1、碳族元素n 第一节 碳n 第二节 硅n 第三节 锗、锡、铅n 习题第一节 碳一 . 碳在自然界中的存在、性质和应用1. 存在 : 单质 : 金刚石 (极少 )、 石墨、煤化合物 : 石油 、 碳酸盐 、 动植物体内、大气 (CO2)碳在自然界中的存在、性质和应用n (1) 同位素 : 12C, 13C, 14C 12C=12 原子量的相对标准碳的原子量为 : 12.000098.892% + 13.003351.108%=12.01114C为放射性元素 , 半衰期为 5685年 . 146C=147N+-考古学经常用 146C的含量推算物质的形成年代(适于 50050000年 )n (2) 同
2、素异形体 : 金刚石 SP3杂 化 硬度最大 石墨 SP2杂化 层状结构 导电碳在自然界中的存在、性质和应用2. 性质 : 碳的还原性 金属氧化物 + C 金属 + CO 冶金工业中的重要原材料3. 应用 : 金刚石 : 钻头 , 首饰 C石墨 (14732973K/1.52109P; Fe,Cr或 Pt) C金刚石石墨 : 电极 , 电刷 , 坩埚 , 铅笔芯 , 润滑剂原子簇 : 正在研究中活性碳 : 面积 1000m2/g, (活性碳纤维 ), 脱色 , 选择性分离 , 催化剂载体 , 防毒面具二 . 碳的氧化物 , 碳酸及其盐1. 一氧化碳 (CO)(1) 结构 :C O:AB A=B
3、 A BCO 键能 (kj/mol) 357.7 798.9 1071.9键能差值 (kj/mol) 441.2 273N2 键能 (kj/mol) 154.8 418.4 941.7键能差值 (kj/mol) 263.6 523.3CO的总键能大于 N2的总键能 ,但 CO比 N2活泼为什么？一氧化碳 (CO)原因 : 1. CO的 :C上的一对电子易与金属氧化物或金属反应 .2. CO中第一个 建的键能比 N2中的小得多 ,易于断裂 .(2) CO制备 :C + O2(不足 ) 燃烧 COHCOOH H2SO4(浓 )/ CO + H2O (实验室 )CO 的 性质a. 加合反应 : Fe
4、(s) + 5CO (g) = Fe(CO)5(l)b. 还原反应 :Fe2O3(s)+3CO(g)= 2Fe(s) + 3CO2(g)CO+ PdCl2 + H2O = Pd黑色 + CO2 + 2HCl检验 CO是否存在除去混合气体中少量 CO, 用 Cu(NH3)2+吸收CO的毒性CO中毒 : 空气中 0.1%体积 CO时 , 即可引起中毒因为 CO与血红蛋白的结合能力比 O2强 ,CO/O2 = 230270解毒 : 注射亚甲基蓝 (C16H18N3ClS), 它和 CO结合力强于血红蛋白CO的 应用应用 : 化工原料 (冶金工业 ), 燃料 (煤气 ),羰基化合物 (Fe(CO)5)产 生水煤气 : C + O2(有限空气 ) 赤热 CO水 煤 气 : C + O2 = CO2 CO2 + C = CO 空气和水蒸气交替通入2C + O2 = 2COC + H2O = CO + H2
