Tóm tắt bài học H 11 13 hop chat cua cacbon

HỢP CHẤT CỦA CACBON
I. CACBONMOOXIT
1. Cấu tạo phân tử
Ở trạng thái cơ bản Cacbon, Oxi có 2e độc thân ở phân lớp 2p:

C : 

2s2

  

O : 

2p2

2s2

  

2p4

O.
Tạo 2 liên kết cộng hóa trị và 1 liên kết cho nhận: C 
2

Trạng thái oxi hóa trong phân tử: C O

2. Tính chất vật lí
Là chất khí, không màu, không mùi, không vị, nhẹ hơn không khí, rất ít tan trong
nước, hóa lỏng ở −191,5oC, hóa rắn ở −205,20C, rất bền với nhiệt, rất độc.

3. Tính chất hóa học
Cacbon monooxit rất kém hoạt động ở nhiệt độ thường, hoạt động khi đun nóng (do
có liên kết 3 bền vững).
Là oxit trung tính.
Là Chất khử mạnh
CO cháy trong không khí tạo CO2 cho ngọn lửa màu xanh lam nhạt, tỏa nhiều
nhiệt  làm nhiên liệu khí.
Kết hợp với Clo, xúc tác than hoạt tính tạo photgen (khí độc)
o

xt,t
CO  Cl2 
COCl2 (photgen)

Khử được nhiều Oxit Kim loại tạo kim loại ở t0 cao:
o

t
 Cu  CO2
Ví dụ: CO  CuO 

4. Điều chế
a. Trong công nghiệp
Cho hơi nước qua than nung đỏ: C + H2 O

o

1050 C






CO + H2 .

 Hỗn hợp khí tạo thành: Khí than ướt (~44%CO và CO2, H2, N2,…).


Thổi không khí qua than nung đỏ trong các lò gas.
O

T
 CO2
Dưới đáy lò, cacbon cháy tạo cacbon đioxit: C  O2 
O

T
 2CO .
Khi đi qua lớp than nung đỏ, CO2 bị khử thành CO: C  CO2 

 Hỗn hợp khí tạo thành: Khí lò gas (khí than khô: 25% CO và N2, CO2, ngoài
ra còn một lượng nhỏ các khí khác).
Khí than khô, than ướt được sử dụng làm nhiên liệu khí.

b. Trong phòng thí nghiệm
Đun nóng H2SO4 đặc với axit Fomic (HCOOH).
o

H2SO4 , t
HCOOH 

CO  H2O .

II. CACBON ĐIOXIT (CO2)
1. Cấu tạo phân tử
CTCT: O  C  O .
Liên kết: C  O là liên kết cộng hóa trị có cực, nhưng do có cấu tạo thẳng nên phân
tử CO2 không phân cực.

2. Tính chất vật lí
Khí không màu, nặng 1,5 lần không khí, tan ít trong nước.
Ở t0 thường, P  60atm , CO2 hóa lỏng. Làm lạnh đột ngột ở −760C  hóa rắn gọi là
nước đá khô (nước đá khô chỉ thăng hoa, không nóng chảy).

3. Tính chất hóa học
a. Khí CO2 không cháy và không duy trì sự cháy  dùng để dập tắt đám cháy.
Lưu ý: Một số kim loại có tính khử mạnh (Mg, Al…) có thể cháy trong CO2:
o

t
CO2  2Mg 

 2MgO  C .

 Không dùng khí CO2 dập tắt đám cháy bằng kim loại như Al, Mg …

b. CO2 là oxit axit  tác dụng với oxit bazơ, bazơ tạo muối cacbonat.
4. Điều chế
a. Trong phòng thí nghiệm
Cho HCl tác dụng với đá vôi

CaCO3 + 2HCl  CaCl2 + CO2 + H2 O .


b. Trong công nghiệp
Đốt cháy hoàn toàn than, thu hồi từ quá trình chuyển hóa khí thiên nhiên, các sản
phẩm dầu mỏ, nung vôi, lên men rượu từ glucozơ.

