氢气:
氢气（Hydrogen）是世界上已知的最轻的气体。它的密度非常小，只有空气的1/14，即在标准大气压,0℃下，氢气的密度为0.0899g/L。所以氢气可作为飞艇的填充气体（由于氢气具有可燃性，安全性不高，飞艇现多用氦气填充）。氢气主要用作还原剂。

氢气的性质:
1、氢气的物理性质
在通常状况下，氢气是一种无色、无味的气体。氢气难溶于水。氢气是所有气体中密度最小的一种气体。标准状况下，氢气的密度是0.0899克/升。在101kPa下，温度为-252.87℃时，氢气可转变为无色的液体；-259.1℃时变为雪状固体。

2、氢气的化学性质（可燃性）
①纯净的氢气在空气中可以安静的燃烧，产生淡蓝色火焰，罩在火馅上方的干冷烧杯壁上有水雾出现，接触烧怀的手感到发烫，说明该反应生成水，并放出大量热。
反应的化学方程式为2H₂+O₂2H₂O
②不纯的氧气(混有空气或氧气)点燃时极易爆炸，因此使用氢气时一定要注意安全，点燃前一定要先检验氢气的纯度
氢气和氧气的比较：

类别	氢气	氧气
物理性质	无色、无味、气体 比空气小，氢气是最轻的气体 难溶于水	无色、无味、气体 比空气略大 不易溶于水
检验	点然时，发出淡蓝色火焰，罩在火焰上方的干冷烧杯内壁上出现水珠	用带火星的木条检验，木条复燃
化学性质	①常温下性质稳定 ②可燃性：在点燃条件下燃烧，但不能支持燃烧	①化学性质比较活泼 ②助燃性：支持燃烧，但其本身无可燃性 ③氧化性：在氧化反应中提供氧

金刚石：
    金刚石俗称“金刚钻”。也就是我们常说的钻石，它是一种由纯碳组成的矿物。金刚石是自然界中最坚硬的物质。金刚石的用途非常广泛，例如：工艺品、工业中的切割工具。碳可以在高温、高压下形成金刚石。


石墨：
    石墨是元素碳的一种同素异形体，每个碳原子的周边连结著另外三个碳原子（排列方式呈蜂巢式的多个六边形）以共价键结合，构成共价分子。由于每个碳原子均会放出一个电子，那些电子能够自由移动，因此石墨属于导电体。石墨是其中一种最软的矿物，它的用途包括制造铅笔芯和润滑剂。


C60：
   C60分子是一种由60个碳原子构成的分子，它形似足球，因此又名足球烯。（C60这种物质是由C60分子组成的，而不是由原子构成的。） C60是单纯由碳原子结合形成的稳定分子，它具有60个顶点和32个面，其中12个为正五边形，20个为正六边形。其相对分子质量约为720。

金刚石，石墨，碳60性质及用途比较

名称	金刚石	石墨	碳60
外观	纯净无色透明，正八 面体形状的晶体	深灰色，有金属光泽，不 透明的细鳞片状的固体， 质软，有滑腻感	分子型似足球状， 有金属光泽，其微晶 粉末呈黄色
结构模型
导电性	几乎不导电	良好	几乎不导电
硬度	天然存在的最硬物质	质软	质脆
导热性	很差	良好	很差
熔点	很高	很高	较低
用途	钻头，刻刀，装饰品	电极，铅笔芯，润滑剂	制备新材料，新配 件，医学应用
区别与联系	金刚石、石墨,C60,，的物理性质有很大差异，原因是这些单质中碳原子的排列方式不同，但由于它们都是由碳元素组成的单质，故化学性质相同。金刚石与石墨通过化学反应可以相互转变。

