Toptailieu.vn xin giới thiệu sơ lược Lý thuyết Hợp chất của cacbon (Lý thuyết + 35 bài tập có lời giải)Hóa học11 chọn lọc, hay nhất giúp học sinh lớp 11ôn luyện để nắm chắc kiến thức cơ bản và đạt kết quả cao trong các bài thi môn Hóa học.

Mời các bạn đón xem:

Hợp chất của cacbon (Lý thuyết + 35 bài tập có lời giải)

Lý thuyết hợp chất của cacbon

A – CACBON MONOOXIT

I. Cấu tạo phân tử và tính chất vật lí

- Cấu tạo của CO là C ≡ O (trong đó có 1 liên kết thuộc kiểu cho - nhận).

- CO là chất khí, không màu, không mùi, không vị, tan rất ít trong nước và rất bền với nhiệt, hóa lỏng ở -191,5^oC, hóa rắn ở -205,2^oC.

- CO là khí độc vì nó kết hợp với hemoglobin ở trong máu tạo thành hợp chất bền làm cho hemoglobin mất tác dụng vận chuyển khí O₂.

II. Tính chất hóa học

- CO là oxit trung tính (oxit không có khả năng tạo muối) ⇒ không tác dụng với nước, dung dịch bazơ và dung dịch axit ở nhiệt độ thường.

- CO là chất khử mạnh:

+ Tác dụng với các phi kim

Thí dụ:

2CO + O₂$\stackrel{\mathrm{t}°}{\to }$2CO₂ 

CO + Cl₂ → COCl₂ (photgen)

+ CO khử oxit của các kim loại đứng sau Al trong dãy hoạt động hóa học của kim loại (phản ứng xảy ra ở nhiệt độ cao).

Thí dụ:

3CO + Fe₂O₃$\stackrel{\mathrm{t}°}{\to }$3CO₂ + 2Fe

CO + CuO$\stackrel{\mathrm{t}°}{\to }$CO₂ + Cu

Chú ý: Dựa trên các tính chất hóa học này mà CO được ứng dụng để làm nhiên liệu khí, hay dùng trong luyện kim để khử các oxit kim loại.

III. Điều chế

1. Trong phòng thí nghiệm

- Đun nóng axit fomic (HCOOH) khi có mặt H₂SO₄ đặc.

Phương trình hóa học:

HCOOH$\stackrel{{\mathrm{H}}_2{\mathrm{SO}}_4 \mathrm{dac}, \mathrm{t}°}{\to }$CO + H₂O

2. Trong công nghiệp

- Khí CO được điều chế theo hai phương pháp:

+ Cho hơi nước đi qua than nung đỏ:

C + H₂O$\stackrel{-1050°\mathrm{C}}{\rightleftarrows }$CO + H₂

⇒ Hỗn hợp khí tạo thành được gọi là khí than ướt. Ngoài CO (chiếm khoảng 44%), H₂ còn có các khí khác như CO₂, N₂,…

+ Trong các lò gas, thổi không khí qua than nung đỏ:

Ở phần dưới của lò: C + O₂$\stackrel{\mathrm{t}°}{\to }$CO₂↑

Khí CO₂ đi qua lớp than nung đỏ:

CO₂ + C$\stackrel{\mathrm{t}°}{\to }$2CO

⇒ Hỗn hợp khí thu được gọi là khí lò gas (khí than khô). Trong khí lò gas, CO thường chiếm khoảng 25%, ngoài ra còn có CO₂, N₂,…

Hình 1: Sơ đồ lò gas

B – CACBON ĐIOXIT (CO₂)

I. Cấu tạo phân tử và tính chất vật lý

1. Cấu tạo phân tử

- Cấu tạo của CO₂ là O = C = O.

- Phân tử CO₂ có cấu tạo thẳng, không phân cực.

2. Tính chất vật lý

- Là chất khí không màu, nặng gấp 1,5 lần không khí.

- Tan ít trong nước.

- CO₂ khi bị làm lạnh đột ngột chuyển sang trạng thái rắn, gọi là nước đá khô.

- Nước đá khô không nóng chảy mà thăng hoa nên được dùng để làm môi trường lạnh và khô, rất tiện lợi để bảo quản thực phẩm.

Hình 2: Đá khô

Lưu ý: Khi sử dụng đá khô phải đeo gang tay chống lạnh để tránh bị bỏng lạnh khi tiếp xúc với đá khô.

II. Tính chất hóa học

- Khí CO₂ không cháy, không duy trì sự cháy của nhiều chất.