III. AXIT CACBONIC VÀ MUỐI CACBONAT
1. Axit cacbonic
H2CO3 là Axit yếu và kém bền, chỉ tồn tại trong dd loãng, dễ phân hủy thành CO2 và
H2O.
Trong dd, phân li theo 2 nấc (ở 250C):

 H  HCO ; K  4,5.107 .
H2CO3 
3
1
 H  CO2 ; K  4,8.1011 .
HCO3 
3
2

2. Muối cacbonat: gồm 2 loại
2
Muối Cacbonat (chứa ion CO3 ). Ví dụ: Na2CO3, CaCO3, (NH4)2CO3…


Muối Hidrocacbonat (chứa ion HCO3 ). Ví dụ: NaHCO3, Ca(HCO3)2, NH4HCO3…

a. Tính tan

Muối hiđrocacbonat đều tan trừ NaHCO3 ít tan.
Muối cacbonat trung hòa không tan hoặc ít tan trừ muối của kiềm, amoni.

b. Tác dụng với axit
NaHCO3  HCl  NaCl  CO2   H2O
HCO3  H  CO2   H2O
Na2CO3  2HCl  2NaCl  CO2   H2O
CO23  2H  CO2   H2O

c. Tác dụng với dung dịch kiềm
Muối Hidrocacbonat dễ tác dụng với ung dịch kiềm:

NaHCO3  NaOH  Na2CO3  H2O
HCO3  OH  CO23  H2O


d. Phản ứng nhiệt phân
Muối Cacbonat của kim loại kiềm bền với nhiệt.
Muối Cacbonat trung hòa của KL khác, muối Hidrocacbonat dễ bị nhiệt phân.
0

t
 MgO  CO2
MgCO3 
0

t
 Na2CO3  CO2  H2O .
2NaHCO3 
0

t
 CaCO3  CO2  H2O .
Ca(HCO3 )2 

Lưu ý:
Khi đun nóng Ca(HCO3)2 đến khối lượng không đổi, phản ứng sẽ tạo CaO theo
phương trình.
0

t
 CaO  2 CO2  H2O .
Ca(HCO3 )2 

e. Ứng dụng của một số muối cacbonat
Canxi cacbonat (CaCO3) tinh khiết: chất bột nhẹ, màu trắng  làm chất độn trong
cao su, 1 số ngành công nghiệp.
Natri cacbonat (Na2CO3) khan ( Sôđa khan): chất bột màu trắng, tan nhiều trong
nước. Kết tinh trong dung dịch, tách ra ở dạng tinh thể Na2CO3.10H2O  dùng
trong công nghiệp thủy tinh, đồ gốm, bột giặt, …
Natri hidrocacbonat (NaHCO3): tinh thể màu trắng, ít tan trong nước  dùng
trong công nghiệp thực phẩm, y học (thuốc giảm đau dạ dày do thừa axit).

Bài tập áp dụng 1
Hãy điền dấu (+) vào trường hợp nào có phản ứng và dấu (-) vào trường hợp nào không
có phản ứng xảy ra giữa các chất sau đây:
CO (khí)

CO2 (khí)

Na2CO3 (dd)

NaHCO3 (dd)

HCl (dd)
BaCl2 (dd)
Ca(OH)2(dd)

Bài tập áp dụng 2
Tại sao khi bị đau dạ dày ta uống thuốc muối nabica (NaHCO3) vào sẽ bớt đau?


Bài tập áp dụng 3
Cho luồng khí CO dư đi qua 53,8g hỗn hợp Fe3O4, Al2O3 nung nóng đến phản ứng hoàn
toàn, thu được 47,4g chất rắn. Tính khối lượng Fe3O4 có trong hỗn hợp đầu.

Bài tập áp dụng 4
Nhiệt phân hoàn toàn 38,5g hh A gồm Ba(HCO3)2 và NaHCO3 thu được m1 g chất rắn B.
Cho B tác dụng hoàn toàn với dd H2SO4 thu được m2 gam kết tủa trắng và 1,68 lít khí.
Tính các giá trị m1, m2.