Hcoona степень окисления углерода: Установите соответствие между формулой соли и степенью окисления углерода в ней. ФОРМУЛА СОЛИ А) K2CO3 Б) Ca(HCO3)2 В) HCOONa Г) NaHC2O4 СТЕПЕНЬ ОКИСЛЕНИЯ УГЛЕРОДА 1) -4 2) -2 3) 0 4) +2 5) +3 6) +4

Содержание

5.1. Свойства углерода и его соединений . Сборник основных формул по химии для ВУЗов

Характерные степени окисления углерода, электронные формулы соответствующих ионов, химические свойства и примеры соединений приведены в таблице.

Свойства углерода

2С + O₂(недостаток) ?t? 2CO

С + O₂(избыток) ?t? CO₂

С + CO₂ ?t? 2CO

С + CuO ?t? Cu + CO

4С + Fe₃O₄ ?t? 3Fe + 4CO

ЗС + СаО ?t? СаС₂ + CO

2С + Са ?t? СаС₂

ЗС + 4Al ?t? Al₄С₃

С + 4НNO₃(конц.) ?t? CO₂ + 4NO₂ + 2Н₂O

Свойства оксида углерода (II) – угарного газа

2CO + O₂ ?t? 2CO₂

ЗCO + Fe

2O₃ ?t? 2Fe + ЗCO₂

CO + CuO ?t? Cu + CO₂

CO + H₂O ?t, катализатор? CO₂ + Н₂

CO + NaOH ?t, p? HCOONa

Свойства оксида углерода(IV) – углекислого газа

CaCO₃ + 2HCl = CaCl₂ + Н₂O + CO₂?

CaCO₃ ?t? СаО + CO₂

CO₂ + Н₂O ? Н₂CO₃ ? H⁺ + HCO₃? ? 2Н⁺ + CO₃^2-

CO₂ + Са(OH)₂ = CaCO₃? + Н₂O

CO₂ + Н₂O + CaCO₃? = Са(HCO₃)₂

CO₂ + 2Mg ?t? С + 2MgO

Свойства карбонатов и гидрокарбонатов

NaOH + CO₂ = NaHCO₃

2NaOH + CO₂ = Na₂CO₃ + H₂O

Са(HCO₃)₂ ?100 °C? CaCO₃? + Н₂O + CO₂?

CaCO₃?1000 °C? СаО + CO₂

2NaHCO₃ ?t? Na₂CO₃+ Н₂O + CO₂?

NaHCO₃+ CH₃COOH = CH₃COONa + Н₂O + CO₂?

CaCO₃ + Н₂O + CO₂ = Са(HCO₃)₂

Са(HCO₃)₂ + Са(OH)₂ = CaCO₃? + 2Н₂O

Na₂CO₃ + H₂O ? NaHCO₃ + NaOH

NaHCO₃ + (Н₂O) ? NaOH + (Н₂O) + CO₂

Свойства карбидов

СаС₂ + 2Н₂O = Са(OH)₂ + С₂Н₂

Al₄С₃ + 12HCl = 4AlCl₃ + ЗCH₄

Кислородные соединения углерода

Монооксид углерода

СО — оксид углерода (II), угарный газ. В молекуле СО существует тройная связь. Две из трех связей образованы по обменному механизму, а одна — по донорно-акцепторному.

Это самая прочная из всех двухатомных молекул (энергия связи 1069 кДж/моль), поэтому СО является химически малоактивным веществом.

Наличие неподеленных электронных пар у атомов углерода и кислорода обусловливает возможность образования прочных комплексных соединений с d-элементами

Физические свойства

При обычной температуре СО — бесцветный газ, без запаха, очень плохо растворяется в воде, лучше — в спирте.

Монооксид углерода — ядовитый газ, разрушает комплекс гемоглобина с кислородом.

Способы получения

1. Промышленные:

С + H₂O → CO + Н₂

СН₄ + Н₂О → СО + ЗН₂

СН₄ + СО₂ → 2СО + 2Н₂ В качестве катализаторов используют Ni, MgO, Al₂О₃.

2СН₄ + 3О₂ → 2СО + 4Н₂О

2С + О₂ = 2СО (горение угля в недостатке О₂)

2. Лабораторные:

HCOOH → CО + Н₂О

Н₂С₂O₄ → CО + CО₂+ Н₂О

Химические свойства

При обычных условиях не реагирует с водой, кислотами, щелочами, поэтому относится к типу несо леобразующих оксидов. Однако формально его можно рассматривать как ангидрид муравьиной кислоты. Основанием для этого является его образование при дегидратации НСООН (см. выше), а также получение формиата натрия при пропускании СО через концентрированный раствор NaOH под высоким давлением:

СО + NaOH → HCOONa формиат натрия

1. Взаимодействие с кислородом и галогенами:

2СО + О₂ = 2СО₂

СО + Cl₂ = COCl₂ фосген

2. Восстановление металлов из их оксидов (реакции осуществляются при Т — 300—1500°С):

2СО + SnО₂ → Sn + 2СО₂

4СО + Fe₃O₄ → 3Fe + 4CО₂

3. Восстановление водорода из воды:

СО + Н₂О = Н₂ + CО₂

Эта реакция в присутствии катализаторов, содержащих Pt или Pd, происходит при обычной температуре, что используется для удаления СО из выхлопных газов автомобилей.

4. Восстановление некоторых благородных металлов из солей (при комнатной Т):

СО + PdCl₂ + Н₂О = Pd↓ + СО₂↑ + 2HCl

1. Синтез метанола СО + 2Н₂ → СН₃ОН

2. Синтез метана и его гомологов: СО + 3Н₂ → CН₄ + Н₂О

nCO + (2n + 1)H₂ → С_nН_2n + nН₂O

Молекулы СО довольно легко присоединяются к атомам некоторых d-металлов. В образовании донорно-акцепторных связей участвуют неподеленные электронные пары атомов углерода в молекулах СО и свободные орбитали атомов металлов:

4СО + Ni = [Ni(CO)₄] тетракарбонил никеля

5СО + Fe = [Fe(CO)₅] пентакарбонил железа

СО связывается с ионами Fe²⁺ в гемоглобине (НЬ) подобно О₂. Сродство НЬ человека к СО более чем в 200 раз превышает сродство к О₂, поэтому СО способен вытеснять О₂ из оксигемоглобина НЬО

НЬО₂ + СО → НbСО + О₂

Этим и объясняется высокая токсичность угарного газа.

Диоксид углерода

СО₂ — оксид углерода (IV), углекислый газ, угольный ангидрид, диоксид углерода. В молекуле СО₂ атом углерода связан полярными ковалентными связями с двумя атомами кислорода: O=С=O. Молекула имеет симметричное линейное строение, вследствие чего в целом неполярна (дипольный момент равен O).