人造金刚石：
     20世纪80年代，人们发现人造金刚石在半导体制造行业具有广泛的应用前景。因为计算机芯片的基体材料—硅的导热性不好，这成为进一步提高芯片性能的难题。而金刚石在导热性方而远远超过硅(甚至超过铜和银)，于是它成了芯片基体材料的最佳选择。正是这种需求推动了人造金刚石的研究。

碳纤维：
     碳纤维是一种纤维状碳材料，它是将有机纤维与塑料树脂结合在一起，放在惰性气氛中，在一定压强下加强热、炭化而成的。碳纤维是一种强度比钢大，密度比铝小，比不锈钢还耐腐蚀，比耐热钢还耐高温，又能如铜那样导电，具有电学、热学和力学性能的新型材料。用碳纤维与塑料制成的复合材料，可以代替铝合金来制造飞机。制成的飞机，不仅轻巧，而且消耗动力少、推力大、噪音小。用碳纤维制电子计算机的磁盘，能提高计算机的贮存量和运算速率。用碳纤维增强塑料来制造卫星和火箭等宇宙飞行器，机械强度高，质量小，可节省大量的燃料。总之，用碳纤维或碳纤维增强的塑料、玻璃、陶瓷和金属等材料来代替钢材和合金等，在化工、机电、造船，特别是飞机制造、宇航器材等领域中有广泛的应用。

定义：
木炭、活性炭、炭黑、焦炭是由石墨的微小晶体和少址杂质构成的，均属混合物。没有固定的几何外形，所以称为无定形碳。
无定形碳的物理性质、主要用途及制法

	物理性质	用途	制法
木炭	灰黑色多孔固体	制黑火药。制活性炭，制炭笔，吸附色素	木材隔绝空气加强热
活性炭	黑色粉末或颗粒状固体	净化多种气体和液体，制作防毒面具，使溶液脱色	木炭在高温下用水蒸气处理
炭黑	黑色粉末状固体	制造油墨、油漆、鞋油、颜料、墨汁及橡胶制品的填料	含碳物质不完全燃烧
焦炭	浅灰色多孔固体，质地坚硬	作燃料，作冶金工业还原剂	烟煤隔绝空气条件下加强热制得

木炭、活性炭的吸附作用：
     木炭、活性炭因具有疏松多孔的结构，表面积很大，所以吸附能力很强，吸附时被吸附物(有色液体、有毒气体等)吸附在其表面(细孔管道内)，这个过程是物理变化。木炭、活性炭的吸附性属于物理性质。活性炭是木炭经过水蒸气高温处理得到的，它具有很大的表面积，因此活性炭的吸附能力比木炭强。

概述：
    二氧化碳是空气中常见的化合物，其分子式为CO?，由两个氧原子与一个碳原子通过共价键连接而成，常温下是一种无色无味气体，密度比空气略大，能溶于水，与水反应生成碳酸。固态二氧化碳俗称干冰。二氧化碳被认为是造成温室效应的主要来源。
物理性质：
常温下，二氧化碳是一种无色无味的气体，密度比空气大，能溶于水。
固态的二氧化碳叫做干冰。

化学性质：
(1)一般情况下，二氧化碳不能燃烧，也不支持燃烧，不供给呼吸，因此当我们进入
干枯的深井，深洞或久未开启的菜窖时，应先做一个灯火实验，以防止二氧化碳浓度
过高而造成危险
(2)二氧化碳和水反应生成碳酸，使紫色石蕊试液变红：CO₂ + H₂O===H₂CO₃，
碳酸不稳定，很容易分解成水和二氧化碳，所以红色石蕊试液又变回紫色：
H₂CO₃===H₂O + CO₂↑
(3)二氧化碳和石灰水反应：Ca(OH)₂ + CO₂====CaCO₃↓+ H₂O
(4)二氧化碳可促进植物的光合作用：6CO₂+6H₂OC₆H₁₂O₆+6O₂
一氧化碳和二氧化碳性质的比较：

