[Hóa học 11] Tổng hợp lý thuyết và bài tập Cacbon MỚI NHẤT

Cacbon là phi kim quan trọng mà chúng ta sẽ tìm hiểu trong bài học hôm nay. Nội dung bài học sẽ nói về tính chất, trạng thái tự nhiên cũng như ứng dụng và điều chế cacbon. Cùng đi vào bài học ngay nhé!

Bạn đang xem bài viết: Lý thuyết và bài tập Cacbon

Vị trí cấu hình electron nguyên tử của cacbon

• Trong bảng tuần hoàn cacbon ( C )ở ô thứ 6, nhóm IVA, chu kì 2.
• Cấu hình electron : 1s²2s²2p²
• Các số oxi hóa của C là: -4, 0, +2, +4.

Xem thêm: [Hóa học 11] Sự điện li là gì? Phân loại các chất điện li MỚI NHẤT

Tính chất vật lí của cacbon

• C có ba dạng thù hình chính: Kim cương, than chì và cacbon vô định hình.

Tính chất hóa học của cacbon

C vừa thể hiện tính khử vừa thể hiện tính oxi hóa. Tính khử vẫn là chủ yếu của C.

Tính khử

– Tác dụng với oxi:

– Tác dụng với hợp chất:

Ở nhiệt độ cao, C khử được nhiều oxi, nhiều chất oxi hóa khác nhau

Tính oxi hóa

– Tác dụng với hidro:

– Tác dụng với kim loại:

Ứng dụng của cacbon

Phi kim cacbon mà chúng ta học trong chương tình Hóa học 11 có nhiều ứng dụng trong công nghiệp như:

• Kim cương được dùng để đồ trang sức, chế tạo mũi khoan, dao cắt thủy tinh, bột mài,…
• Than chỉ được dùng làm các điện cực, làm nồi để nấu chảy các hợp kim chịu nhiệt, chế tạo chất bôi trơn, bút chì đen,…
• Than cốc được dùng làm chất khử trong luyện kim. Than gỗ dùng để chế tạo thuốc nổ đen, thuốc pháo,…
• Than hoạt tính có khả năng hấp phụ mạnh được dùng làm mặt nạ phòng độc và công nghiệp hóa chất,…

Trạng thái tự nhiên của cabon

• 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 C. Cơ thể động thực vật cũng chứa nhiều hợp chất của C.

Điều chế cacbon

• 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 metan 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.

Bài tập luyện tập

Bài 1: Tính oxi hóa của C thể hiện ở phản ứng nào trong các phản ứng sau?

a. C + O₂ → CO₂

b. C + 2CuO → 2Cu + CO₂

c. 3C + 4 Al → Al₄C₃

d. C + H₂O → CO + H₂

Hướng dẫn:

C thể hiện tính oxi hoá khi số oxi hoá giảm (tác dụng với chất khử) nên đáp án C đúng.

Bài 2: 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 C trong mẫu than đá trên.

Hướng dẫn:

nCO2 = (1,06. 1000)/22,4 = 47,32 (mol)

C     +     O₂     →     CO₂

47,32                 ←     47,32 (mol)

Theo pt: n_C = n_CO2 = 47,32 mol ⇒ m_C = 47,32. 12 = 567,84 g

Vậy % khối lượng của C là:

(567,84/0,6.1000).100% = 94,64%

Tổng kết

Bài học hôm nay đã đi qua các tính chất quan trọng về vật lí, hóa học, trạng thái tự nhiên, ứng dụng… của nguyên tố hóa học cacbon. congthuctoanlyhoa.com hy vọng các bạn đã hiểu rõ nội dung quan trọng này và có thể ứng dụng để làm các bài tập luyện tập nhé! Hẹn gặp lại các bạn trong những bài học sau.