二氧化碳和一氧化碳(提高) 知识讲解

二氧化碳和一氧化碳（提高）

【学习目标】

1.掌握二氧化碳和一氧化碳的性质。

2.了解二氧化碳的用途。

3.了解并关注温室效应。

【要点梳理】

要点一、二氧化碳的性质和用途

1.二氧化碳的物理性质：

（1）通常状况下，二氧化碳是一种无色无味的气体。

（2）标准状况下，二氧化碳的密度为1.977g/L，比空气大。

（3）二氧化碳能溶于水，1体积水中能溶解1体积的二氧化碳气体。

（4）固态CO2又叫干冰。二氧化碳的三态变化：

2.二氧化碳的化学性质：（高清课堂《二氧化碳和一氧化碳》）

（1）二氧化碳既不能燃烧，也不支持燃烧。

讨论：观察课本实验6－4（如下图所示）并分析。

现象与分析：下层的蜡烛先熄灭，上层的蜡烛后熄灭。

通过分析该实验的现象，可以说明二氧化碳两点性质：①二氧化碳不燃烧，也不支持燃烧；②二氧化碳的密度比空气大。

（2）CO2与水反应生成碳酸。碳酸能使紫色石蕊试液变成红色。

CO2+H2O=H2CO3

碳酸很不稳定，容易分解生成二氧化碳和水。

H2CO3=H2O+CO2↑

讨论：观察课本实验6－6（如下图所示）并分析。

现象与分析：A纸花变红说明酸能使紫色石蕊变红；B、C纸花不变色，说明水和二氧化碳都不能使紫色石蕊变色D纸花变红说明二氧化碳和水反应生成碳酸，碳酸具有酸性。四组实验的对比说明了水和二氧化碳不使紫色石蕊变色，水和二氧化碳反应生成的酸使紫色石蕊变红，酸能使紫色石蕊变红。D纸花变红后加热，又变成了原来的紫色，说明碳酸不稳定，又分解了。

（3）CO2与石灰水反应生成白色的碳酸钙沉淀。常利用此性质，来检验二氧化碳气体。

Ca(OH)2+CO2=CaCO3↓+H2O（清变浊）

3.二氧化碳的用途：

（1）气体二氧化碳可用于灭火、制汽水、作气体肥料、化工产品的原料等。

（2）固态二氧化碳又叫干冰，可用作①制冷剂，②形成人工云雾（舞台上），③人工降雨。

【要点诠释】

1．二氧化碳不能支持一般可燃物的燃烧，但不是所有物质，有些物质如金属镁能在二氧化碳中燃烧。2．把CO2通入紫色石蕊试液时，会观察到紫色石蕊试液变成红色。使紫色石蕊试液变红的不是二氧化碳，而是二氧化碳与水反应后生成的碳酸。盐酸、稀硫酸等也能使紫色石蕊试液变红。

3．二氧化碳能溶于水和与水发生化学反应两者在本质上是不同的，前者是二氧化碳的物理性质，后者是二氧化碳的化学性质。

4．实验室久置的石灰水瓶内壁，会有一层白色物质，白色物质是CaCO3（石灰水吸收空气中的CO2，发生如下反应：Ca(OH)2＋CO2＝CaCO3↓＋H2O）。

要点二、二氧化碳对生活和环境的影响

1.二氧化碳无毒，但在二氧化碳过多的地方，人们会感到窒息。通常空气里含0.03％体积的二氧化碳，当含量达到1％的时候，对人体就有害处；达到4％～5％的时候，会使人感到气喘、头痛、眩晕；达到10％的时候，能使人不省人事，呼吸逐渐停止，以致死亡。

2.温室效应的形成、危害及对策：

（1）温室效应形成的主要原因：随着工农业生产的发展和人类生活水平的提高，煤、石油、天然气等化石燃料的需求不断增大，它们燃烧后放出大量的二氧化碳等温室气体；而由于一些天灾和乱砍滥伐，能吸收二氧化碳的大片森林和草原绿地却在不断消失，从而导致碳氧循环不平衡，致使大气中二氧化碳等温室气体增多，地球表面温度上升。

（2）温室效应的危害：①气温上升，导致冰川融化，海平面上升，沿海城市会被淹没；②地球表面的水分蒸发，使土地沙漠化，农业减产等。

（3）防治措施：①减少煤、石油等含碳矿物燃料的使用，更多利用清洁能源如太阳能、风能、水能、地热能、潮汐能等。②大力植树造林，禁止乱砍滥伐，提倡种草种花增加绿化面积等。