		一氧化碳	二氧化碳
物理性质	状态	无色，无味气体	无色，无味气体
	密度	1.250g/l（略小于空气）	1.977g/l（大于空气）
	溶解性	1体积水中约溶解0.02体积	1体积中约溶解1体积
化学性质	可燃性	有可燃性 2CO+O22CO2	一般情况下，既不能燃烧，也不能支持燃烧
	还原性	有还原性： CuO+COCu+CO2	没有还原性
	跟水反应	不能	能：CO2+H2O==H2CO3
	跟澄清石灰水反应	不能	CO2+Ca(OH)2==CaCO3↓+H2O
毒性		有毒	无毒
主要用途		作气体燃料，用于高炉炼铁	灭火，人工降雨，干冰制冷剂等，作化工原料和温室肥料
相互转化		C+O2CO2 C+CO22CO

干冰：
一定条件下，二氧化碳气体会变成固体，固体二氧化碳叫“干冰”。干冰升华时，吸收大量的热，因此可作制冷剂。如果用飞机向云层中撤干冰，由于干冰升华吸热，空气中的水蒸气迅速冷凝变成水滴，就可以形成降雨。 

二氧化碳不一定能灭火：
二氧化碳一般不支持燃烧，但在一定条件下，某些物质也可以在二氧化碳中燃烧，如将点燃的镁条伸入盛有二氧化碳的集气瓶中，镁条能继续燃烧，反应的化学方程式为：2Mg+CO₂2MgO+C，所以活泼金属着火不能用二氧化碳来灭火

二氧化碳与一氧化碳的鉴别方法：
(1)澄清石灰水：将气体分别通入澄清石灰水中，能使澄清石灰水变浑浊的是二氧化碳，无明显现象的是一氧化碳。
(2)燃着的木条：将气体分别在空气中点燃，能燃烧的是一氧化碳，不能燃烧的是二氧化碳。
(3)紫色石蕊试液：将气体分别通入紫色石蕊试液中，能使石蕊试液变红的是二氧化碳，无明显现象的是一氧化碳。
(4)还原金属氧化物：将气体分别通过灼热的氧化铜，出现黑色粉末变红这一现象的是一氧化碳，没有明显现象的是二氧化碳。

二氧化碳与一氧化碳的除杂方法：
1.CO(CO₂)(括号内的物质为杂质)：通常将气体通人过量的碱溶液(一般用氢氧化钠溶液而不用澄清石灰水)中，二氧化碳与碱溶液反应，从而达到除杂的目的。
2.CO₂(CO)(括号内的物质为杂质)：通常将气体通过灼热的氧化铜，一氧化碳与氧化铜反应生成铜和二氧化碳，从而达到除杂的目的。不能用点燃的方法，因为CO₂不支持燃烧，也不能燃烧。

二氧化碳与石灰石的应用：
二氧化碳与石灰水反应出现白色沉淀，反应的方程式为：CO₂+Ca(OH)₂==CaCO₃↓+H₂O。
该反应及现象有以下儿方面的应用:
(1)检验二氧化碳气体;
(2)鉴别NaOH溶液和澄清石灰水：将CO₂气体通入待测溶液中，生成白色沉淀的溶液为澄清石灰水，无明显现象的为NaOH溶液;
(3)除去某些气体中的杂质：如除去CO中的CO₂ 气体，可将混合气体通过澄清石灰水;
(4)解释澄清石灰水为什么要密封保存：敞口放置的澄清石灰水会吸收空气中的CO₂而使澄清石灰水表面生成一层白膜或变浑浊，其成分是CaCO₃;
(5)用石灰砂浆砌砖抹墙不久后变白变硬：石灰砂浆的主要成分是Ca(OH)₂，吸收空气中的CO₂发生反应Ca(OH)₂声称白色固体CaCO₃固体。
(6)保存鸡蛋：将鸡蛋浸泡在澄清石灰水中，取出来后CO₂与石灰水反应封闭鸡蛋壳上的小孔，可以延长鸡蛋的保存时间。

