Lý thuyết Hợp chất của Cacbon (hay, chi tiết nhất)

---

---

Bài viết Lý thuyết Hợp chất của Cacbon với phương pháp giải chi tiết giúp học sinh ôn tập, biết cách làm bài tập Lý thuyết Hợp chất của Cacbon.

Lý thuyết Hợp chất của Cacbon (hay, chi tiết nhất)

Bài giảng: Bài 16 : Hợp chất của cacbon - Cô Nguyễn Nhàn (Giáo viên VietJack)

I. Cấu tạo phân tử và tính chất vật lí

    - Cấu tạo của CO là C≡O (trong đó có 1 liên kết thuộc kiểu cho - nhận).

    - CO là chất khí, không màu, không mùi, không vị, tan rất ít trong nước và rất bền với nhiệt.

    - CO là khí độc vì nó kết hợp với hemoglobin ở trong máu tạo thành hợp chất bền làm cho hemoglobin mất tác dụng vận chuyển khí O₂.

II. Tính chất hóa học

    - Phân tử CO có liên kết ba bền vững nên ở nhiệt độ thường C rất trơ, chỉ hoạt động trong điều kiện nhiệt độ cao.

    - CO là oxit trung tính không có khả năng tạo muối → không tác dụng với dung dịch bazơ và dung dịch axit ở nhiệt độ thường.

    - CO là chất khử mạnh.

       + Tác dụng với các phi kim:

2CO + O₂ → 2CO₂ (700ºC)

CO + Cl₂ → COCl₂ (photgen)

       + CO khử oxit của các kim loại đứng sau Al trong dãy hoạt động hóa học của kim loại (phản ứng xảy ra ở nhiệt độ cao).

3CO + Fe₂O₃ → 3CO₂ + 2Fe

CO + CuO → CO₂ + Cu

III. Điều chế

    - Trong công nghiệp: Khí CO được điều chế theo hai phương pháp:

        + Khí than ướt

        + Khí lò gas

    - Trong phòng thí nghiệm:

HCOOH → CO + H₂O (H₂SO₄ đặc, tº)

B. Carbon dioxide (CO₂)

I. Cấu tạo phân tử và tính chất vật lý

1. Cấu tạo phân tử

    - Cấu tạo của CO₂ là O=C=O.

2. Tính chất vật lý

    - Là chất khí không màu, nặng gấp 1,5 lần không khí.

    - Tan ít trong nước.

    - CO₂ khi bị làm lạnh đột ngột là thành phần chính của nước đá khô. Nước đá khô không nóng chảy mà thăng hoa nên được dùng để làm môi trường lạnh và khô, rất tiện lợi để bảo quản thực phẩm.

II. Tính chất hóa học

    - Khí CO₂ không cháy, không duy trì sự cháy của nhiều chất.

1. CO₂ là acidic oxide

    - CO₂ tan trong nước tạo thành carbonic acid (là một điaxit rất yếu):

CO₂ (k) + H₂O (l) ⇋ H₂CO₃ (dd)

    - CO₂ tác dụng với basic oxide → muối:

CaO + CO₂ → CaCO₃ (tº)

    - CO₂ tác dụng với dung dịch kiềm → muối + (H₂O)

NaOH + CO₂ → NaHCO₃

2NaOH + CO₂ → Na₂CO₃ + H₂O

    Phản ứng của CO₂ với dung dịch kiềm tạo thành muối nào tuỳ thuộc vào tỉ lệ số mol của 2 chất tham gia phản ứng.

2. CO₂ bền, ở nhiệt độ cao bị nhiệt phân một phần và tác dụng được với các chất khử mạnh

2CO₂ ⇋ 2CO + O₂ (tº)

CO₂ + 2Mg → 2MgO + C

(Đây là nguyên nhân không sử dụng CO₂ để dập tắt các đám cháy kim loại)

CO₂ + C → 2CO

3. CO₂ còn được dùng để sản xuất ure.

CO₂ + 2NH₃ → NH₄O-CO-NH₂ (amoni cacbamat)

NH₄O-CO-NH₂ → H₂O + (NH₂)₂CO (180ºC; 200at)

III. Điều chế

    - Quá trình hô hấp của người và động vật:

C₆H₁₂O₆ + 6O₂ → 6CO₂ + 6H₂O

    - Quá trình lên men bia rượu:

