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正像其他各种元素一样，碳元素在自然界中也有单质、化合物的两种存在形式。而关于碳元素的单质、化合物的这部分知识点，在中考中主要以基础题（选择、填空）和物质的推断题的形式出现。学好了这部分内容，不仅有利于中考答题，也有利于与其他单元的知识点之间形成“有效关联”，并且为在高中阶段学的《碳族元素》提供良好的基础。一、C元素的原子结构与在元素周期表的位置之间的关系碳原子结构图示正如上图所示，碳原子的原子核带6个正电荷，因此它在元素周期表中的原子序数为6，元素符号为C；相应的原子核外有6个电子（带负电荷），分两层排列，因此C元素在元素周期表中位于第2周期；C原子的最外层电子数为4，因此C元素在元素周期表中位于第4主族（高中大家要学到，第4主族的元素统称碳族元素）。二、C元素的单质C元素的单质主要有金刚石、石墨、C60三种形式。金刚石在纯净状态下是无色透明的正八面体晶体，是自然界中最硬的物质。利用其具有的高硬度可用于制作成钻头。石墨呈鳞片状，具有金属光泽。导电性能良好，可制作成电极；此外，石墨粉末也可以在锁头中起到很好的润滑作用；石墨也可制作成木炭，木炭具有良好的吸附性能，可用来制作防毒面具，活性炭可利用其良好的吸附性能来除掉冰箱中的异味。C60具有足球状的分子结构。C元素的这些单质之所以具有不同的物理性质，是因为在不同的单质中C原子的排列方式不同。C单质也具有还原性，把金属氧化物还原成金属单质。方程式模式：C+金属氧化物==高温==金属单质+CO2↑很多古代书画家的作品能够“比较完整”地得以保存，主要利用了C元素化学性质的稳定性（在常温下不易于其他物质发生反应）。三、C元素的化合物1、一氧化碳CO是C在氧气中不完全燃烧的产物。方程式：2C+O2==点燃==2COCO在氧气中也可继续燃烧。方程式：2CO+O2==点燃==2CO2CO也具有还原性，把金属氧化物还原成金属单质。方程式模式：CO+金属氧化物==高温==金属单质+CO2但在此处需要注意的是：CO与氧化铜（CuO）反应的条件为加热；CO还原氧化铁的反应条件为高温，该反应为“高炉炼铁”的主要反应。一氧化碳具有毒性，因为一氧化碳能够更强地与人体血液中的血红蛋白相结合，从而使血液中与血红蛋白结合的氧气减少，导致人体因缺氧而发生中毒。CO是煤气的主要成分，当CO发生泄漏时，切勿点燃明火或者开灯门，以免发生爆炸。不论是人体吸入CO还是CO发生泄漏，都应立即打开窗户通风，让室内进入大量氧气，并把病人转移至安全处。2、二氧化碳CO2是C在氧气中充分燃烧的产物。方程式：C+O2==点燃==CO2CO2也可以在高温下与C单质发生反应。方程式：C+CO2===2CO因此，C、CO、CO2三者之间可以互相发生反应，在中考推断题中可灵活运用。绝大多数物质在CO2中不能燃烧（但Mg除外），因此CO2具有灭火的功能；固态的CO2俗称干冰，可用于人工降雨。CO2与水反应生成碳酸（具有酸性），方程式：CO2+H2O===H2CO3而碳酸H2CO3不稳定，非常容易分解，方程式：H2CO3===H2O+CO2↑CO2与氧化钙（CaO）的反应：CaO+CO2===CaCO3反过来，CaCO3==高温==CaO+CO2↑因此在中考中，大家在推断题遇到化合反应、分解反应时，也可以考虑到以上4个方程式，作为答题技巧。制取CO2，可用大理石或者石灰石（主要成分为碳酸钙CaCO3）与稀盐酸（HCl）混合来制取。方程式：CaCO3+2HCl===CaCl2+H2O+CO2↑CO2也可与澄清的石灰水发生反应，形成沉淀。方程式：Ca(OH)2+CO2===CaCO3↓+H2O此方程式也可以用来检验CO2（使澄清的石灰水变浑浊）。CO2也可以和氢氧化钠NaOH发生反应。方程式：2NaOH+CO2===2NaCO3+H2O3、C元素的一些简单有机化合物在初中阶段，大家只需要记住甲烷（CH4）和乙醇（C2H5OH），在O2中燃烧都生成水和二氧化碳。醋酸（CH3COOH）也属于有机化合物，但我们不研究它的燃烧。