Tóm tắt lý thuyết Hóa học 11: Cacbon và hợp chất của cacbon

Tóm tắt lý thuyết Hóa học 11: Cacbon và hợp chất của cacbon. Tóm tắt lý thuyết Hóa học 11: Cacbon và hợp chất của cacbon. Tóm tắt lý thuyết Hóa học 11: Cacbon và hợp chất của cacbon. Tóm tắt lý thuyết Hóa học 11: Cacbon và hợp chất của cacbon.

Chương 3: CACBON - SILIC Bài 15: CACBON I Đặc điểm cấu tạo - vị trí * Cấu hình e ứng với trạng thái bản: ↑ ↓ ↑ ↓ ↑ ↓ ↑ ƒ * Ở trạng thái kích thích, có 1e phân lớp 2s nhảy lên phân lớp 2p tạo thành 4e độc thân đồng nhất, ↑ ↓ ↑ ↓ ↑ ↓ ↑ ƒ chất : * Số o xh cacbon hợp ↑ Cacbon có số oxihóa - , +2 , + * C chu kì nhóm IVA II Tính chất vật lí trạng thái tự nhiên 1.Tính chất vật lí : * Cacbon có dạng thù hình: kim cương, than chì (graphit) cacbon vơ định hình a) Kim cương + Kim cương có cấu trúc mạng tinh thể nguyên tử, nguyên tử C liên kết cộng hoá trị bền vững với nguyên tử C xung quanh, tạo hình tứ diện + C trạng thái lai hóa sp3 , độ dài liên kết C- C 1,54A0 , góc liên kết 1090 28phút + Sự đồng bền vững liên kết khiến kim cương có tính cứng, khơng bay trơ với nhiều chất hoá học + Kim cương tinh thể không màu suốt , khúc xạ ánh sáng mạnh nên nhìn long lanh b) Than chì (graphit) + Tinh thể than chì (graphit) có cấu trúc lớp Trên lớp, nguyên tử C liên kết với nguyên tử C khác liên kết cộng hoá trị + C trạng thái lai hóa sp2 , độ dài liên kết C- C 1,415 A0 ( Trong lớp ) , góc liên kết 1200 + Liên kết nguyên tử C lớp bền vững, liên kết lớp yếu, lớp tinh thể trượt lên Cấu trúc làm than chì mềm, trơn, dùng làm bút chì, bơi trơn ổ bi + Than chì chất rắn màu xám có ánh kim c) Cacbon vơ định hình ( Fu Le Ren ) ( Bỏ ) + Cacbon vơ định hình (than cốc, than gỗ, bồ hóng,…) gồm tinh thể nhỏ, có cấu trúc khơng trật tự + Tính chất cacbon vơ định hình tuỳ thuộc vào ngun liệu phương pháp điều chế chúng Than gỗ than xương có cấu tạo xốp nên chúng có khả hấp thụ mạnh chất khí chất tan dung dịch * Cacbon thiên nhiên hỗn hợp hai đồng vị bền: (98,982%) (0,108%) NTK = 12,0115 * Các nguyên tử cacbon liên kết với tạo thành mạch cacbon Trạng thái tự nhiên : +Trong tự nhiên , kim cương ,than chì ,là cacbon tự tinh khiết + Ngồi cacbon có loại khoáng vật : - Can xit ( đá vôi , đá phấn , đá hoa … chứa CaCO3 ) - Magiê zit : MgCO3 - Đô lơ mit : CaCO3.MgCO3 III Tính chất hố học: Vừa chất khử vừa chất oxi hoá Độ hoạt động : Cacbon vơ định hình > Than chì > Kim cương Tác dụng với đơn chất a) Tác dụng với kim loại t C Al + C → Al4C3 ( Canxi cacbua ) t C Ca + C → CaC2 ( Canxi cacbua ) t C Fe + C → Fe3C ( Xementit ) * Chú ý : Hợp chất cacbua dễ bị thủy phân nước Al4C3 + 12H2O → 3CH4 ↑ + 4Al(OH)3 CaC2 + 2H2O → C2H2 ↑ + Ca(OH)2 0 b) Tác dụng