C₆H₁₂O₆ → 2CO₂ + 2C₂H₅OH

    - Quá trình đốt cháy nhiên liệu:

C_xH_y + (x + y/4)O₂ → xCO₂ + y/2 H₂O

    - Trong công nghiệp:

C + O₂ → CO₂ (đốt cháy hoàn toàn than cốc trong không khí)

CaCO₃ → CaO + CO₂ (1000ºC)

    - Trong phòng thí nghiệm:

CaCO₃ + 2HCl → CaCl₂ + CO₂ + H₂O

C. Carbonic acid và muối carbonate

I. Carbonic acid (H₂CO₃)

    - Là axit kém bền, chỉ tồn tại trong dung dịch loãng, dễ bị phân hủy thành CO₂ và H₂O.

    - Là axit hai nấc, trong dung dịch phân li hai nấc.

H₂CO₃ ⇋ H⁺ + HCO₃^-

HCO₃^- ⇋ H⁺ + CO₃^2-

II. Muối Cabonat

    Là muối của carbonic acid (gồm muối CO₃^2- và HCO₃^-).

1. Tính tan

    - Muối carbonate của các kim loại kiềm, amoni và đa số muối hydrocarbon?t đều tan. Muối carbonate của kim loại khác thì không tan.

2. Tính chất hóa học

    - Tính chất hóa học chung của muối:

       + Tác dụng với axit → muối mới + CO₂ + H₂O

NaHCO₃ + HCl → NaCl + CO₂↑ + H₂O

HCO₃^- + H⁺ → CO₂↑ + H₂O

Na₂CO₃ + 2HCl → 2NaCl + CO₂↑ + H₂O

CO₃^2- + 2H⁺ → CO₂↑ + H₂O

    Chú ý:

    Nếu cho H⁺ vào muối tan thì CO₃^2- → HCO₃^- → H₂O + CO₂.

    Nếu cho H⁺ vào muối không tan thì CO₃^2- → CO₂ + H₂O.

       + Tác dụng với dung dịch kiềm → muối mới + bazơ mới.

NaHCO₃ + NaOH → Na₂CO₃ + H₂O

       + Tác dụng với muối → 2 muối mới.

Na₂CO₃ + CaCl₂ → CaCO₃ + 2NaCl

       + Tác dụng với kim loại đứng trước kim loại tạo muối → muối mới + kim loại mới.

Cu(HCO₃)₂ + Mg → Mg(HCO₃)₂ + Cu

    - Phản ứng thủy phân: Muối carbonate của kim loại kiềm bị thủy phân mạnh tạo môi trường kiềm:

Na₂CO₃ → 2Na⁺ + CO₃^2-

CO₃^2- + H₂O ⇋ HCO₃^- + OH^-

    → Trong một số phản ứng trao đổi Na₂CO₃ đóng vai trò như 1 bazơ:

2AlCl₃ + 3Na₂CO₃ + 3H₂O → 2Al(OH)₃ + 6NaCl + 3CO₂

    Chú ý: Muối (NH₄)₂CO₃ có môi trường trung tính.

    - Phản ứng nhiệt phân:

       + Muối carbonate tan không bị nhiệt phân (trừ muối amoni), muối carbonate không tan bị nhiệt phân:

MgCO₃ → MgO + CO₂ (tº)

       + Tất cả các muối hydrocarbon?t đều bị nhiệt phân:

2NaHCO₃ → Na₂CO₃ + CO₂ + H₂O

Ca(HCO₃)₂ → CaCO₃ + H₂O + CO₂

3. Nhận biết

    Cho tác dụng với axit → CO₂

CaCO₃ + 2HCl → CaCl₂ + CO₂ + H₂O

4. Tính chất và ứng dụng của một số muối carbonate

    - Canxi carbonate (CaCO₃) tinh khiết là chất bột nhẹ, màu trắng, dùng làm chất dộn trong cao su và 1 số ngành công nghiệp.

    - Natricarbonate (Na₂CO₃) khan (sođa khan) là chất bột màu trắng, tan nhiều trong nước. Dùng trong công ngiệp thủy tinh, đồ gốm, bột giặt, …

    - Natri hydrocarbon?t (NaHCO₃) là chất tinh thể màu trắng, hơi ít tan trong nước. Dùng trong công nghiệp thực phẩm, trong y học dùng làm thuốc giảm đau dạ dày.

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

• Lý thuyết 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

---

---

---