- CO₂ là oxit axit, khi tan trong nước tạo thành axit cacbonic:

CO₂ (k) + H₂O (l) ⇄ H₂CO₃ (dd)

- Ngoài ra, CO₂ còn tác dụng với oxit bazơ và dung dịch kiềm.

Thí dụ:

CaO + CO₂$\stackrel{\mathrm{t}°}{\to }$CaCO₃

NaOH + CO₂→NaHCO₃

2NaOH + CO₂→Na₂CO₃ + H₂O

III. Điều chế

1. Trong phòng thí nghiệm

- CO₂ được điều chế bằng cách cho dung dịch HCl tác dụng với đá vôi.

- Phương trình hóa học:

CaCO₃ + 2HCl→CaCl₂ + CO₂↑ + H₂O

2. Trong công nghiệp

- Khí CO₂ được thu hồi từ quá trình đốt cháy hoàn toàn than để cung cấp năng lượng cho các quá trình sản xuất khác.

C + O₂$\stackrel{\mathrm{t}°}{\to }$CO₂ 

- Ngoài ra, khí CO₂ còn được thu hồi từ quá trình chuyển hóa khí thiên nhiên, các sản phẩm dầu mỏ; quá trình nung vôi; quá trình lên men rượu từ đường glucozơ.

CaCO₃$\stackrel{\mathrm{t}°}{\to }$CaO + CO₂ 

C₆H₁₂O₆$\stackrel{\mathrm{len} \mathrm{men}}{\to }$2CO₂ + 2C₂H₅OH

C – AXIT CACBONIC VÀ MUỐI CACBONAT

I. Axit cacbonic (H₂CO₃)

- Là axit kém bền, chỉ tồn tại trong dung dịch loãng, dễ bị phân hủy thành CO₂ và H₂O.

H2CO­₃$\rightleftarrows$CO2 + H₂O

- Là axit hai nấc:

$$\begin{gathered} {\mathrm{H}}_2{\mathrm{CO}}_3\rightleftarrows {\mathrm{H}}^{+}+{{\mathrm{HCO}}_3}^{-} \\ {{\mathrm{HCO}}_3}^{-}\rightleftarrows {\mathrm{H}}^{+}+{{\mathrm{CO}}_3}^{2-} \end{gathered}$$

II. Muối cacbonat

Là muối của axit cacbonic (gồm muối  và ).

1. Tính tan

- Muối cacbonat của các kim loại kiềm, amoni và đa số muối hiđrocacbonat dễ tan trong nước.

- Muối cacbonat của kim loại khác thì không tan.

2. Tính chất hóa học

a) Tác dụng với axit

Thí dụ:

NaHCO₃+HCl→NaCl+CO₂↑+H₂O

${{\mathrm{HCO}}_3}^{-}$+ H⁺ → CO₂↑ + H₂O

Na₂CO₃+2HCl→2NaCl + CO₂↑ + H₂O

${{\mathrm{CO}}_3}^{2-}$+ 2H⁺ →CO₂↑ + H₂O

b) Tác dụng với dung dịch kiềm

- Các muối hiđrocacbonat tác dụng dễ dàng với dung dịch kiềm.

Thí dụ:

NaHCO₃ + NaOH → Na₂CO₃ + H₂O

${{\mathrm{HCO}}_3}^{-}+{\mathrm{OH}}^{-}\to {{\mathrm{CO}}_3}^{2-}+{\mathrm{H}}_2\mathrm{O}$

c) Phản ứng nhiệt phân

- Muối cacbonat tan không bị nhiệt phân (trừ muối amoni), muối cacbonat không tan bị nhiệt phân:

MgCO₃$\stackrel{\mathrm{t}°}{\to }$MgO + CO₂↑

- Tất cả các muối hiđrocacbonat đều bị nhiệt phân:

2NaHCO₃→Na₂CO₃+CO₂↑+H₂O

Ca(HCO₃)₂→CaCO₃+H₂O+CO₂↑

3. Ứng dụng

- Canxi cacbonat (CaCO₃) tinh khiết là chất bột nhẹ, màu trắng, dùng làm chất độn trong cao su và 1 số ngành công nghiệp.

- Natri cacbonat (Na₂CO₃) khan (sođa khan) là chất bột màu trắng, tan nhiều trong nước. Dùng trong công ngiệp thủy tinh, đồ gốm, bột giặt, …

- Natri hiđrocacbonat (NaHCO₃) là chất tinh thể màu trắng, hơi ít tan trong nước; dùng trong công nghiệp thực phẩm, trong y học dùng làm thuốc giảm đau dạ dày.