với phi kim 500 C,Ni → CH4 a) Tác dụng với H2 : C + 2H2  b) Tác dụng vớiphi kim khác : t = 350 C → CO2 C + O2  t C C + S → CS2 * Chú ý : pư C O2 mà O2 dư có thêm pư : C + CO2 → 2CO 0 Tác dụng với hợp chất : a) Tác dụng với oxit kimloại : Cacbon khử nhiều oxit kim loại t  Fe 2O3   +   3C  → 2Fe + 3CO t 2 CuO  +   C  → 2Cu + CO * Chú ý : C khử oxit kim loại đứng sau nhôm dãy hoạt động b) Tác dụng với oxit phi kim : Cacbon phản ứng với oxit số phi kim tạo thành cacbonoxit có liên kết cộng hố trị rắn Ví dụ: t t C  SiO2   +   3C  → SiC + 2CO hay SiO2 + 2C → Si + 2CO Đốt nóng cacbon khí CO2, tạo CO t  CO   +   C  → 2CO c) Tác dụng với nước : C + H2O CO + H2 t =1050 C  → d) Tác dụng với hợp chất khác : t C * Cacbon tự oxh – khử : 2Al2O3 + 9C → Al4C3 + 6CO t C CaO + 3C → CaC2 + CO t C * Cacbon thể tính khử : C + 4KNO3 → 2K2O + CO2 + 4NO2 t C 3C + 2KCl → 2KCl + 3CO2 C + 4HNO3 → CO2 + 4NO2 + 2H2O IV Điều chế , ứng dụng ( SGK ) 0 0 Bài 16: HỢP CHẤT CỦA CACBON I Cacbon mono oxit ( cacbon oxit ) Đặc điểm cấu tạo : Trong phân tử CO có liên kết cộng hóa trị liên kết cho nhận :C O: Tính chất vật lí : * CO khí khơng màu, khơng mùi, khó tan nước , độc (gây chết người), CO hoá lỏng -191,5oC hoá rắn - 205oC * CO kết hợp với Hemoglo bin máu người tạo thành hợp chất bền ( Cacboxi Hemoglobin) làm cho Hemoglo bin khả vận chuyển O2 thể người động vật Tính chất hố học : Có tính khử mạnh nhiệt độ cao t C a ) Tác dụng với oxit kim loại : CO + ZnO → Zn + CO2 t C 3CO + Fe2O3 → 2Fe + 3CO2 Chú ý : CO khử oxit kim loại đứng sau nhôm dãy hoạt động b ) Tác dụng với Cl2 ( có chiếu sáng tạo thành hợp chất photgen ) : as CO + Cl2 → COCl2 c ) Tác dụng với kiềm ( 150- 2000C tạo thành muối fomat ): t C CO + NaOH → HCOONa t C CO + KOH → HCOOK t C d) Tác dụng với H2O : CO + H2O → HCOOH 0 e ) Tác dụng với PdCl2 / H2O : PdCl2 + H2O + CO → Pd ↓ + 2HCl + CO2 ↑ Màu vàng Chú ý : pư dùng để nhận biết CO có kết tủa màu vàng có bọt khí Điều chế : a) Trong PTN ( Đun HCOOH với H2SO4 đặc ) HCOOH t ,H2 SO4 d  → b) Trong công nghiệp : + Cho nước qua than nóng đỏ : C + H2O * Chú ý : Than ướt gồm : CO , H2 , CO2 N2 CO + H2 + Khử CO2 C : C + CO2 t C → t =1050 C  → CO + H2O 2CO II Cacbon đioxit ( anhiđrit cacbo nic ) Đặc điểm cấu tạo : * Công thức cấu tạo: O = C = O Phân tử đối xứng, nguyên tử C hai nguyên tử O nằm đường thẳng, phân tử khơng phân cực * Cacbon CO2 trạng thái lai hóa sp Tính chất vật lí : * CO2 khí khơng màu, khơng mùi, nặng khơng khí 1,5 lần * CO2 tan nước (ở 20oC, thể tích nước hồ tan 0,88 thể tích CO2) Dưới áp suất thường , -78oC, khí CO2 hố rắn, gọi nước đá khơ Tính chất hố học : Là oxit axit có tính oxihóa yếu a) Oxit axit : * Tác dụng với