【要点诠释】

1．空气中CO2含量过高会引起“温室效应”，但不能说CO2是空气污染物，一般空气中CO2的体积分数大约在0.03%左右。

2．植物的光合作用在大气循环中起着重要作用，它是消耗二氧化碳的主要途径，对大气中氧气和二氧化碳含量保持不变及人类的生存、生活有着重大的影响。

3．大气中二氧化碳的产生途径有：人和动植物的呼吸、矿物燃料的燃烧、动植物体腐烂等。大气中二氧化碳的消耗途径有：植物的光合作用等。

4．二氧化碳不能供给呼吸，并不是说二氧化碳有毒。当空气中的二氧化碳超过正常含量时，对人体会产生有害影响。

要点三、一氧化碳的性质和用途

1．一氧化碳的物理性质：一氧化碳是一种无色无味的气体，密度比空气略小，难溶于水。

2．一氧化碳的化学性质：

（1）可燃性：CO燃烧放出大量的热，火焰呈蓝色。

2CO+O2 2CO2

（2）还原性：CO在加热条件下，可使黑色的氧化铜变成红色的铜，同时生成使澄清石灰水变浑浊的气体CO2。

CO+CuO Cu+CO2

（3）毒性：一氧化碳被吸入肺里，能跟血液里的血红蛋白结合成稳定的碳氧血红蛋白，随血流遍布全身。由于CO与血液中的血红蛋白的结合力要比氧与血红蛋白的结合力大300倍，故而使血红蛋白不能很好地与氧气结合，造成机体急性缺氧。因此一氧化碳有剧毒。

轻微中毒者，应立即撤离中毒环境，呼吸大量新鲜空气或吸氧。病情严重者，进行人工呼吸并急送医院治疗。有人说在煤炉上放一壶水就能防止一氧化碳中毒，这种说法不正确。因为一氧化碳难溶于水，也不与水发生化学反应。

3．一氧化碳的用途：

（1）CO具有可燃性可作气体燃料；

（2）CO具有还原性，可用于冶金工业。

【要点诠释】

1.二氧化碳和一氧化碳物理性质的比较

二氧化碳一氧化碳

颜色、气味、状态无色、无味的气体无色、无味的气体

密度（与空气比较）比空气的大略小于空气

溶解性能溶于水难溶于水

2.二氧化碳和一氧化碳化学性质的比较

二氧化碳一氧化碳

跟水反应CO2+H2O=H2CO3/

跟石灰水反应Ca(OH)2+CO2=CaCO3↓+H2O /

跟氧气反应/ 2CO+O

2

2CO2

跟金属氧化物反应（暂不研究）CO+CuO Cu+CO2

毒性无毒剧毒

3.一氧化碳和单质碳性质的比较

（1）相似点：都具有可燃性和还原金属氧化物的特点。燃烧时放出大量热，所以一氧化碳常作气体燃料。在冶金工业上常用作还原剂来冶炼金属。

（2）不同点：一氧化碳是气体，是化合物；碳是固体，是单质。由于碳元素有可变化合价，所以碳在不同条件下燃烧的产物不同。

4.

物质的性质用途

CO2不支持燃烧，密度比空气的大“干冰”蒸发后，不使食物潮湿“干冰”使空气中的水蒸气凝结成水灭火剂

保存易腐食物人工降雨

加压能使CO2在水中溶解度增大光合作用使CO2转化为碳水化合物CO可燃

CO具有还原性制汽水

温室肥料

气体燃料

冶金工业作还原剂

【典型例题】

类型一、考查二氧化碳的性质

1．小明和小红对市场上销售的一种分袋包装的蛋糕发生了兴趣，因为蛋糕包装在充满气体的小塑料袋内，袋内的气体充得鼓鼓的，看上去好像一个小“枕头”。他们认为这种充气包装技术，主要是为了使食品能够较长时间地保鲜、保质。那么，这是什么气体呢？小红猜想是氮气，小明猜想是二氧化碳。

（1）请你帮助他们设计一个简单的实验方案，来判断小明的猜想是否正确，简要写出操作步骤：________________________________________________________。

（2）小明的猜想如果正确，现象应是____________________________。

（3）你认为食品充气包装，对所充气体的要求是：

①_____________；②_____________；③_____________。

【思路点拨】本题从生活实际中遇到的问题出发，利用已学的CO2的化学性质，进行CO2的检验，以解决生活中的问题，体现了化学在生产生活中无处不在。

【答案】（1）用注射器抽取袋内气体通入到少量澄清的石灰水中，观察现象

（2）澄清石灰水变浑浊

（3）①无毒②不与食物反应③廉价、易获得

【解析】本题考查了CO2的鉴别方法，用澄清的石灰水检验；还要求学生结合实际，对包装袋内的气体进行收集；还要考虑到食品包装相关的一些因素，总结出充气包装的气体应该符合的要求。

【总结升华】CO2的化学性质是近年新课标中考中考查的一个热点问题，而且经常结合生活实际中遇到的某个问题展开探究。在今后的学习中，要注意怎样更好的将所学的化学知识应用到生活中，解决遇到的问题。

