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六、一氧化碳与二氧化碳的比较

碳和碳的氧化物 · 初三
先确认一下:这一关能不能学
先会这个
先会这个
上面这几节是它的地基 —— 没通的话,补完再回来,比硬啃快得多。
讲清楚它是什么

定义 通过对比CO与CO₂的组成、性质及用途,揭示“分子结构决定物质性质”这一核心化学规律。

从哪来 本知识点建立在三、元素(理解原子种类与数量差异)、五、单质与化合物(区分纯净物类别)以及二、化学方程式的书写(通过反应现象推导性质)的基础之上。

为什么 一氧化碳(CO)和二氧化碳(CO₂)虽然都由碳元素和氧元素组成,但它们的分子构成不同:一个CO分子含1个碳原子和1个氧原子,而一个CO₂分子含1个碳原子和2个氧原子。 在化学中,分子是保持物质化学性质的最小粒子。由于原子排列方式和数量不同,导致两种分子的电子云分布、键能及空间构型产生巨大差异,进而使得它们在还原性、毒性、与水及碱的反应性上截然不同。这深刻体现了“结构决定性质”的化学基本原理。

对比表格法** **适合学生类型
逻辑性强、喜欢条理清晰、擅长归纳总结的学生。 操作:直接列出“组成、物理性质、化学性质、用途、危害”五个维度,让学生填空对比。重点强调CO有毒而CO₂无毒,CO有可燃性和还原性而CO₂一般不燃烧也不支持燃烧。通过视觉上的强烈反差,强化记忆。
微观结构推演法** **适合学生类型
抽象思维较好、对微观粒子模型感兴趣、喜欢探究原理的学生。 操作:展示CO和CO₂的球棍模型。引导学生观察:CO中C和O之间是三键(虽然初三不深究键级,但可提及结合紧密),且分子呈直线型但极性不同;CO₂中C在中间,两个O在两边,结构对称。解释为什么CO₂能与水反应生成碳酸(结构允许),而CO不能;为什么CO能夺取金属氧化物中的氧(具有强还原性),而CO₂通常作为氧化产物存在。从“为什么不同”的角度切入。
生活情境故事法** **适合学生类型
形象思维强、对纯理论枯燥、需要联系实际生活的学生。 操作:讲述“煤气中毒”与“温室效应”两个故事。 1. 煤气中毒:冬天烧炭取暖,CO无色无味,悄悄进入血液,与血红蛋白结合能力是O₂的200倍,导致缺氧。强调CO的“隐蔽性”和“毒性”。 2. 温室效应/灭火器:CO₂是空气成分,过量导致变暖,但本身不燃烧,所以能灭火。强调CO₂的“稳定性”和“非毒性”。 通过两个极端的生活场景,让学生记住:一个是“隐形杀手”,一个是“常见气体”。
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练一道
基础题
下列有关一氧化碳和二氧化碳的说法中,正确的是( ) A. 两者都能使澄清石灰水变浑浊 B. 两者都能燃烧,且都可用于作燃料 C. 两者都能与灼热的氧化铜反应,体现还原性 D. 两者都是无色无味的气体,但CO有毒,CO₂无毒
变式
为了除去CO中混有的少量CO₂,应选用的试剂是( );为了除去CO₂中混有的少量CO,应选用的方法是( )。 A. 通过澄清石灰水;通过灼热的氧化铜 B. 通过灼热的氧化铜;通过澄清石灰水 C. 通过氢氧化钠溶液;通过灼热的氧化铜 D. 通过氢氧化钠溶液;通过澄清石灰水
看解答过程
A项:只有CO₂能与澄清石灰水反应生成碳酸钙沉淀,CO不能。错误。 * B项:CO具有可燃性,可作燃料;CO₂一般不燃烧也不支持燃烧,不能作燃料。错误。 * C项:CO具有还原性,能还原氧化铜;CO₂通常表现氧化性(如与C高温反应),不能还原氧化铜。错误。 * D项:两者均为无色无味气体。CO易与血红蛋白结合导致中毒,CO₂无毒(高浓度会窒息但非化学毒性)。正确。
试试手自己判
检测题
某无色气体可能是CO、CO₂或二者的混合物。请设计一个简单的实验方案,证明该气体中既含有CO又含有CO₂,并写出关键反应的化学方程式。
看答案和判分标准
答案:1. 方案:先将气体通入足量的澄清石灰水,观察到变浑浊,证明含有CO₂;将气体导出后,再通过灼热的氧化铜,观察到黑色粉末变红,且将生成的气体再次通入澄清石灰水,变浑浊,证明含有CO。 *(注:严谨做法需先除尽CO₂并干燥后再还原CuO,但初中阶段通常简化为:先验CO₂,再还原CuO并验生成的CO₂)* 更严谨的初中标准答案流程: ① 通入澄清石灰水,变浑浊 $\rightarrow$ 证明有CO₂。 ② 将气体通过灼热的氧化铜,黑色变红色 $\rightarrow$ 证明有还原性气体(可能是CO)。 ③ 将反应后的气体通入澄清石灰水,变浑浊 $\rightarrow$ 证明还原性气体是CO(因为CO还原CuO生成CO₂)。 2. 关键方程式: * 检验CO₂:$CO_2 + Ca(OH)_2 \rightarrow CaCO_3 \downarrow + H_2O$ * 检验CO(还原CuO):$CO + CuO \xrightarrow{\Delta} Cu + CO_2$
判对标准:
必须提到“先检验CO₂”(因为CO还原也会生成CO₂,若先还原则无法区分原有的CO₂和生成的CO₂)。
* 必须提到“澄清石灰水变浑浊”作为CO₂的证据。
* 必须提到“灼热氧化铜变红”以及“后续石灰水变浑浊”作为CO的证据。
* 化学方程式书写正确,条件标注无误。
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