H2O : CO2 + H2O ‡ˆ ˆˆ ˆ† ˆˆ H2CO3 * Tác dụng với bazơ hay oxit bazơ :  CO   +   2NaOH  → Na 2CO3 + H 2O  CO   +   NaOH  → NaHCO3 Chú ý : + Tác dụng với NH3 tạo thành ure t  CO   +   2NH  →(NH) CO + H 2O + Khi gặp toán CO2 + dung dịch nhiều bazo dùng pt ion rút gọn b) Tính oxihóa yếu : Tác dụng với chất khử mạnh * Oxh kim loại hoạt động mạnh Na , Mg ,Al …: t C 4Al + 3CO2 → 2Al2O3 + 3C t C Mg + CO2 → MgO + C t C * Oxh C , H2 nhiệt độ cao : CO2 + H2 → CO + H2O 0 Điều chế : t → CaCl + H 2O + CO ↑ a) Trong PTN :  CaCO3   +   2HCl  b) Trong công nghiệp : * Đốt cacbon oxi : C + O2 → CO2 t  CaCO3    → CaO + CO ↑ * Nung đá vôi: III Axit cacbonic muối cacbonat 1.Axit cacbonic : * Công thức cấu tạo : * Là axit yếu ( làm q hồng ) khơng bền a xit lần axit ( axit ) nên tạo loại muối cacbonat ( trung hòa ) muối hiđro cacbonat ( muối axit )  → HCO3− + H +    H 2CO3   ¬    HCO3−   +    → CO3 2−       + H +   muối cacbonat : a) Tính tan : * Muối cacbonat KLK , amoni đa số muối HCO3- dễ tan nước * Muối CO32- kim loại khác khơng tan b) Tínhchất hóa học : * Tác dụng với axit :  CO32−   +   H +    → HCO3−        HCO3−   +   H +    → CO + H 2O Chú ý : Khi cho từ từ a xit vào dung dịch muối cacbonat phải viết pư theo thứ tự VD : HCl + Na2CO3 → NaHCO3 + NaCl HCl + NaHCO3 → NaCl + CO2 + H2O * Tác dụng với bazơ : NaOH + NaHCO3 → Na2CO3 + H2O 2NaOH + 2KHCO3 → Na2CO3 + K2CO3 + 2H2O Na2CO3 + Ba(OH)2 → BaCO3 + 2NaOH * Tác dụng với muối : Na2CO3 + BaCl2 → BaCO3 + 2NaCl NH4HCO3 + NaCl → NaHCO3 + NH4Cl ( tan ) * Bị nhiệt phân : Muối (HCO3- ) → Muối (CO32- ) + CO2 + H2O Muối (CO32- ) → Oxit + CO2 t  MgCO3    → CaO + CO ↑ VD: t  Ca(HCO3 )  → CaCO3 + H 2O + CO ↑ Chú ý : Muối cacbonat KLK bền với nhiệt Muối cacbonat KLK tan nước cho mơi trường bazơ nêncó pư với muối kim loại có bazơ khơng tan : VD : Na2CO3 + FeCl3 + H2O→ NaCl + Fe(OH)3 ↓+ CO2 ↑ Nhận biết gốc CO32+ Cho mẫu thử td với H+ , khí sau pư làm đục nước vơi dư CO32- + 2H+ → CO2 + H2O CO2 + Ca(OH)2 → CaCO3 + H2O + Cho mẫu thử td AgNO3 : CO32- + 2Ag+ → Ag2CO3 ↓ trắng Ag2CO3 → Ag2O (đen ) + CO2 c) Ứng dụng ... dụng ( SGK ) 0 0 Bài 16: HỢP CHẤT CỦA CACBON I Cacbon mono oxit ( cacbon oxit ) Đặc điểm cấu tạo : Trong phân tử CO có liên kết cộng hóa trị liên kết cho nhận :C O: Tính chất vật lí : * CO khí...- Đơ lơ mit : CaCO3.MgCO3 III Tính chất hố học: Vừa chất khử vừa chất oxi hoá Độ hoạt động : Cacbon vơ định hình > Than chì > Kim cương Tác dụng với đơn chất a) Tác dụng với kim loại t C Al... hoá rắn - 205oC * CO kết hợp với Hemoglo bin máu người tạo thành hợp chất bền ( Cacboxi Hemoglobin) làm cho Hemoglo bin khả vận chuyển O2 thể người động vật Tính chất hố học : Có tính khử mạnh