Bài tập Hợp chất của cacbon

Câu 1: Nung 13,4g hỗn hợp muối cacbonat của hai kim loại hóa trị II. Sau khi phản ứng xảy ra hoàn toàn thu được 6,8g chất rắn và khí X. Lượng khí X sinh ra cho hấp thụ vào 75 ml dung dịch NaOH 1M. Khối lượng muối khan thu được sau phản ứng là:

A. 4,2g.         

B. 5,8g.         

C. 6,3g.         

D. 6,5g.

Đáp án: C

Câu 2: Sục 1,12 lít CO₂ (đktc) vào 200ml dung dịch Ba(OH)₂ 0,2M. Khối lượng kết tủa thu được là:

A. 5,91g.       

B. 19,7g.       

C. 78,8g.       

D. 98,5g.

Đáp án: A

Câu 3: Để tạo xốp cho một số loại bánh, có thể dùng muối nào sau đây?

A. (NH₄)₃PO₄.

B. NH₄HCO₃.

C. CaCO₃.     

D. NaCl.

Đáp án: B

Câu 4: Khi đun nóng dung dịch canxi hiđrocacbonat thì có kết tủa xuất hiện. Tổng các hệ số tỉ lượng trong phương trình hóa học của phản ứng là:

A. 4.              

B. 5.              

C. 6.              

D. 7.

Đáp án: A

Câu 5: Cặp chất nào sau đây không bị nhiệt phân?

A. CaCO₃, BaCO₃.               

B. Ca(HCO₃)₂, Ba(HCO₃)₂.   

C. Na₂CO₃, K₂CO₃.              

D. NaHCO₃, KHCO₃.

Đáp án: C

Câu 6: Chất khí nào sau đây, được tạo ra từ bình chữa cháy và dùng để sản xuất thuốc giảm đau dạ dày?

A. CO₂.                 

B. N₂.                    

C. CO.                  

D. CH_4.

_{Đáp án: A}

Câu 7: Cho dãy các chất sau: CO₂, CO, SiO₂, NaHCO₃, NH₄Cl. Số chất trong dãy tác dụng với dung dịch NaOH loãng ở nhiệt độ thường là:

A. 2.

B. 3.

C. 4.

D. 5.

_{Đáp án: B}

Câu 8: Cho 5,6 lít CO₂ (đktc) đi qua 164ml dung dịch NaOH 20% (d = 1,22g/ml) thu được dung dịch X. Cô cạn dung dịch X thì thu được khối lượng chất rắn là:

A. 15,5g.       

B. 26,5g.       

C. 31g.          

D. 46,5g.

_{Đáp án: D}

Câu 9: Hấp thụ hoàn toàn 0,16 mol CO₂ vào 2 lít dung dịch Ca(OH)₂ 0,05M được kết tủa X và dung dịch Y. Khi đó khối lượng dung dịch Y so với khối lượng dung dịch Ca(OH)₂ ban đầu sẽ là:

A. tăng 3,04g.

B. tăng 7,04g.

C. giảm 3,04g.

D. giảm 7,04g.

_{Đáp án: A}

Câu 10: Cho luồng khí CO dư đi qua hỗn hợp gồm CuO, Al₂O₃, ZnO, Fe₂O₃, nung nóng, đến khi các phản ứng xảy ra hoàn toàn thu được hỗn hợp rắn có chứa đồng thời

A. Al₂O₃, Zn, Fe, Cu        

B. Al₂O₃, ZnO, Fe, Cu      

C. Al, Zn, Fe, Cu             

D. Cu, Al, ZnO, Fe

_{Đáp án: A}

Câu 11: Hình vẽ sau đây mô tả thí nghiệm điều chế và thu khí Y từ hỗn hợp rắn gồm CaCO₃ và CaSO₃:

Khí Y là

A. CO₂.                            

B. SO₂.                            

C. H₂.                              

D. Cl₂.

_{Đáp án: A}

Câu 11: Dẫn từ từ CO₂ đến dư vào dung dịch Ca(OH)₂, hiện tượng quan sát được là

A. có kết tủa, lượng kết tủa tăng dần, kết tủa không tan.

B. không có hiện tượng gì trong suốt quá trình thực hiện.

C. lúc đầu không thấy hiện tượng, sau đó có kết tủa xuất hiện.

D. có kết tủa, lượng kết tủa tăng dần, sau đó kết tủa tan.

_{Đáp án: D}

Câu 12: Tro thực vật được sử dụng như một loại phân bón cung cấp nguyên tố kali cho cây trồng do chứa muối kali cacbonat. Công thức của kali cacbonat là

A. KCl.

B. KOH.

C. NaCl                           

D. K₂CO₃

_{Đáp án: D}

Câu 13: Chất nào sau đây tác dụng với dung dịch NaHCO₃ sinh ra khí CO₂?

