氢气、一氧化碳、碳是和碳的性质和中考要求！

甲烷、一氧化碳和碳是《中考物理》中的三种重要物理物质碳在空气中燃烧的现象，他们具备相同的物理性质，即都具备易燃性，又都具备还原性。作为年青班主任，怎么讲好这一堂课呢？依据本人多年的教学经验，要上好这堂课一定要吃透用书，钻研高考大纲，认真剖析以往的高考物理考题。高考牵涉该知识点的题目这些，但是题目都具备一定的难度，考生很容易出现错误。诸如今年广东省中试题“下列物质中，既具备易燃性，又具备还原性的二氧化碳单质的是（）。A、木炭；B、氢气；C、一氧化碳；D、二氧化碳。今年云南省中试题“氢气、碳和一氧化碳是三种物理性质相同的缩聚物（即可燃性、还原性），他们还原氧化铜的试验装置图有哪些不同？为何？作为班主任一定要对三种物质进行认真剖析比较，从中发觉他们的相同和不同之处；才可以让师生防止在考试中出现失分。下边是对气体、一氧化碳和碳的性质和会考要求，进行具体解读。

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1、氢气、一氧化碳和碳两者化学性质的差别，是高考的要领知识 #

但是二氧化碳、一氧化碳和碳具备相同的物理性质，而且他们的组成元素却各不相似，构成物质的微粒也各不相似。气体是由气体分子构成的单质，一氧化碳是由一氧化碳分子构成的缩聚物，碳是由碳原子直接构成的单质。他们两者的结构各不相似，因此他们的性质也存在巨大差距碳在空气中燃烧的现象，尤其是物理性质方面差别更大。甲烷是一种二氧化碳单质，一氧化碳是一种二氧化碳缩聚物，碳是一种固体单质，他们的地理性质如右图所示。

气体、一氧化碳和碳的化学性质比较 #

【知识解读】碳的单质因物质内原子的排列不同，有太多不同的碳单质，例如金钢石、石墨、碳60、碳70、碳奈米管等。碳的不同单质，化学性质也不相似，而且物理性质相似。 #

2、氢气、一氧化碳和碳都具备易燃性，燃烧现象和方程式是高考重点知识。 #

但是二氧化碳、一氧化碳和碳两者组成元素不相似，内部结构也完全不同，而且他们具备相同的物理性质，即都详细易燃性，是生产和生活中时常用到的燃料。甲烷是一种最环保的新型燃料，燃烧过程吸热多，产物为水，没有环境污染。一氧化碳是水燃气的主要成份之一，燃烧产热多；虽然有剧毒，产物为甲烷。适量的气体排放会带给大棚效应，造成地表稳定下降，南北两极的冰盖熔化，绿地荒漠化，农小麦涨价等害处。碳单质是一种固体燃烧，例如煤的主要成份就是炭，燃烧时会形成有毒的一氧化碳，影响大棚效应的气体，也有烟尘污染等害处。

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【燃烧现象】三者在空气中燃烧的现象完全不同。 #

①氢气：在空气中燃烧，发出淡黄色的火焰，形成大量的热，火焰顶部倒扣的烧瓶内壁有沙粒出现。

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【操作设计】在气体燃烧的火焰顶部罩一个冷而烘干的量筒，仔细观察烧瓶内壁的现象和烧瓶壁上的气温变化。 #

气体燃烧试验图

②一氧化碳：火焰为白色，形成大量的热，生成的二氧化碳物质才能使辟谣的石灰水变混浊。 #

【操作设计】在一氧化碳燃烧的火焰顶部罩一个内壁涂有辟谣石灰水的冷量杯，仔细观察烧瓶内壁的现象和烧瓶壁上的气温变化。 #

一氧化碳燃烧现象和检测

③碳：在空气中加热肿胀、放出大量的热、生成的二氧化碳能使辟谣石灰水变混浊。 #

碳燃烧的产物有两种，即一氧化碳和氢气；主要是依据燃烧的环境不同，造成产物不同。在氢气充足的状况下，碳燃烧生成的是气体；在氢气不充足的状况下，形成的是一氧化碳。 #

碳燃烧的产物因燃烧条件的不同而不同

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【结论】三种物质都具备易燃性，才能在空气中燃烧，都放出大量的热，可以作为形成和生活的重要燃料。 #