二氧化碳肥料：
二氧化碳是光合作用的原料之一，因而现在在温室大棚内种植蔬菜水果时，经常人为提高温室内CO₂ 浓度，以增加农作物产员，增大CO₂浓度的方法通常有以下几种：
(1)在温室内放置干冰，干冰升华增大CO₂浓度。
(2)在温室内放置通过化学反应产生CO₂气体的物质，如在塑料大棚顶部的容器内放置石灰石和稀盐酸。

灯火实验：
(1)二氧化碳本身无毒，但它不供给呼吸，当空气中二氧化碳含量超过常量时，也会对人体健康产生不良影响。

空气中二氧化碳的体积分数/%	对人体健康的影响
1	感到气闷，头昏，心悸
4—5	气喘，头痛，眩晕
10	神志不清，呼吸停止，死亡

 由于二氧化碳的密度大于空气，因而在低洼的地方浓度会增大。在进人久未开启的菜窖或干涸的深井前，应先点燃一支蜡烛用绳放到下面，观察蜡烛能否正常燃烧，若不能正常燃烧，应开启菜窖或深井一段时间后再检验，直到蜡烛能正常燃烧时，才能下去。

概述：
     一氧化碳（CO）纯品为无色、无臭、无刺激性的气体。分子量28.01，密度1.250g/l，冰点为-207℃，沸点-190℃。在水中的溶解度甚低。空气混合爆炸极限为12.5%～74%。一氧化碳进入人体之后会和血液中的血红蛋白结合，进而使血红蛋白不能与氧气结合，从而引起机体组织出现缺氧，导致人体窒息死亡。因此一氧化碳具有毒性。一氧化碳是无色、无臭、无味的气体，故易于忽略而致中毒。常见于家庭居室通风差的情况下，煤炉产生的煤气或液化气管道漏气或工业生产煤气以及矿井中的一氧化碳吸入而致中毒。
物理性质：
通常状况下，是一种没有颜色，气味的气体，比空气略轻难溶于水。

化学性质：
(1)可燃性：2CO + O₂2CO₂
(2)还原性：
一氧化碳还原氧化铜：CO+ CuOCu + CO₂
一氧化碳还原氧化铁：3CO+ Fe₂O₃2Fe + 3CO₂
一氧化碳还原四氧化三铁：4CO+ Fe₃O₄3Fe + 4CO₂ 
(3)毒性：
CO极易和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，造成生物体内缺氧，严重时危及生命。CO有剧毒，人在CO的体积分数达到 0.02%的空气中持续停留2—3h即出现中毒症状，因此我们使用煤、燃气热水器时要装烟囱，注意室内通风。

用途：
用作燃料，冶炼金属。

一氧化碳和氢气的比较

颜色状态	无色，无味气体	无色，无味气体
密度	1.250g/l（略小于空气）	0.089g/l（最轻的气体）
可燃性	有可燃性 2CO+O22CO2	有可燃性 2H2+O22H2O
还原性	有还原性 CO+CuOCu+CO2	有还原性 H2+CuOCu+H2O
毒性	剧毒	无毒
鉴别方法	根据燃烧产物的不同鉴别

 H₂、CO、C的比较

		H2	C	CO
可燃性	化学方程式	2H2+O22H2O	C+O2CO2； 2C+O22CO	2CO+O22CO2
	反应现象	淡蓝色火焰，放热，生成 无色液体	发光，放热	蓝色火焰，放热， 生成的无色气体 能使澄清石灰水 变浑浊
还原性	方程式
	反应现象	黑色固体变红，生成无色液体，管口有水珠	黑色固体变红，生成的无色气体能使澄清石灰水变洪浑浊	黑色固体变红，生成的无色气体能使澄清石灰水变浑浊
	装置图
	装置要点	试管口略向下倾斜，导管贴试管上臂至药品上方，试管口没有橡皮塞	试管口略向下倾斜，导管刚过橡皮塞	多余的CO要进行尾气处理（如点燃）
	主要步骤	通H2→加热→停止加热→停止通H2	反应结束后，先将导管从液体中取出，再停止加热	通CO→加热→停止加热→停止通CO
	优点	反应条件低，生成物是水，不污染环境	原料便宜，操作简便	反应条件低
	缺点	不安全，操作复杂	反应条件高，生成物不易提纯	不安全，操作复杂，有毒
用途		作工业原料，作高能燃料，冶炼金属	作燃料，冶炼金属，	作燃料，冶炼金属，

