Advertisement

Bài 21. Hợp chất của cacbon

• Biết cấu tạo phân tử của CO, CO2, các tính chất vật lí, hoá học, ứng dụng và phương pháp điều chế hai oxit này. • Biết tính chất hoá học của axit cacbonic và muối cacbonat.

Những Điều Thú Vị Chỉ 5% Người Biết

Advertisement

Nội dung bài học


I - CACBON MONOOXIT

1.Cấu tạo phân tử

Ở trạng thái cơ bản, nguyên tử cacbon và nguyên tử oxi đều có hai electron độc thân ở phân lớp 2p:

Vì vậy, giữa chúng có thể tạo thành hai liên kết cộng hóa trị. Ngoài ra, giữa hai nguyên tử còn hình thành một liên kết cho - nhận. Công thức cấu tạo của phân tử CO được biểu diễn như sau:

Trong phân tử CO, cacbon có số oxi hóa +2

2. Tính chất vật lí

Cacbon monooxit là chất khí không màu, không mùi, không vị, hơi nhẹ hơn không khí, rất ít tan trong nước, hóa lỏng ở −191,5oC, hóa rắn ở −205,2oC, rất bền với nhiệt và rất độc.

3. Tính chất hóa học

a) Trong phân tử cacbon monooxit có liên kết ba giống phân tử nitơ nên tương tự với nitơ, cacbon monooxit rất kém hoạt động ở nhiệt độ thường và trở nên hoạt động hơn khi đun nóng. Cacbon monooxit là oxit trung tính.

b) Cacbon monooxit là chất khử mạnh:

* CO cháy được trong không khí tạo thành CO2, cho ngọn lửa màu lam nhạt và tỏa nhiều nhiệt. Vì vậy, CO được dùng làm nhiên liệu khí.

* Khi có than hoạt tính làm xúc tác, CO kết hợp được với clo:

CO+Cl2→xt COCl2(photgen)

* Khí CO có thể khử nhiều oxit kim loại thành kim loại ở nhiệt độ cao.

Thí dụ:

CO+CuO−→to Cu+CO2

4. Điều chế

a) Trong công nghiệp

* Khí CO thường được sản xuất bằng cách cho hơi nước đi qua than nung đỏ (≈10500C):

C+H2O⇌CO+H2

Hỗn  hợp khí tạo thành được gọi là khí than ướt, chứa trung bình khoảng ≈44%CO, còn lại là các khí khác như CO2,H2,N2,...

* Khí CO còn được sản xuất trong các lò gas bằng cách thổi không khí qua than nung đỏ. Ở phần dưới của lò, cacbon cháy biến thành cacbon đioxit. Khi đi qua lớp than nung đỏ, CO2 bị khử thành CO

CO2+C→to 2CO

Hỗn hợp khí thu được gọi là khí gò gas (khí than khô). Khí lò gas chứa khoảng 25%CO, ngoài ra còn có N2,CO2 và một lượng nhỏ các khí khác. Khí than ướt, khí lò gas đều được dùng làm nhiên liệu khí.

b) Trong phòng thí nghiệm

Cacbon monooxit được điều chế bằng cách cho H2SO4 đặc vào axit fomic (HCOOH) và đun nóng:

HCOOH→ (to H2SO4đặc) CO+H2O

II - CACBON ĐIOXIT

1. Cấu tạo phân tử

Công thức cấu tạo của CO2 là:  O=C=O

Các liên kết C−O trong phân tử CO2 là liên kết cộng hóa trị có cực, nhưng do có cấu tạo thẳng nên CO2 là phân tử không có cực.

2. Tính chất vật lí

* CO2 là chất khí không màu, nặng gấp 1,5 lần không khí, tan không nhiều trong nước (ở điều kiện thường, 1 lít nước hòa tan 1 lít khí CO2).

* Ở nhiệt độ thường, khi được nén dưới áp suất 60atm, khí CO2 sẽ hóa lỏng. Khi làm lạnh đột ngột ở −760C, khí CO2  hóa thành khối rắn, trắng, gọi là "nước đá khô". Nước đá khô không nóng chảy mà thăng hoa, nên được dùng để tạo môi trường lạnh và khô, rất tiện lợi cho việc bảo quản thực phẩm.

