Chuyên đề Cacbon - Silic môn Hóa lớp 11 đầy đủ chi tiết

Trường THPT chuyên Lý Tự Trọng Năm học 2017 – 2018

Tổ Hóa học Trang 2

CHƯƠNG 3 – CACBON - SILIC

------------

CACBON

I. Tính chất vật lý

Cấu trúc Tính chất vật lí Kim cương

Tứ diện đều

Tinh thể không màu, trong suốt, không dẫn điện, dẫn nhiệt kém, rất cứng.

Than chì

Có cấu trúc lớp.

Tinh thể màu xám đen, có ánh kim, dẫn điện tốt nhưng kém kim loại

Fuleren Gồm các phân tử C60, C70 có cấu trúc hình cầu rỗng gồm 60 đỉnh, 32 mặt.

Cacbon vô định hình Có cấu tạo xốp Có khả năng hấp phụ mạnh các chất khí và chất tan trong dung dịch.

II. Tính chất hóa học - Cacbon vô định hình hoạt động hơn cả về mặt hóa học - Cacbon vừa thể hiện tính khử và tính oxi hóa. Nhưng, tính khử vẫn là tính chất chủ yếu của Cacbon.

1. Tính khử

a. Tác dụng với oxi: C + O2

0t  CO2, ∆H <0

Ở nhiệt độ cao hoặc O2 thiếu, cacbon lại khử CO2 theo phản ứng: C + CO2

0t  2CO

b. Tác dụng với hợp chất - Tác dụng với chất oxi hóa như HNO3, H2SO4 đặc, KClO3

C + HNO3(đặc) 

ot CO2 + 4NO2 + 2H2O

C + 2H2SO4 (đặc) 

ot

4 C



O2 + 2SO2 + H2O

- Tác dụng với oxit kim loại: + Oxit kim loại trung bình từ Al trở về sau, không kể Al → kim loại.

C + ZnO 

ot Zn + CO C + 2CuO 

ot 2Cu + CO2 + Oxit kim loại mạnh → Cacbua kim loại: CaO + 3C 

ot CaC2 + CO

Trường THPT chuyên Lý Tự Trọng Năm học 2017 – 2018

Tổ Hóa học Trang 3

2. Tính oxi hóa

- Tác dụng với hiđro: C + 2H2

0 xt,t  CH4

- Tác dụng với một số kim loại mạnh (Al, Mg, Ca, Na) → cacbua kim loại

4Al + 3C

0t  Al4C3 III. Trạng thái tự nhiên + Cacbon tự do: kim cương và than chì. + Các khoáng vật: ▪ Canxit (đá vôi, đá phấn, đá hoa) ▪ Magiezit (MgCO3) ▪ Đolomit (CaCO3.MgCO3) + Dầu mỏ, khí đốt thiên nhiên: các hiđrocacbon. + Cơ thể thực vật và động vật.

HỢP CHẤT CỦA CACBON

I. CACBON MONOOXIT 1. Cấu tạo phân tử

- CTCT phân tử CO: C

 O. Trong phân tử CO cacbon có số oxi hóa là +2.

2. Tính chất vật lí - Chất khí không màu, không mùi, không vị. - Hơi nhẹ hơn không khí - Rất ít tan trong nước. - Nhiệt độ sôi, nhiệt độ hóa rắn thấp. 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 không tạo muối (oxit trung tính).

b) Cacbon monooxit là chất khử mạnh - Tác dụng với O2: 2CO + O2 

ot 2CO2

- Tác dụng với clo: (xúc tác than hoạt tính): CO + Cl2  COCl2 (photgen) - Tác dụng với oxit kim loại: (từ Al trở về sau và không kể Al)

Fe2O3 +3CO 

ot 2Fe +3CO2 CuO + CO 

ot Cu + CO2

4. Điều chế  Trong công nghiệp

 Phương pháp khí than ướt: C + H2O   CO + H2

 Phương pháp lò gas: C + O2 

ot CO2 CO2 + C 

ot 2CO

Trường THPT chuyên Lý Tự Trọng Năm học 2017 – 2018

Tổ Hóa học Trang 4

 Trong phòng thí nghiệm: HCOOH  2 4 o t H SO CO + H2O

II. CACBON ĐIOXIT 1. Cấu tạo phân tử: O = C = O Các liên kết CO trong CO2 là liên kết cộng hoá trị có cực, nhưng do có cấu tạo thẳng, nên phân tử CO2 là phân tử không có cực.

2. Tính chất vật lí - Là chất khí không màu - Nặng gấp 1,5 lần không khí - Ít tan trong nước - CO2 lỏng không màu, linh động. CO2 rắn dễ thăng hoa tạo môi trường lạnh và khô  nước đá khô

3. Tính chất hóa học a) Tính oxi hoá

CO2 + C  2CO  người ta không dùng khí CO2 để dập tắt đám cháy than hay kim loại (magie hoặc nhôm) nóng đỏ.

b) CO+ là oxit axit  Tác dụng với nước tạo dung dịch axit cacbonic 2 nấc rất yếu và kém bền.

CO2 + H2O   H2CO3

 Tác dụng với bazơ tạo thành muối trung hòa và muối axit.

CO2 + NaOH  NaHCO3 CO2 + 2NaOH Na2CO3 +H2O

T=

2

OH

CO

n

n



T = 1 HCO 3



T = 2 CO 2

3



1 < T < 2 HCO 3

 và CO 2

3



T < 1 HCO 3

 và CO2 dư

T > 2 CO 2

3

 và NaOH dư

 Tác dụng với oxit bazơ tạo thành muối cacbonat: CO2 + Na2O  Na2CO3 4. Điều chế a) Phòng thí nghiệm - Cho CaCO3 tác dụng với dd HCl trong bình kíp CaCO3 + 2HCl  CaCl2 + CO2 + H2O

b) Công nghiệp: Thu hồi CO2 từ - Quá trình đốt cháy các …