При обычных температурах алмаз, графит, уголь химически инертны, но при высоких температурах активность их увеличивается. Как и следует из строения основных форм углерода, уголь вступает в реакции легче, чем графит и тем более алмаз. Графит не только более реакционноспособен, чем алмаз, но и, реагируя с некоторыми веществами, может образовывать такие продукты, каких не образует алмаз.

1. В качестве окислителя углерод реагирует с некоторыми металлами при высоких температурах, образуя карбиды:

ЗС + 4Аl = Аl4С3 (карбид алюминия).

2. С водородом уголь и графит образуют углеводороды. Простейший представитель – метан СН4 – может быть получен в присутствии катализатора Ni при высокой температуре (600-1000°С):

С + 2Н2 СН4.

3. При взаимодействии с кислородом углерод проявляет восстановительные свойства. При полном сгорании углерода любой аллотропной модификации образуется оксид углерода (IV):

С + О2 = СО2.

При неполном сгорании образуется оксид углерода (II) СО:

С + О2 = 2СО.

Обе реакции экзотермичны.

4. Особенно ярко восстановительные свойства угля проявляются при взаимодействии с оксидами металлов (цинка, меди, свинца и др.), например:

С + 2CuO = СО2↑ + 2Cu,

С + 2ZnO = СО2↑ + 2Zn.

На этих реакциях основан важнейший процесс металлургии – выплавка металлов из руд.

В иных случаях, например при взаимодействии с оксидом кальция, образуются карбиды:

СаО + ЗС = СаС2 + СО↑.

5. Уголь окисляется горячими концентрированными серной и азотной кислотами:

С + 2Н2SO4 = СO2↑ + 2SO2↑ + 2Н2О,

конц.

ЗС + 4НNО3 = ЗСО2↑ + 4NO↑ + 2Н2О.

конц.

Любые формы углерода устойчивы по отношению к щелочам!