3. Tính chất hóa học

a) Khí CO2 không cháy và không duy trì sự cháy của nhiều chất, nên người ta dùng nó để dập tắt các đám cháy. Tuy nhiên, kim loại có tính khử mạnh, thí dụ Mg,Al,... có thể cháy được trong khí CO2:

CO2+2Mg→to 2MgO+C

Vì vậy, người ta không dùng khí CO2 để dập tắt đám cháy magie hoặc nhôm.

b) CO2 là oxit axit, tác dụng được với oxit bazơ và bazơ tạo thành muối cacbonat.

Khi tan trong nước, CO2 tạo thành dung dịch axit cacbonic:

CO2+H2O⇌H2CO3

4. Điều chế

a) Trong phòng thí nghiệm

Khí CO2 được điều chế bằng cách cho dung dịch axit clohiđric tác dụng với đá vôi (hình trên, hoặc trong bình Kip):

CaCO3+2HCl→CaCl2+CO2↑+H2O

b) Trong công nghiệp

Khí CO2 được tạo ra trong quá trình đốt cháy hoàn toàn than để thu năng lượng ngoài ra khí CO2 còn được thu hồi từ quá trình chuyển hóa khí thiên nhiên, các sản phẩm dẫu mỏ,... ; quá trình nung vôi; quá trình lên men rượu từ glucozơ.

III - AXIT CACBONIC VÀ MUỐI CACBONAT

Advertisement

Axit cacbonic là axit rất yếu và kém bền, chỉ tồn tại trong dung dịch loãng, dễ bị phân hủy thành CO2 và H2O.

Trong dung dịch axit cacbonic phân li theo hai nấc với các hằng số phân li axit ở 250C như sau:

H2CO3⇌H++HCO3;K1=4,5.10−7

HCO3⇌H++CO2−3;K2=4,8.10−11

Axit cacbonic tạo ra hai loại muối: muối cacbonat chứa ion CO2−3 , thí dụ Na2CO3,CaCO3,(NH4)2CO3 và muối hiđrocacbonat chứa ion HCO3, thí dụ NaHCO3,Ca(HCO3)2,NH4HCO3.

1. Tính chất của muối cacbonat

a) Tính tan

Các muối cacbonat trung hòa của kim loại kiềm (trừ Li2CO3), amoni và các muối hiđrocacbonat dễ tan trong nước (trừ NaHCO3 hơi ít tan). Các muối cacbonat trung hòa của những kim loại khác không tan hoặc ít tan trong nước.

b) Tác dụng với axit

Các muối cacbonat tác dụng với dugn dịch axit, giải phóng khí CO2.

Thí dụ:                  NaHCO3+HCl→NaCl+CO2↑+H2O

                             HCO3+H+→CO2↑+H2O

                             Na2CO3+2HCl→2NaCl+CO2↑+H2O

                             CO2−3+2H+→CO2↑+H2O

c) Tác dụng với dung dịch kiềm

Các muối hiđrocacbonat dễ tác dụng với dung dịch kiềm.

Thí dụ:                  NaHCO3+NaOH→Na2CO3+H2O

                             HCO3+OH→CO2−3+H2O

d) Phản ứng nhiệt phân

Các muối cacbonat trung hòa của kim loại kiềm đều bền với nhiệt. Các muối cacbonat trung hòa của kim loại khác, cũng như muối hiđrocacbonat, bị nhiệt phân hủy.

Thí dụ:                 MgCO3→to MgO+CO2

                            2NaHCO3→to Na2CO3+CO2+H2O

                            Ca(HCO3)2→to CaCO3+CO2+H2O

2. Ứng dụng của một số muối cacbonat

Canxi cacbonat (CaCO3) tinh khiết là chất bột nhẹ, màu trắng, được dùng làm chất độn trong cao su và một số ngành công nghiệp.

Natri cacbonat (Na2CO3) khan, còn gọi là sođa khan, là chất bột màu trắng, tan nhiều trong nước. Khi kết tinh từ dung dịch nó tách ra ở dạng tinh thể Na2CO3.10H2O. Sođa được dùng trong công nghiệp thủy tinh, đồ gốm, bột giặt,...

Natri hiđrocacbonat (NaHCO3) là chất tinh thể màu trắng, hơi ít tan trong nước, được dùng trong công nghiệp thực phẩm. Trong y học, natri hiđrocacbonat được dùng làm thuốc để giảm đau dạ dày do thừa axit.   

