碳反应后产物的确定

碳在空气（或氧气）中燃烧的产物有CO和CO2，因此在判断有关碳燃烧的产物时，需要通过计算来确定。

1、碳充分燃烧

当碳在空气或氧气中充分燃烧时，生成CO2。

C ＋O2＝点燃CO2

参加反应的碳和氧气的质量比为：12 ：32 ＝ 3 ：8

2、碳不充分燃烧

C ＋O2＝点燃2CO

参加反应的碳和氧气的质量比为：24 ：32 ＝ 3 ：4

分析：

①当碳与足量氧气刚好完全反应时，则m（C） ： m（O2）= 3 ：8 ，反应后的产物为二氧化碳。

②当O2过量时，则m（C） ：m（O2）＜3 ：8 ，反应后得到的时氧气和二氧化碳的混合物。

③当m（C） ：m（O2）= 3 ：4 时，反应产物为一氧化碳。

④当m（C） ：m（O2）＞3 ：8 ，反应后的产物是一氧化碳，同时还有部分碳没有反应完全。

⑤当3 ：8 ＜m（C） ：m（O2）＜ 3 ：4时，反应后的产物为一氧化碳和二氧化碳的混合物。

例1、9g碳和15g氧气完全反应，反应后容器内生成的气体为（ ）

A. CO2

B. CO

C. CO和CO2

D.无法判断

解答：因为碳与氧气的质量比为m（C） ：m（O2）=9g ：15g=3 ：5，介于3 ：8～3：4之间，适用⑤，反应后的产物为一氧化碳和二氧化碳的混合物，故选C。

例2、将9g碳和16g氧气放在密闭容器内完全反应，反应后生成二氧化碳的质量为（ ）

A. 33g

B. 25g

C. 22g

D.11g

解答一：9g＋16g＝25g＜33g，根据质量守恒定律，生成物质量应等于反应物质量，故A选项不正确；由于9g碳与16g氧气的质量比介于3 ：8 ～3 ：4之间，适用⑤，反应后的产物为一氧化碳和二氧化碳的混合物，不可能得到25g二氧化碳，故B选项不正确；22g二氧化碳中含碳元素6g、氧元素16g，剩余3g为单质碳，根据题意不可能存在单质碳，故C选项不正确；综合以上分析，答案应选D。

解答二：设反应生成CO2需要碳的质量为x，生成CO2的质量为y。

根据质量守恒定律，反应生成CO需要碳的质量为9g－x，生成CO的质量为25g－y。

例3、将40g氧化铜与6g碳的混合物放在一真空密闭容器内持续高温加热，充分反应后，容器内的物质为一种固体单质和一种气体化合物，请分析并指出各是什么？

解答：依题意可知，氧化铜和碳都应该完全反应，没有剩余，生成物中的固体单质只能是金属铜，由于CO2在高温下还能与碳反应，生成CO，所以生成的气体化合物不是CO2就是CO，若气体是CO2，则有：

C ＋ 2CuO ＝高温2Cu ＋ CO2↑

12 160

6g 40g

在一个比例式中，两内项乘积等于两外项乘积。如果不相等，则说明此比例不成立，某种物质过量。上式可看出：160 × 4g ＞ 12 × 40g，说明C过量，而反应后的固体单质中没有碳，不符合题意，也说明气体化合物不是CO2，故只能是CO。

例4、已知在同温同压条件下，相同体积的气体中含有气体分子的个数相等。若将ag碳和bg氧气放入一个带活塞的密闭容器内，测得其体积温V1，充分反应后，恢复到原温度，测得其体积为V2，

解答：根据题中所给信息可知，反应后气体的体积比反应前大一倍，说明反应后气体分子个数比反应前气体分子个数要多一倍，由化学反应方程式①C ＋O2＝点燃CO2②C ＋O2＝点燃2CO可知，当C ＋O2＝点燃2CO时，气体反应后分子个数比反应前多一倍，由③即知应选C。