Tính chất của Cacbon (C): Tính chất hóa học, vật lí, Điều chế, Ứng dụng chi tiết nhất

---

---

Bài viết Tính chất của Cacbon (C): Tính chất hóa học, vật lí, Điều chế, Ứng dụng với phương pháp giải chi tiết giúp học sinh ôn tập, biết cách làm bài tập Tính chất của Cacbon (C): Tính chất hóa học, vật lí, Điều chế, Ứng dụng.

Cacbon

Bài giảng: Bài 15 : Cacbon - Cô Nguyễn Nhàn (Giáo viên VietJack)

I. Vị trí cấu tạo và tính chất vật lý

1. Vị trí - Cấu hình electron nguyên tử

    - Cacbon ở ô thứ 6, chu kỳ 2, nhóm IVA của bảng tuần hoàn.

    - Cấu hình e: 1s²2s²2p². C có 4 electron lớp ngoài cùng.

    - Các số oxi hóa của C là: -4, 0, +2, +4.

2. Tính chất vật lý

    - C có ba dạng thù hình chính: Kim cương, than chì và fuleren.

    - Kim cương là chất tinh thể trong suốt, không màu, không dẫn điện, dẫn nhiệt kém. Kim cương có cấu trúc tinh thể nguyên tử và cứng nhất trong tất cả các chất.

    - Than chì là tinh thể màu xám đen, có ánh kim, dẫn điện tốt nhưng kém kim loại. Tinh thể than chì có cấu trúc lớp.

II. Tính chất hóa học

    - Trong các dạng tồn tại của C, C vô định hình hoạt động hơn cả về mặt hóa học.

    - Trong các phản ứng hóa học C thể hiện hai tính chất: Tính oxi hóa và tính khử. Tuy nhiên tính khử vẫn là chủ yếu của C.

    a. Tính khử

    - Tác dụng với oxi

    Ở nhiệt độ cao C lại khử CO₂ theo phản ứng:

    - Tác dụng với oxit kim loại:

       + C khử được oxit của các kim loại đứng sau Al trong dãy hoạt động hóa học của kim loại:

CuO + C → Cu + CO (tº)

Fe₂O₃ + 3C → 2Fe + 3CO (tº)

       + Với CaO và Al₂O₃:

CaO + 3C → CaC₂ + CO (trong lò điện)

2Al₂O₃ + 9C → Al₄C₃ + 6CO (2000ºC)

    - Tác dụng với các chất oxi hóa mạnh thường gặp H₂SO₄ đặc, HNO₃, KNO₃, KClO₃, K₂Cr₂O₇, ... trong các phản ứng này, C bị oxi hóa đến mức +4 (CO₂).

C + 2H₂SO₄ đặc → CO₂ + 2SO₂ + 2H₂O (tº)

C + 4HNO₃ đặc → CO₂ + 4NO₂ + 2H₂O (tº)

C + 4KNO₃ → 2K₂O + CO₂ + 4NO₂ (tº)

    - Khi nhiệt độ cao, C tác dụng được với hơi nước:

C + H₂O → CO + H₂ (1000ºC)

C + 2H₂O → CO₂ + 2H₂

    b. Tính oxi hóa

    - Tác dụng với hidro

    - Tác dụng với kim loại

III. Trạng thái tự nhiên

    - Kim cương và than chì là cacbon ở dạng tự do gần như tinh khiết.

    - Cacbon còn có trong các khoáng vật như canxit (đá vôi, đá hoa, đá phấn đều chứa CaCO₃), magiezit (MgCO₃), đolomit (CaCO₃.MgCO₃). Dầu mỏ, khí thiên nhiên là hỗn hợp của các chất khác nhau chứa cacbon. Cơ thể động thực vật cũng chứa nhiều hợp chất của cacbon.

IV. Ứng dụng và điều chế

1. Ứng dụng

    - Kim cương được dùng làm đồ trang sức. Trong kĩ thuật, kim cương được dùng làm mũi khoan, dao cắt thuỷ tinh, bột mài.

    - Than chì được dùng làm điện cực; làm nồi, chén để nấu chảy các hợp kim chịu nhiệt; chế tạo chất bôi trơn; làm bút chì đen.

    - Than cốc được dùng làm chất khử trong luyện kim để luyện kim loại từ quặng.

    - Than gỗ được dùng để chế thuốc nổ đen, thuốc pháo, chất hấp phụ.

    - Than muội được dùng làm chất độn khi lưu hoá cao su, để sản xuất mực in, xi đánh giày.

2. Điều chế

    - Kim cương nhân tạo được điều chế bằng cách nung than chì ở 2000^oC, p từ 50 - 100 nghìn atm, xúc tác là Fe, Cr, Ni.

    - Than chì nhân tạo được điều chế bằng cách nung than cốc ở 2500 - 3000^oC trong lò điện, không có không khí.

    - Than cốc được điều chế bằng cách nung than mỡ khoảng 1000^oC trong lò cốc, không có không khí.

    - Than gỗ được tạo nên khi đốt cháy gỗ trong điều kiện thiếu không khí.

    - Than muội được tạo nên khi nhiệt phân methane ở điều kiện nhiệt độ và xúc tác thích hợp.

    - Than mỏ được khai thác trực tiếp từ các vỉa than nằm sâu dưới mặt đất.

Xem thêm các phần Lý thuyết Hóa học lớp 11 ôn thi Tốt nghiệp THPT hay khác:

• Lý thuyết Hợp chất của Cacbon
• Lý thuyết Silic và hợp chất của Silic
• Lý thuyết Công nghiệp silicat
• Lý thuyết tính chất hóa học của cacbon, silic và hợp chất của chúng
• Dạng 1: Bài tập lý thuyết về tính chất hóa học của Cacbon, Silic
• Dạng 2: Bài tập CO₂ tác dụng với dung dịch kiềm
• Dạng 3: Bài toán khử oxit kim loại bằng C và CO

---

---

---