Chuyên đề Hóa học Lớp 11 - Nhóm Cacbon Silic

NHÓM CACBON – SILIC. A. LÝ THUYẾT

I. KHÁI QUÁT VỀ NHÓM CACBON (NHÓM IVA) Gồm : Cacbon (C), silic (Si), gemani (Ge), thiếc (Sn), chì (Pb). Cấu hình electron lớp ngoài cùng: ns2np2. Số oxi hoá có thể có trong chất vô cơ : -4, 0, +2, +4. Hợp chất với hiđro: RH4 ; hợp chất với oxi : RO và RO2 (Chú ý : CO2, SO2 là oxit axit ; GeO2, SnO2, PbO2 và hiđroxit tương ứng là hợp chất lưỡng tính).

II. CACBON: 1.Tính chất vật lý

 Cacbon ở thể rắn, không tan trong nước, có 4 dạng thù hình : Kim cương (cứng, tinh thể trong suốt); than chì (xám, mềm, dẫn điện); Fuleren (phân tử C60, C70) ; than vô định hình (có tính hấp phụ). 2. Tính chất hóa học a. Tính khử : Cacbon không tác dụng trực tiếp với halogen.

Với oxi : C + O2 CO2 (cháy hoàn toàn)

2C + O2 2CO (cháy không hoàn toàn)

Ở nhiệt độ cao, cacbon lại khử được CO2 thành CO C + CO2 2CO ● Với hợp chất oxi hoá : như oxit kim loại, HNO3, H2SO4 đ, KClO3...

C + 2H2SO4 (đặc) CO2 + 2SO2 + 2H2O

C + 4HNO3 (đặc) CO2 + 4NO2 + 2H2O 2C + SiO2 Si + 2CO. b. Tính oxi hoá

Với hiđro : C + 2H2 CH4 Với kim loại : 4Al + 3C Al4C3 : Nhôm cacbua 3. Điều chế a. Kim cương nhân tạo Điều chế từ than chì ở 2000oC, áp suất từ 50 đến 100.000 atmotphe, xúc tác sắt, crom hay niken. b. Than chì nhân tạo Nung than cốc ở 2500 – 3000oC trong lò điện không có không có không khí. c. Than cốc Nung than mỡ khoảng 1000oC, trong lò cốc, không có không khí. d. Than mỏ Khai thác trực tiếp từ các vỉa than. e. Than gỗ Đốt gỗ trong điều kiện thiếu không khí.

f. Than muội Nhiệt phân metan : CH4 C + 2H2

BÀI TẬP TRẮC NGHIỆM 1. Các nguyên tử thuộc nhóm IVA có cấu hình electron lớp ngoài cùng là :

A. ns2np2. B. ns2 np3. C. ns2np4. D. ns2np5. 2. Kim cương, fuleren, than chì và than vô định hình là các dạng :

A. đồng hình của cacbon. B. đồng vị của cacbon. C. thù hình của cacbon. D. đồng phân của cacbon. 3. Chọn câu trả lời đúng : Trong phản ứng hoá học, cacbon

A. chỉ thể hiện tính khử. B. vừa thể hiện tính khử vừa thể hiện tính oxi hóa. C.chỉ thể hiện tính oxi hoá. D. không thể hiện tính khử và tính oxi hoá. 4. Tính oxi hóa của cacbon thể hiện ở phản ứng :

A. C + O2 CO2 B. C + 2CuO 2Cu + CO

ot 

ot 

ot 

ot 

ot 

ot 

o Ni, 500 C 

ot 

ot , xt 

ot 

ot 

DeThi.edu.vn

C. 3C + 4Al Al4C3 D. C + H2O CO+ H2

5. Tính khử của cacbon thể hiện ở phản ứng :

A. 2C + Ca CaC2 C. C + 2H2 CH4

B. C + CO2 2CO D. 3C + 4Al Al4C3 6. Cho phản ứng :

C + HNO3 (đ) X + Y + H2O. Các chất X và Y là : A. CO và NO. B. CO2 và NO2. C. CO2 và NO. D. CO và NO2. 7. Cacbon phản ứng với tất cả các chất trong dãy nào sau đây ?

A. Na2O, NaOH, HCl. C. Ba(OH)2, Na2CO3, CaCO3. B. Al, HNO3 đặc, KClO3. D. NH4Cl, KOH, AgNO3. 8. Cacbon phản ứng được với nhóm chất nào dưới đây ?

A. Fe2O3, CaO, CO2, HNO3 đặc, H2SO4 đặc. B. CO2, Al2O3, Ca, CaO, HNO3 đặc, H2SO4 đặc. C. Fe2O3, MgO, CO, HNO3, H2SO4 đặc. D. CO2, H2O lạnh, HNO3 đặc, H2SO4 đặc, CaO. 9. Cho các chất : (1) O2 ; (2) CO2 ; (3) H2 ; (4) Fe2O3 ; (5) SiO2 ; (6) HCl ; (7) CaO ; (8) H2SO4 đặc ; (9) HNO3 ; (10) H2O ; (11) KMnO4. Cacbon có thể phản ứng trực tiếp được với bao nhiêu chất ?

A. 12. B. 9. C. 11. D. 10.

III. HỢP CHẤT CỦA CACBON 1. Cacbon monooxit

CTPT : CO (M = 28) ; CTCT: Khí không màu, không mùi, nhẹ hơn không khí, ít tan trong nước, rất độc. CO kém hoạt động ở nhiệt độ thường, hoạt động hơn khi đun nóng. CO là oxit trung tính (oxit không tạo muối ). a. Tính chất hóa học: Hoá tính quan trọng là tính khử ở nhiệt độ cao.

● Với oxi : CO cháy trong oxi với ngọn lửa lam nhạt : 2CO + O2 2CO2 ● Với Clo : có xúc tác than hoạt tính : CO + Cl2 COCl2 (photgen) ● Với oxit kim loại : chỉ với kim loại trung bình và yếu :

Fe2O3 + 3CO 2Fe + 3CO2 CuO + CO Cu + CO2 Lưu ý : CO chỉ khử được oxit của các kim loại từ kẽm trở về cuối dãy hoạt động hóa học của các kim loại.

b. Điều chế:

● Trong phòng thí nghiệm : HCOOH CO + H2O ● Trong công nghiệp : Đốt không hoàn toàn than đá trong không khí khô :

2C + O2 2CO C + O2 CO2 CO2 + C 2CO  Hỗn hợp khí thu được gọi là khí than khô (khí lò …