A. NaCl.                          

B. KNO₃.                         

C. KCl.                            

D. HCl.

_{Đáp án: D}

Câu 14: “Nước đá khô” không nóng chảy mà dễ thăng hoa nên được dùng để tạo môi trường lạnh và khô, rất tiện cho việc bảo quản thực phẩm. “Nước đá khô” là

A. SO₂ rắn.               

B. CO₂ rắn.               

C. CO rắn.                

D. H₂O rắn.

_{Đáp án: B}

Câu 15: Hấp thụ hoàn toàn 1,568 lít CO₂ (đktc) vào 500 ml dung dịch NaOH 0,16M thu được dung dịch X. Thêm 250 ml dung dịch Y gồm BaCl₂ 0,16M và Ba(OH)₂ aM vào dung dịch X thu được 3,94g kết tủa và dung dịch Z. Giá trị của a là:

A. 0,015.       

B. 0,02.         

C. 0,03.         

D. 0,04.

_{Đáp án: B}

Câu 16: Hấp thụ toàn bộ 0,3 mol CO₂ vào dung dịch chứa 0,25 mol Ca(OH)₂. Khối lượng dung dịch sau phản ứng tăng hay giảm bao nhiêu gam?

A. tăng 13,2g.

B. tăng 20g.   

C. giảm 6,8g. 

D. giảm 16,8g.

_{Đáp án: C}

Câu 17: Cho 3,36 lít khí CO₂ (đktc) vào dung dịch chứa 500 ml KOH 0,1M và Ba(OH)₂ 0,12M kết thúc phản ứng thu được m gam kết tủa. Giá trị của m là

A. 2,55.                                

B. 3,94.         

C. 1,97.         

D. 4,925.

_{Đáp án: B}

Câu 18: Cho luồng khí CO đi qua ống sứ đựng m gam hỗn hợp X gồm Fe và Fe_xO_y, nung nóng. Sau khi phản ứng xảy ra hoàn toàn, thu được 64 gam chất rắn Y trong ống sứ và 11,2 lít hỗn hợp khí có tỉ khối so với hiđro là 20,4. Giá trị của m là

A. 65,6.

B. 72,0.

C. 70,4.

D. 66,5.

_{Đáp án: C}

Câu 19: Cho 10 gam CaCO₃ vào dung dịch HCl dư, sau khi phản ứng xảy ra hoàn toàn thu được V lít CO₂ (đktc). Giá trị của V là

A. 2,80.                    

B. 2,24.                     

C. 1,12.                    

D. 3,36.

_{Đáp án: B}

Câu 20: Cho khí CO₂ vào lượng dư dung dịch nào sau đây sẽ tạo kết tủa?

A. MgCl₂.                        

B. Ca(OH)₂.                     

C. Ca(HCO₃)₂.                 

D. NaOH.

_{Đáp án: B}

Câu 21: Cho 8,96 lít CO₂ (đktc) sục vào dung dịch chứa 100 ml dung dịch chứa hỗn hợp Ca(OH)₂ 2M và NaOH 1,5M thu được a gam kết tủa và dung dịch X. Đun nóng kĩ dung dịch X thu được thêm b gam kết tủa. Giá trị (a + b) là

A. 5 gam                          

B. 15 gam                        

C. 20 gam                        

D. 40 gam

_{Đáp án: C}

Câu 22: Khí sinh ra trong trường hợp nào sau đây không gây ô nhiễm không khí ?