2．干冰是固态的二氧化碳，在常温下易升华。

(1)干冰升华时_________(填“吸收”或“放出”)大量热，因此可作致冷剂或用于人工降雨。

(2)干冰转化成二氧化碳气体后能参与绿色植物的光合作用，故在大棚蔬菜种植中作。【思路点拨】固体CO2叫做“干冰”，其升华时会吸收大量的热，因而具有很多重要的用途；而“冰”是水的固体，二者要注意区分。

【答案】(1)吸收

(2)气体肥料

【解析】(1)干冰升华是由固体直接变成气体，需要吸收热量；

(2)二氧化碳是植物光合作用的原料，因此可作气体肥料，使农业增产。

【总结升华】本题考查了CO2的用途及相关性质的掌握情况。建议大家按“性质决定用途，用途反映性质”的规律梳理并识记CO2的用途。

举一反三：

【变式1】节能减排、低碳出行是我们倡导的生活方式，“低碳”指的是尽量减少二氧化碳的排放。下列有关二氧化碳的说法正确的是（）

A. 二氧化碳通入紫色石蕊溶液，溶液变为红色，说明二氧化碳具有酸性

B. 二氧化碳的过度排放会加剧温室效应，因此应禁止使用化石燃料

C. 二氧化碳和一氧化碳的组成元素相同，在一定条件下可以相互转化

D. 进入久未开启的菜窖之前，必须做灯火试验，是因为二氧化碳有毒 【答案】C

【变式2】右下图是某同学对二氧化碳部分知识构建的网络图(部分反应条件和部分生成物省略)。 请按下列要求填空：

(1)物质a 主要成分的化学式是 ； (2)物质b 主要成分中阳离子是 ；

(3)物质c(C 6H 12O 6) 中C 、H 、O 三种元素的质量比是 ； (4)写出由CO 2生成物质d 的化学反应方程式 ； (5)标出物质e 化学式中带点元素的化合价 。 【答案】（1）CH 4 （2）Ca 2+

（3） 6:1:8

（4）CO 2 + H 2O = H 2CO 3 （5）321

CO Na

类型二、考查一氧化碳的性质

3．三氧化二碳(C 2O 3)是金星大气层的成分之一，化学性质与一氧化碳相似。下列有关三氧化二碳的说法不正确的是（ ）

A ．C 2O 3具有还原性

B ．

C 2O 3充分燃烧的产物是CO 2

C ．C 2O 3属于金属氧化物

D ．C 2O 3中碳元素的质量分数约为33.3％ 【答案】C

【解析】CO 具有还原性和可燃性，其完全燃烧的产物为CO 2，因此A 、B 说法均正确。C 2O 3中没有金属元素，属于非金属氧化物，所以C 错误。C 2O 3中碳元素的质量分数为12×2/（12×2+16×3）=33.3％。 【总结升华】根据题目信息：三氧化二碳(C 2O 3)的化学性质与一氧化碳相似，结合一氧化碳具有可燃性、还原性等化学性质，以及化合物中元素质量分数计算的相关知识，不难得出答案。

4.在实验室中，老师用下面所示的装置进行实验(图中固定试管的仪器已略去)：加热一段时间后，观察到木炭粉的质量明显减少；氧化铜粉下部出现了一层红亮的铜；澄清石灰水变浑浊。停止加热并冷却到室温。

(1)写出硬质大试管中发生反应的化学方程式 。

(2)B装置的作用是。【答案与解析】⑴2C + O2高温2CO CuO+CO△Cu+CO2

⑵防止停止加热时C装置中澄清石灰水倒流入大试管中，炸裂试管

【总结升华】认真分析每一装置的作用是解题关键。

举一反三：

【变式1】关于一氧化碳燃烧( 2CO+O22CO2 )说法正确的是（）

A．反应过程中吸收大量的热

B．反应前后分子个数不变

C．参加反应的一氧化碳和氧气的质量比为2:l

D．参加反应的一氧化碳和氧气的化学计量数之比为2:1

【答案】D

【变式2】CO是一种无色、无味、有毒的可燃气体，具有还原性，可用于冶金工业。某兴趣小组为探究其具有还原性，设计了如下实验装置。请回答以下有关问题：

（1）CO气体能使人中毒，其原因是。

（2）实验开始时，先通入CO一段时间后，再加热，其原因是。（3）实验中玻璃管内发生的现象是，

其化学反应方程式为。

（4）实验中澄清石灰水，其化学反应方程式为。【答案】

（1）一氧化碳极易与血液中的血红蛋白结合，从而使血红蛋白不能很好地与氧气结合，造成人体内缺氧

（2）排净装置中的空气，防止加热时发生爆炸

（3）黑色固体逐渐变成红色CuO+CO△2

（4）变浑浊Ca(OH)2+CO2=CaCO3↓+H2O