注意：
（1）三种物质燃烧的现象有所不同，但不能根据火焰去鉴别CO和H₂
（2）在还原CuO的实验中，必须对多余的CO进行处理

溶液的酸碱度及表示方法
1. 溶液的酸碱性：溶液呈酸性、碱性或中性，通常用指示剂来测定。
2. 溶液的酸碱度：指溶液酸碱性的强弱程度，即酸碱度是定量表示溶液酸碱性强弱的一种方法.溶液的酸碱度通常用pH表示。
3. pH的范围：0—14
   溶液酸碱度和pH值的关系

溶液的pH值	溶液的酸碱度
<7	酸性溶液（pH越小，酸性越强）
=7	中性溶液
>7	碱性溶液（pH越大，碱性越大）

（1）呈酸性的溶液不一定是酸溶液，如NaHSO₄溶液呈酸性，但属于盐溶液；呈碱性的溶液不一定是碱溶液，如Na₂CO₃溶液呈碱性，但它也是盐溶液。
（2）粗略测定溶液的酸碱度常用pH试纸。

pH的测定方法：
测定溶液pH通常用pH试纸和pH计。其中用pH试纸测定溶液pH的具体操作为：测定时，将pH试纸放在表面皿上，用干净的玻璃棒蘸取被测溶液并滴在pH试纸上，半分钟后把试纸显示的颜色与标准比色卡对照，读出溶液的pH，简记为：“一放、二蘸、三滴、四比”。

改变溶液pH的方法:
溶液的pH实质是溶液中H⁺浓度或OH^-浓度大小的外在表现。改变溶液中H⁺浓度或OH^-浓度，溶液的pH就会发生改变。

方法一加水:只能改变溶液的酸碱度，不能改变溶液的酸碱性，即溶液的pH只能无限地接近于7。
①向酸性溶液中加水，pH由小变大并接近7，但不会等于7，更不会大于7(如下图所示)。

②向碱性溶液中加水，pH由大变小并接近于7，但不会等于7，更不会小于7(如下图所示)。
 

方法二加酸碱性相同，pH不同的溶液:原溶液酸碱性不会发生变化，但混合后溶液的pH介于两种溶液之间:

方法三加酸碱性相反的溶液:混合后发生中和反应，溶液的pH可能等于7，若加入的溶液过量，原溶液的酸碱性就会与原来相反(如下图所示)。

pH值测定时的注意事项：
①不能直接把pH试纸浸入待测的溶液中，以免带入杂质，同时还可能溶解pH试纸上的一部分指示剂，致使比色时产生较大误差。

②不能先用水将pH试纸润湿再进行测定。因为将待测溶液滴到用水润湿后的pH试纸上，其溶质质量分数将变小。

③用pH试纸测得溶液的pH一般为整数。

了解溶液的酸碱度的重要意义:
①化工生产中许多反应必须在一定pH溶液里才能进行；
②在农业生产中.农作物一般适宜在pH为7或接近于7的土壤中生长；
③测定雨水的pH（因溶解有二氧化碳，正常雨水的pH约为5.6，酸雨的pH小于5.6)，可以了解空气的污染情况；
④测定人体内或排出的液体的pH，可以了解人体的健康状况。

身边一些物质的pH: