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碳族元素-碳的含氧化合物(无机化学碳族元素备课笔记)

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碳族元素-碳的含氧化合物(无机化学碳族元素备课笔记)_第1页
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精选优质文档-----倾情为你奉上1、 碳的含氧化合物(1) CO:分子轨道表示式(σ)2(σ)2(σ)2(σ)2(π)2(π)2(σ)2①CO是一种无色无味的气体,不与水作用,属于中性氧化物CO可与血液中的血红素结合生成羰基化合物,使血液失去运送氧的功能,因此CO对动物是有剧毒的②性质:a、还原性 CO可以还原溶液中的PdCl2,将CO通入PdCl2溶液立即生成黑色沉淀 CO+ PdCl2+ H2OCO2+2HCl+Pd↓此反应十分灵敏,常用于CO的定性检验 CO为冶金工业上的重要还原剂它在高温下可以使许多金属氧化物还原,用于金属工业制备例:Fe2O3 + 3CO = 2Fe + 3CO2b、配合性CO作为一种配体,能与许多过渡金属结合生成羰基配合物,如Fe(CO)5、Ni(CO)4、Co2(CO)8等,这些羰基配合物的生成、分离、加热分解是分解制备这些高纯金属的方法之一Fe+5CO[ Fe(CO)5]羰基配合物一般是剧毒的CO与CuCl的酸性溶液的反应进行得很完全,可以用来定量吸收CO:CO+CuCl+2 H2OCu(CO)Cl·2 H2O ③制备:a、 工业制备:高温下炭与水蒸气的反应,或炭的不完全燃烧 高温C+ H2O(g)H2+CO2C+O22COb、实验室制备:用浓硫酸使甲酸脱水制得少量CO 浓H2SO4HCOOHCO↑+ H2O 将草酸晶体与浓硫酸共热,将生成的混合气体通过固体NaOH,吸收掉CO2和少量的水汽得到纯净的CO: H2C2O4 CO2↑+CO↑+ H2O(2) CO2 ①常温常压下无色无味气体,无毒,但大量的CO2可令人窒息。

空气中CO2体积分数为0.03%,人呼出的气体中CO2的体积分数约为4%微溶于水(1∶1),常温下饱和CO2溶液浓度为0.03-0.04 mol·dm-3CO2在5.2atm、-56.6℃时冷凝为雪花状的固体,称为干冰干冰易升华,常用作制冷剂CO2是工业上生产NaHCO3和NH4HCO3等的重要原料CO2不助燃,可用于灭火,但是不能扑灭燃烧的Mg:CO2+2Mg=2MgO+C在CO2分子中,C原子以2个sp杂化轨道分别与2个O原子生成2个σ共价键,它的2个未参加杂化的p轨道分别与2个O原子的对称性相同的2个P轨道形成2个大π键②性质:CO2+Ca(OH)2H2O+ CaCO3↓ 用于检验CO2 CO2+2Mg2MgO+C③制备:a、 工业制备:工业煅烧石灰石生产石灰过程中有CO2生成 高温CaCO3CaO+CO2↑b、 实验室:CaCO3+2HClCaCl2+CO2↑+H2O(3)碳酸及其盐①碳酸CO2和水反应生成碳酸H2CO3,在H2CO3分子中,中心碳原子采取sp2杂化,与端O之间形成一个σ键和一个π键,与两个羟基O之间各形成一个σ键H2CO3分子呈平面三角形。

OH O C OH 人们习惯把CO2水溶液称为碳酸,实际上CO2在水中主要存在形式为水合分子,只有极少部分生成H2CO3碳酸很不稳定,只能存在于水溶液中 CO2 + H2O H2CO3 K=1.8×10-3 H2CO3 H++HCO Ka=2.4×10-4 若假定水中的CO2全部转化为,则H2CO3的电离常数为K1=4.3×10-7,K2=4.8 ×10 -11,碳酸是一种中强酸但通常情况下,水合CO2与H2CO3的浓度比约为600,CO2的水溶液仅显弱酸性(pH≈4)所以通常将碳酸看作是弱酸 ② 碳酸盐:在CO中,中心碳原子采取sp2杂化,与三个氧原子分别形成σ键,CO呈平面三角形构型在垂直于离子所在的平面上,中心碳原子未参加杂化的p轨道,3个氧原子各有一个垂直于离子所在平面的p轨道,所以CO中存在一个大π键。

a、溶解性碳酸正盐中除碱金属(Li除外),铵及铊(Tl+)盐外,均难溶于水,但难溶的正盐其酸式盐溶解度较大,易溶的正盐其酸式盐的溶解度反而小,如Ca(HCO3)2比CaCO3易溶(其原因可归结为:CaCO3的解离必须克服+2价的离子与-2价离子之间的引力,而Ca(HCO3)2的解离只需克服+2价离子与-1价离子之间的引力),而NaHCO3比Na2CO3溶解度小(原因可以解释为HCO之间由于存在氢键而缔合成相对分子质量较大的酸根造成的)b、稳定性碳酸盐热稳定性相对较低,阳离子的极化性和变形性越大,碳酸盐热稳定性越低如Na2CO3>MgCO3>Al2(CO3)3 ,BeCO3<MgCO3<CaCO3<SrCO3<BaCO3,正盐的稳定性比酸式盐高碳酸盐均易水解,如NaHCO3水溶液的PH≈8.3,Na2CO3水溶液的PH≈11.63,显强碱性,因此Na2CO3称为“纯碱”酸式盐NaHCO3又称小苏打,受热易分解专心---专注---专业。

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