Bài 15. Cacbon

Chương 3 CACBON - SILIC
Bài 15: CACBON

I. VỊ TRÍ VÀ CẤU HÌNH ELECTRON NGUYÊN TỬ
Vị trí: STT: 6; Chu kì: 2; Nhóm: IVA
Cấu hình electron: 1s22s22p2.
Các số oxi hoá thường gặp: -4, 0, +2, +4
II. Tính chất Vật lý:
Kim cương
Than chì
Fuleren


Tinh thể hình tứ diện

- Không màu, trong suốt
Rất bền và cứng
Không dẫn điện, dẫn nhiệt kém

Tinh thể có cấu trúc lớp
(các lớp liên kết yếu với nhau)

- Xám đen, có ánh kim
Mềm, các lớp dễ tách ra khỏi
nhau.Dẫn điện tốt

Cấu trúc hình cầu rỗng

Gồm nhiều tinh thể nhỏ
(có cấu trúc vô trật tự)

Màu đen xốp
Có khả năng hấp phụ
các chất khí, chất tan

Một số hình ảnh về các dạng thù hình của cacbon
Kim cương
Cacbon vô định hình
Than chì
Fuleren
III. TÍNH CHẤT HOÁ HỌC
Tính khử (đặc trưng)
Khả năng phản ứng của cacbon phụ thuộc vào cấu trúc
các dạng tồn tại của cacbon.
Cấu trúc càng bền khả năng phản ứng càng kém và ngược lại
- Ở nhiệt độ thường cacbon kém hoạt động hoá học (trơ)
- Ở nhiệt độ cao cacbon hoạt động hoá học
- Cacbon thể hiện cả tính khử(chủ yếu) và tính oxi hoá
a) Tác dụng với đơn chất
0 t0 +4
C + O2 CO2
C + S CS2
0 t0 +4
Hãy xác định số oxi hoá của C trước và sau phản ứng. Cho biết vai trò của nó trong phản ứng?
+ Q
+ Q
III. TÍNH CHẤT HOÁ HỌC
1.Tính khử (đặc trưng)
a) Tác dụng với đơn chất
Lưu ý: khí CO2 tác dụng với C ở nhiệt độ cao sinh ra khí CO (khí độc) theo pt:

CO2 + C → 2CO
+4
0
+2
t0
Một số hình ảnh về khí CO2, CO… và tác hại của nó
Cháy rừng
Khí thải động cơ
Khí thải nhà máy
Đốt than tổ ong
Khu rừng sau trận mưa axit
III. TÍNH CHẤT HOÁ HỌC
1.Tính khử (đặc trưng)

b) Tác dụng với hợp chất
C + 4HNO3(đ) → CO2 + 4NO2 + 2H2O
C + 2H2SO4(đ) → CO2 + 2SO2 + 2H2O
0
+4
0
+4
III. TÍNH CHẤT HOÁ HỌC
2. Tính oxi hoá
a) Tác dụng với hiđro
b) Tác dụng với kim loại
C(rắn) + 2H2(khí) → CH4 (khí)
3C + 4Al → Al4C3
0
-4
0
-4
(Khí metan)
(Nhôm cacbua)
t0,xt
t0
Bài tập áp dụng:
Hoàn thành sơ đồ phản ứng sau và cho biết phản ứng nào cacbon thể hiện tính oxi hoá phản ứng nào thể hiện tính khử?
C
CO2
CO
NO2
CH4
Al4C3
SO2
(1)
(2)
(3)
(4)
(5)
(6)
IV. Ứng dụng
Trang sức
Mũi khoan, dao
cắt kính
Bút chì
Mặt nạ
Pin
Luyện kim
V. Trạng thái tự nhiên
Dạng cacbon tự do:
Dạng hợp chất:
Kim cương, than chì
Canxit (CaCO3: Đá vôi; đá phấn; đá hoa)
Magiezit (MgCO3)
Đolomit (CaCO3 và MgCO3)
Than mỏ (Than Antraxit; than mỡ; than nâu, than bùn)
Dầu mỏ
Khí thiên nhiên
Một số khoáng vật của cacbon
Canxit
Đolomit
Magiezit
Giới thiệu một vài mỏ than trong tự nhiên
Mỏ than Núi Béo
Mỏ than ở Quảng Ninh
Khai thác cacbon trong tự nhiên
V. Điều chế
Kim cương nhân tạo
Than chì nhân tạo
Than cốc
Than mỡ
Than mỏ
50 – 100 atm
2000oC
2500 – 3000oC
Lò điện
Lò cốc
1000oC
Gỗ
To
Thiếu không khí
Than gỗ
CH4
To
xt
C + 2 H2
(muội than)
Bài tập thảo luận
Câu 1
Hình ảnh bên là mô hình tinh thể của:
Kim cương
Than chì
Fuleren
Cacbon vô định hình
Câu 2:
Đặc điểm tính chất hoá học nào dưới đây là của cacbon?
Chỉ có tính oxi hoá
Trơ ở nhiệt độ thường; hoạt động hoá học ở nhiệt độ cao
Vừa có tính oxi hoá vừa có tính khử
Cả a và b đúng
Cả b và c đúng
Câu 3:
Phản ứng nào dưới đây chứng tỏ cacbon có tính oxi hoá?
C + O2  CO2
C + 2CuO  Cu + 2CO2
3C + 4Al  Al4C3
C + H2O  CO + H2

Câu 4:
Tính khử của Cacbon thể hiện ở phản ứng nào dưới đây?
C + 2H2  CH4
C + CO2  2CO
3C + 4Al  Al4C3
Cả a và c đúng
Câu 5:
Tên quặng nào dưới đây không chứa cacbon?
Đolonit
Apatit
Magiezit
Canxit
Câu 6:
Than chì nhân tạo được điều chế trực tiếp từ
Than cốc
Than mỡ
Than đá
Kim cương