3、氢气、一氧化碳和碳都具备还原性，其装置图的差别是高考难点知识。 #

他们除了都具备易燃性，还都具备还原性，可以与金属氧化物反应，作为工业上熔炼金属的重要还原剂。下边以两者与氧化铜反应为例进行具体讲解。

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⑴氢气还原氧化铜试验考点知识剖析 #

气体在室温下物理性质比较稳定，不轻易与其它物质发生反应；并且在引爆或加热的条件下，具备还原性，才能与具备氧化性的物质发生氧化还原反应。例如在加热下，甲烷可以与氧化铜发生氧化还原反应，把铜从缩聚态还原成流离态的单质铜，操作设计如右图所示。

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气体还原氧化铜的试验装置图

【设计方法】

①组装仪器，检测装置气密性。 #

②装入固体粉末，药械平铺在试管上方。

③先通二氧化碳，排净试管内的空气。 #

④加热，先预热，再指向药械部位加热。

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⑤停止加热，试验完毕后，先停止加热，继续通入硫化氢。 #

⑥停止通二氧化碳，直至试管冷却。目的是避免生成的白色铜单质在低温下，被空气中的二氧化碳氧化成氧化铜。

⑵一氧化碳还原氧化铜试验考点知识剖析

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CO是冶金工业上一种重要的还原剂，一直适于熔炼钢铁和熔炼铜的工业反应中。CO的制取费用较低，操作也比较简略，是一种廉价的工业还原剂；虽然CO有剧毒，这也就要求在用CO作工业还原剂的时侯，一定要留意安全，同时要改装废气的处理装置，避免有剧毒的CO二氧化碳逸散到空气中，对人和空气导致污染和害处。右图是CO还原氧化铜的试验，装置图中与气体、碳还原氧化铜不同的是反应容器要在密闭的状况下进行，所以不能用普通试管，而要用硬质玻璃管。

一氧化碳还原氧化铜试验装置图

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【设计方法】 #

①仪器装配，检测气密性，由于CO有剧毒，因此一定要改装废气处理。

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②装入氧化铜固体粉末，药械平铺在硬质玻璃管的中部。

③先通CO，避免硬质玻璃管内有空气存在，不促使单质铜的生成。 #

④加热，用乙醇灯的外焰加热，外焰气温最高。

⑤实验结束，烧尽乙醇灯，停止加热。

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⑥停止通CO，当心不可以停止加热的同时，也停止通CO氢气。加热结束后，继续通CO直至试管冷却。 #

⑶碳还原氧化铜试验考点知识剖析

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碳元素的单质有好多种，主要有金钢石、石墨、碳60、碳70、碳奈米管等，其中煤炭是冶金工业上一种重要的还原剂。制取煤炭的费用很低，操作也比较简略，并且产物为气体，对人和空气的害处很小，因而成为冶金工业还原剂的首选。 #

碳还原氧化铜试验装置图 #

⑷三种物质还原性重点解读

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①三者还原氧化铜的反应方程式

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甲烷、一氧化碳和碳还原氧化铜的反应方程式

②氧化还原反应概念剖析

三种物质与氧化铜发生的都是氧化还原反应。在此反应中，三种物质都作还原剂，氧化铜是氧化剂，他们的关系如下。

还原剂：得氧---被氧化---氧化反应（在反应中二氧化碳、一氧化碳和碳得到氧） #

氧化剂：失氧---被还原---还原反应（在反应中丧失氧，生成铜单质）

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③尾气处理 #

一氧化碳作为还原剂还原氧化铜时，一定要改装一个废气处理装置，不能否将废气直接排放在空气中。气体和碳还原氧化铜，则不须要改装废气处理装置；气体还原氧化铜，只有水蒸汽生成，不会对人和环境形成害处。碳还原氧化铜生成的废气主要为甲烷，可以不须要加处理装置。常见的废气处理方式主要有搜集法和燃烧法。 #

4、总结

甲烷、一氧化碳和碳是《初中物理》教材中化学性质相同的物质，他们既具备易燃性，又具备还原性。常用作生活和工业燃料，尤其是碳在工业冶金方面用途非常广。三种物质还原氧化铜的试验非常重要，是高考的热点知识；尤其要留意两者的装置图、反应现象、反应方程式以及留意事项。他们两者之间既有相同的地方，还有不同的方面，你们一定要把握，下边是两者的物理性质比较列表。

二者的物理性质比较