A. Quá trình đun nấu, đốt lò sưởi trong sinh hoạt.

B. Quá trình quang hợp của cây xanh.

C. Quá trình đốt nhiên liệu trong động cơ ô tô.

D. Quá trình đốt nhiên liệu trong lò cao.

_{Đáp án: B}

Câu 23: Dẫn 8,96 lít khí CO (đktc) qua 13,44 gam hỗn hợp rắn gồm Fe₃O₄, Fe₂O₃ và CuO nung nóng, đến khi phản ứng xảy ra hoàn toàn, thu được m gam rắn X và hỗn hợp khí Y có tỉ khối so với He bằng 9. Giá trị của m là

A. 9,68 gam.                    

B. 10,24 gam.                  

C. 9,86 gam.                    

D. 10,42 gam.

_{Đáp án: B}

Câu 24: Cho 5,6 lít CO₂ (đktc) tan hết trong 200ml dung dịch NaOH nồng độ a M; dung dịch thu được có khả năng tác dụng tối đa 100 ml dung dịch KOH 1M. Giá trị của a là:

A. 0,75.                           

B. 1,5.                             

C. 2.                                

D. 2,5.

_{Đáp án: C}

Câu 25: “Hiệu ứng nhà kính” là hiện tượng Trái Đất ấm dần lên do các bức xạ có bước sóng dài trong vùng hồng ngoại bị khí quyển giữ lại mà không bức xạ ra ngoài vũ trụ. Khí nào dưới đây là nguyên nhân chính gây ra hiệu ứng nhà kính?

 A. CO₂                     

B. CFC                     

C. SO₂                      

D. NO₂

_{Đáp án: A}

Câu 26: Về mùa đông, một số người quen dùng bếp than tổ ong để sưởi ấm ở trong phòng kín dẫn đến bị tử vong. Hỏi khí nào chủ yếu gây nên hiện tượng đó?

A. Cl₂                        

B. CO                       

C. CO₂                      

D. SO_2, Cl₂ và SO₂

_{Đáp án: B}

Câu 27: Để phòng nhiễm độc CO, là khí không màu, không mùi, rất độc người ta dùng chất hấp thụ là

A. đồng(II) oxit và mangan oxit.              

B. đồng(II) oxit và than hoạt tính.

C. than hoạt tính.                                     

D. đồng(II) oxit và magie oxit.

_{Đáp án: B}

Câu 28: CO₂ không cháy và không duy trì sự cháy nhiều chất nên được dùng để dập tắt các đám cháy. Tuy nhiên, CO₂ không dùng để dập tắt đám cháy nào dưới đây?

A. đám cháy do xăng, dầu.                       

B. đám cháy nhà cửa, quần áo.

C. đám cháy do magie hoặc nhôm.           

D. đám cháy do khí ga.

_{Đáp án: C}

Câu 29: Natri cacbonat là hóa chất quan trọng trong công nghiệp thủy tinh, bột giặt, phẩm nhuộm, giấy, sợi. Công thức của natri cacbonat là

A. Na₂CO₃.                   

B. NaHCO₃.                 

C. MgCO₃.                   

D. CaCO₃.

_{Đáp án: A}

Câu 30: Nung CaCO₃ ở nhiệt độ cao, thu được chất khí X. Chất X là

A. CaO.               

B. H₂.                            

C. CO.                 

D. CO₂.

_{Đáp án: D}

Câu 31: Nung 13,4g hỗn hợp muối cacbonat của hai kim loại hóa trị II. Sau khi phản ứng xảy ra hoàn toàn thu được 6,8g chất rắn và khí X. Lượng khí X sinh ra cho hấp thụ vào 75 ml dung dịch NaOH 1M. Khối lượng muối khan thu được sau phản ứng là:

A. 4,2g.         

B. 5,8g.         

C. 6,3g.         

D. 6,5g.

_{Đáp án: C}

Câu 32: Sục 1,12 lít CO₂ (đktc) vào 200ml dung dịch Ba(OH)₂ 0,2M. Khối lượng kết tủa thu được là:

A. 5,91g.       

B. 19,7g.       

C. 78,8g.       

D. 98,5g.

_{Đáp án: A}

Câu 33: Để tạo xốp cho một số loại bánh, có thể dùng muối nào sau đây?

A. (NH₄)₃PO₄.

B. NH₄HCO₃.

C. CaCO₃.     

D. NaCl.

_{Đáp án: B}

Câu 34: Khi đun nóng dung dịch canxi hiđrocacbonat thì có kết tủa xuất hiện. Tổng các hệ số tỉ lượng trong phương trình hóa học của phản ứng là:

A. 4.              

B. 5.              

C. 6.              

D. 7.

_{Đáp án: A}

Câu 35: Cặp chất nào sau đây không bị nhiệt phân?

A. CaCO₃, BaCO₃.               

B. Ca(HCO₃)₂, Ba(HCO₃)₂.   

C. Na₂CO₃, K₂CO₃.              

D. NaHCO₃, KHCO₃. 

Đáp án: C