Đánh giá

Bài 21. Hợp chất của cacbon

Tổng số sao của bài viết là: 5 trong 1 đánh giá
Xếp hạng: 5 / 5 sao

Advertisement
Advertisement

Bài học khác trong Sách Giáo Khoa Hóa Học Lớp 11 Nâng Cao


Bài 14. Photpho Chương I. Bài 1. Sự điện li Bài 2. Phân loại các chất điện li Bài 3. Axit, bazơ và muối Bài 4. Sự điện li của nước, pH. Chất chỉ thị axit-bazơ Bài 5. Luyện tập Axit, bazơ và muối Bài 6.Phản ứng trao đổi ion trong dung dịch các chất điện li Bài 7. Luyện tập Phản ứng trao đổi ion trong dung dịch các chất điện li Bài 8. Thực hành Tính axit-bazơ - Phản ứng trao đổi ion trong dung dịch Chương II. Nhóm Nito Bài 9. Khái quát về nhớm Nitơ Bài 10. Nitơ Bài 11. Amoniac và muối amoni Bài 12. Axit nitric và muối nitrat Bài 13. Luyện tập Tính chất của nitơ và hợp chất của nitơ Bài 15. Axit photphoric và muối photphat Bài 16. Phân bón hoá học Bài 17. Luyện tập Tính chất của photpho và các hợp chất của photpho Bài 18. Thực hành. TÍnh chất của một số hợp chất nitơ, photpho. Phân biệt một số loại phân bón hóa học. Chương III. Nhóm Cacbon. Bài 19. Khái quát về nhóm cacbon Bài 20. Cacbon Bài 21. Hợp chất của cacbon Bài 22. Silic và hợp chất của silic Bài 23. Công nghiệp silicat Bài 24. Luyện tập Tính chất của cacbon, silic và hợp chất của chúng Chương 4. Đại cương về hóa học hữu cơ. Bài 25. Hoá học hữu cơ và hợp chất hữu cơ Bài 26. Phân loại và gọi tên hợp chất hữu cơ Bài 27. Phân tích nguyên tố Bài 28. Công thức phân tử hợp chất hữu cơ Bài 29. Luyện tập Chất hữu cơ, công thức phân tử Bài 30. Cấu trúc phân tử hợp chất hữu cơ Bài 31. Phản ứng hữu cơ Bài 32. Luyện tập Cấu trúc phân tử hợp chất hữu cơ Chương 5. Hidrocacbon no.Bài 33. Ankan Đồng đẳng, đồng phân và danh pháp Bài 34. Ankan Cấu trúc phân tử và tính chất vật lí Bài 35. Ankan Tính chất hoá học, điều chế và ứng dụng Bài 36. Xicloankan Bài 37. Luyện tập Ankan và Xicloankan Bài 38. Thực hành Phân tích định tính Điều chế và tính chất của metan CHƯƠNG 6 HIDROCACBON KHÔNG NO Bài 39 Anken Danh pháp, cấu trúc và đồng phân Bài 40. Anken Tính chất, điều chế và ứng dụng Bài 41. Ankadien Bài 42. Khái niệm về tecpen Bài 43. Ankin Bài 44. Luyện tập Hiđrocacbon không no Bài 45. Thực hành. Tính chất của hiđrocacbon không no Chương 7. Bài 46. Benzen và AnkylBenzen Bài 47. Stiren và naphtalen Bài 48. Nguồn hiđrocacbon thiên nhiên Bài 49. Luyện tập So sánh đặc điểm cấu trúc và tính chất của hiđrocacbon thơm với hiđrocacbon no và không no Bài 50. Thực hành. Tính chất của một số hiđrocacbon thơm Chương 8. Bài 51. Dẫn xuất halogen của hiđrocacbon Bài 52. Luyện tập Dẫn xuất halogen Bài 53. Ancol: Cấu tạo, danh pháp, tính chất vật lí Bài 54. Ancol: Tính chất hoá học, điều chế và ứng dụng Bài 55. Phenol Bài 56. Luyện tập Ancol, phenol Bài 57. Thực hành. Tính chất của một vài dẫn xuất halogen, ancol Và phenol Chương 9. Bài 58. Anđehit và Xeton Bài 59. Luyện tập Anđehit và Xeton Bài 60. Axit cacboxylic: Cấu trúc, danh pháp và tính chất vật lí Bài 61. Axit cacboxylic. tính chất hoá học, điều chế và ứng dụng
Advertisement
Advertisement

Khám Phá Tin Tức Thú Vị Chỉ 5% Người Biết

Cập Nhật 2022-05-26 05:27:49am


Doanh thu từ quảng cáo giúp chúng mình duy trì nội dung chất lượng cho website - vì sao chúng mình phải đặt quảng cáo ? :D

  Cách tắt chặn quảng cáo  

Tôi không muốn hỗ trợ Từ Điển (Đóng) - :(