的用途：①金剛石結構堅硬，作玻璃刻刀、機器鉆頭、裝飾品等；②石墨的細鱗片狀結構質軟、導電性、滑膩性、耐高溫

鉛筆芯、電極、潤滑劑、坩堝；③木炭和活性炭的疏松多孔的結構吸附性吸附食品色素、除臭、防毒面具、冰箱除味劑等；④作燃料，用于家庭取暖、做飯等；⑤作還原劑：冶煉金屬，如冶煉金屬銅、鐵等。二、碳的氧化物CO和CO21.碳的氧化物的物理性質色態味密度(比空氣)水溶性毒性相互轉化CO無色、無味、氣體小難溶有(易結合血紅蛋白)CO2大能溶無(溫室效應)2.碳的氧化物的化學性質①CO具有較強的還原性，可以與O2、金屬氧化物等發生反應。如與Fe2O3反應：Fe2O3＋3CO2Fe＋3CO2。②CO2是典型的酸性氧化物，也具有氧化性。a.酸性氧化物①與水反應：CO2＋H2OH2CO3②與堿反應：CO2少量：CO2＋2NaOH===Na2CO3＋H2O；CO2足量：CO2＋NaOH===NaHCO3③與堿性氧化物反應：CO2＋CaO=CaCO3④與Ca(ClO)2鹽溶液反應：Ca(ClO)2＋CO2＋H2O===CaCO3↓＋2HClO（CO2少量）；Ca(ClO)2＋2CO2＋2H2O===Ca(HCO3)2＋2HClO（CO2過量）；b.氧化性①與C反應：CO2＋C2CO；②與Mg反應：2Mg＋CO22MgO＋C【特別提醒】溶液中通入CO2氣體產生沉淀的問題：向BaCl2或CaCl2溶液中通入CO2氣體，由于鹽酸的酸性比碳酸的強，不會產生BaCO3或CaCO3沉淀。3.CO、CO2氣體的除雜方法CO中混有CO2通過盛有NaOH溶液的洗氣瓶，然后干燥氣體CO2中混有CO通過盛有灼熱CuO的硬質玻璃管CO2中混有O2通過盛放灼熱銅網的硬質玻璃管CO2中混有少量SO2通過盛有飽和NaHCO3溶液或酸性KMnO4溶液的洗氣瓶，然后干燥氣體CO2中混有少量HCl通過盛有飽和NaHCO3溶液的洗氣瓶，然后干燥氣體【易錯提醒】①澄清石灰水只用于檢驗CO2，不能用于除去混合氣體中的CO2，應用NaOH溶液除去；②CO2、SO2通入CaCl2或BaCl2溶液均無沉淀產生。三、碳酸和碳酸鹽1.碳酸二元弱酸、不穩定，常用CO2＋H2O代替H2CO3，但酸性比苯酚、次氯酸強。2.碳酸的正鹽和酸式鹽的比較正鹽酸式鹽溶解性只有鉀、鈉、銨鹽可溶一般都可溶熱穩定性正鹽＞酸式鹽溶液pH同濃度：正鹽＞酸式鹽相互轉化四、碳元素在自然界中的循環1.CO2的主要來源：大量含碳燃料的燃燒。2.自然界消耗CO2的主要反應：a．溶于江水、海水中：CO2＋H2OH2CO3；b．光合作用將CO2轉化為O2；c．巖石的風化：CaCO3＋H2O＋CO2===Ca(HCO3)2。五、CO2與堿、鹽溶液的反應規律1、與堿溶液的反應(1)反應原理(2)反應后溶質成分的判斷也可用數軸來表示：①CO2＋Na2CO3＋H2O===2NaHCO3②CO2＋Na2SiO3＋2H2O===H4SiO4↓＋Na2CO3或CO2＋Na2SiO3＋H2O===H2SiO3↓＋Na2CO3當CO2過量時，發生反應如下：2CO2＋Na2SiO3＋2H2O===H2SiO3↓＋2NaHCO3③CO2＋Ca(ClO)2＋H2O===CaCO3↓＋2HClO2、與鹽溶液的反應(1)CO2與鹽溶液的常見反應碳酸是一種弱酸，其酸性比鹽酸、醋酸要弱，因此，鹽酸、醋酸能與碳酸鹽反應；其酸性又比硅酸、次氯酸、苯酚、偏鋁酸等強，因此，將CO2氣體通入Na2SiO3、NaClO、、NaAlO2等鹽溶液中，均能發生反應而生成相應的弱酸和碳酸(氫)鹽，這就是“強酸制弱酸”原理的應用。如：①CO2＋Na2CO3＋H2O===2NaHCO3②CO2＋Na2SiO3＋2H2O===H4SiO4↓＋Na2CO3或CO2＋Na2SiO3＋H2O===H2SiO3↓＋Na2CO3當CO2過量時，發生反應如下：2CO2＋Na2SiO3＋2H2O===H2SiO3↓＋2NaHCO3③CO2＋Ca(ClO)2＋H2O===CaCO3↓＋2HClO當CO2過量時，發生反應如下：2CO2＋Ca(ClO)2＋2H2O===Ca(HCO3)2＋2HClO④CO2＋＋H2O―→＋NaHCO3⑤CO2＋NaAlO2＋2H2O===Al(OH)3↓＋NaHCO3(CO2過量時)CO2＋2NaAlO2＋3H2O===2Al(OH)3↓＋Na2CO3(CO2少量時)(2)注意事項①“強酸制弱酸”是一個重要的化學反應規律，但不可認為弱酸就不能“制取”強酸。在某些條件下，當弱酸的酸根陰離子被沉淀或被氧化后，H＋就被“釋放”出來，從而生成了強酸。如將H2S通入CuSO4溶液中或向氫硫酸中滴加氯水，均由氫硫酸這種弱酸生成了強酸：H2S＋CuSO4===CuS↓＋H2SO4(S2－與Cu2＋結合成難溶的CuS)，H2S＋Cl2===S↓＋2HCl(S2－被氧化)。②CO2與溶液反應的產物與CO2的用量無