Bài học này trình bày nội dung: Cacbon. Dựa vào cấu trúc SGK hóa học lớp 9, Tech12h sẽ tóm tắt lại hệ thống lý thuyết và hướng dẫn giải các bài tập 1 cách chi tiết, dễ hiểu. Hi vọng rằng, đây sẽ là tài liệu hữu ích giúp các em học tập tốt hơn.
A - KIẾN THỨC TRỌNG TÂM
I.Vị trí, cấu hình electron nguyên tử
- Cấu hình electron của nguyên tử cacbon:1s22s22p2
- Cacbon ở ô thứ 6, nhóm IVA, chu kì 2 tuần bảng tuần hoàn.
- Các số oxi hóa của cacbon: -4, 0, +2 và +4
II.Tính chất vật lí
Cacbon tạo một số dạng thù hình có tính chất vật lí khác nhau:
- Kim cương
- Là chất tinh thể trong suốt, không màu, không dẫn điện, dẫn nhiệt kém.
- Thuộc tinh thể nguyên tử, có cấu trúc tứ diện.
- Than chì
- Là chất tinh thể màu xám đen.
- Có cấu trúc lớp.
- Fuleren
- Gồm các phân tử C60,C70,…
- C60 có cấu trúc hình cầu rỗng, gồm 32 mặt, 60 đỉnh.
III.Tính chất hóa học
Các số oxi hóa của cacbon là -4; 0, +2, +4 nên có tính oxi hóa và tính khử
1.Tính khử
- Tác dụng với oxi: phản ứng tỏa nhiều nhiệt
Ở nhiệt độ cao khử được CO2:
- Tác dụng với hợp chất: HNO3, H2SO4[đặc], KClO3,…
2.Tính oxi hóa
- Tác dụng với hiđro
- Tác dụng với kim loại
IV.Ứng dụng
- Kim cương được dùng làm đồ trang sức, chế tạo mũi khoan, dao cắt thủy tinh, làm bột mày.
- Than chì được dùng làm điện cự, làm nồi 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 luyên kim, để luyện kim loại từ quặng.
- Than gỗ được dùng để chế tạo thuốc nổ đen, thuốc pháo,…
- Than muội được dùng làm chất độn cao su, để sản xuất mực in, xi đánh giầy,…
V.Trạng thái tự nhiên
- Kim cương, than chì tồn tại ở dạng tự do gần như tinh khiết
- Cacbon có trong khoáng vật như canxit, magiezit, thành phần chính của than mỏ, dầu mỏ, khí thiên nhiên.
B. Bài tập và hướng dẫn giải
Câu 1.[Trang 70 SGK]
Tại sao hầu hết các hợp chất của cacbon lại là hợp chất cộng hóa trị ?
Câu 2.[Trang 70 /SGK]
Tính oxi hóa của cacbon thể hiện ở phản ứng nào trong các phản ứng sau?
- C + O2 → CO2
- C + 2CuO → 2Cu + CO2
- 3C + 4Al → Al4C3
- C + H2O → CO + H2
Câu 3.[Trang 70 /SGK]
Tính khử của cacbon thể hiện ở phản ứng nào trong các phản ứng sau?
- 2C + Ca → CaC2
- C + 2H2 → CH4
- C + CO2 → 2CO
- 3C + 4Al → Al4C3
Câu 4.[Trang 70 /SGK]
Lập phương trình hóa học của các phản ứng sau đây:
- H2SO4[đặc] + C →[to] SO2 + CO2 + ?
- HNO3[đặc] + C →[to] NO2 + CO2 + ?
- CaO + C →[to] CaC2 + CO
- SiO2+ C →[to] Si + CO
Câu 5.[Trang 70 /SGK]
Đốt một mẫu than đá [chứa tạp chất không cháy] có khối lượng 0,600kg trong oxi dư, thu được 1,06 m3 [đktc] khí cacbonic. Tính thành phần phần trăm khối lượng của cacbon trong mẫu than đá trên.
Chương 3. CACBON - SILIC Bài 15 : Cacbon Cacbon [C] là nguyên tố ở phân nhóm chính nhóm IV [rvA]. Cacbon có 6 electron; Cấu hình electron: c: Is2 2s2 2p2 Vậy c có 4e lớp ngoài cùng tạo tối đa 4 liên kết cộng hóa tri Cacbon có thể có các số oxi hóa: - 4; 0; +2; +4 Các dạng thù hình: Dạng kim cương. Dạng than chì Fuleren gồm các phân tử Gcb Cto,... Fuleren Go có hình cẩu rỗng, có 32 mặt, 60 đỉnh là 60 nguyên tử cacbon. c có tính khử và tính oxi hóa ° 44 Tính khử: c + o2 ——■> CO2 co2 + c —í—> 2CO c + 4HNƠ3 [đ] -> co2f + 4NO2T + 2H2O Tínhoxihóa: c +2H2—to> CH4 ° to 4A1 + 3C —ĩ—» A14C3 Nhôm cacbua ★ BÀI TẬP: Tại sao hầu hết các hợp chất của cacbon lại là hợp chất cộng hóa trị? Tính oxi hóa cùa cacbon thể hiện ở phản ứng nào trong các phàn ứng sau? c + 02 > CO2 c + 2CuO > 2Cu + co2
- 3C + 4A1 > AI4C3
- c + H2O > CO + H2 Tính khử cùa cacbon thể hiện ờ phản ứng nào trong các phản ứng sau?
- 2C + Ca —> CaC2
- c + 2H2 — —> CH4
- c + co2 — —> 2CO
- 3C + 4A1 -
AI4C3 Lập phương trình hóa học của các phản ứng sau đây: t° H2SO4 [dặc] + c —-—> so2 + co2 + ? HNO3 [dặc] + c 10 > NO2 + CO2 + ? t° CaO + c —-—> CaC2 + co t° SiO2 + c —-—> Si + CO Đốt một mẫu than đá [chứa tạp chất không cháy] có khối lượng 0.600 kg trong oxi dư, thu được 1,06 m3 [đktc] khí cacbonic. Tính thành phần phần trăm khối lượng cúa cacbon trong mẫu than đá trên. HƯỚNG DẲN GIẢI: Hầu hết các hợp chất của cacbon là hợp chẩt cộng hóa trị vì c có 4 electron riêng lẻ ở lớp ngoài cùng tạo tối đa-4 liên kết cộng hóa trị T ính oxi hóa của c thể hiện ở trong phản ứng: 3C + 4A1 > AI4C3 Chọn c. Tính khử của c thể hiện phản ứng: c + co2 > 2CO Ơ!ỌM c. Phương trình hóa học 2H2SO4 [đ] + c —» 2SO2 + co2t + 2H2O 4HNO3 [đ] + c —> 4NO2 + CO2T + 2H2O. CaO + 3C - 200Q°C > CaC2 + co S1O2 + 2C —2CO + Si Phương trình phản ứng: c + o2 ■ t0 ] co2 12kg 22,4 m5 xkg 1,06 m3 x=l|12É = 0,5678[kg] 22,4 5 Thành phần phẩn trăm theo khối lượng của c là: 0,5678.100 _ '— = 94,64% 0,600