Из метана получить угарный газ уравнение (4 видео)

Оксид углерода (II)

Содержание

Оксид углерода (II)
Строение молекулы и физические свойства
Способы получения
Химические свойства
Соединения углерода
Монооксид углерода (угарный газ)
Диоксид углерода (углекислый газ)
Угольная кислота и карбонаты
При недостаточном количестве кислорода метан может вступать в реакцию с кислородом с образованием не углекислого газа CO2, а угарного газа CO. Приведите уравнение этой химической реакции.
💡 Видео

Оксид углерода (II)

Строение молекулы и физические свойства

Оксид углерода (II) («угарный газ») – это газ без цвета и запаха. Сильный яд. Небольшая концентрация угарного газа в воздухе может вызвать сонливость и головокружение. Большие концентрации угарного газа вызывают удушье.

Строение молекулы оксида углерода (II) – линейное. Между атомами углерода и кислорода образуется тройная связь, за счет дополнительной донорно-акцепторной связи:

Способы получения

В лаборатории угарный газ можно получить действием концентрированной серной кислоты на муравьиную или щавелевую кислоты:

НСООН → CO + H₂O

В промышленности угарный газ получают в газогенераторах при пропускании воздуха через раскаленный уголь:

CO₂ + C → 2CO

Еще один важный промышленный способ получения угарного газа — паровая конверсия метана. При взаимодействии перегретого водяного пара с метаном образуется угарный газ и водород:

Также возможна паровая конверсия угля:

C 0 + H₂ + O → C +2 O + H₂ 0

Угарный газ в промышленности также можно получать неполным окислением метана:

Химические свойства

Оксид углерода (II) – несолеобразующий оксид . За счет углерода со степенью окисления +2 проявляет восстановительные свойства.

1. Угарный газ горит в атмосфере кислорода . Пламя окрашено в синий цвет:

2. Оксид углерода (II) окисляется хлором в присутствии катализатора или под действием света с образованием фосгена. Фосген – ядовитый газ.

3. Угарный газ взаимодействует с водородом при повышенном давлении . Смесь угарного газа и водорода называется синтез-газ. В зависимости от условий из синтез-газа можно получить метанол, метан, или другие углеводороды.

Например , под давлением больше 20 атмосфер, при температуре 350°C и под действием катализатора угарный газ реагирует с водородом с образованием метанола:

4. Под давлением оксид углерода (II) реагирует с щелочами. При этом образуется формиат – соль муравьиной кислоты.

Например , угарный газ реагирует с гидроксидом натрия с образованием формиата натрия:

CO + NaOH → HCOONa

5. Оксид углерода (II) восстанавливает металлы из оксидов .

Например , оксид углерода (II) реагирует с оксидом железа (III) с образованием железа и углекислого газа:

Оксиды меди (II) и никеля (II) также восстанавливаются угарным газом:

СО + CuO → Cu + CO₂

СО + NiO → Ni + CO₂

6. Угарный газ окисляется и другими сильными окислителями до углекислого газа или карбонатов.

Например , пероксидом натрия:

Видео:Датчик СО - тестируем на бензиновом генераторе! Датчик угарного газа бытовой Fuers JKD6021RFСкачать

Соединения углерода

Видео:Химические свойства алканов. 1 часть. 10 класс.Скачать

Монооксид углерода (угарный газ)

Способы получения угарного газа

В промышленности угарный газ получают:

при пропускании воздуха через раскаленный уголь:

паровая конверсия метана – взаимодействие перегретого водяного пара (температура – 800-900ºС) с метаном. В качестве катализаторов используют Ni, MgO, Al₂O₃:

взаимодействие метана с углекислым газом (температура – 800-900ºС, кат. – Ni, MgO, Al₂O₃):

горение углерода в недостатке кислорода (неполное окисление углерода):

неполное окислениеметана:

В лаборатории угарный газ можно получить:

Нагреванием муравьиной кислоты в присутствии концентрированной серной кислоты:

Нагреванием щавелевой кислоты в присутствии концентрированной серной кислоты:

Химические свойства угарного газа

СО – несолеобразующий оксид

Формально СО можно рассматривать как ангидрид муравьиной кислоты, т.к. он образуется при дегидратации муравьиной кислоты:

А также образование формиата натрия в реакции с гидроксидом натрия при высоком давлении:

CO + NaOH → HCOONa

Однако при обычных условиях он не вступает в реакции с водой, кислотами и щелочами, поэтому относится к типу несолеобразующих оксидов.

Является сильным восстановителем, поэтому реагирует с окислителями:

Горит синим пламенем в атмосфере кислорода:

Окисляется хлором в присутствии катализатора или под действием света с образованием ядовитого газа фосгена:

Окисляется другими сильными окислителями до углекислого газа или карбонатов:

Восстанавливает металлы

СО + CuO → Cu + CO₂

СО + NiO → Ni + CO₂

Восстановление водорода из воды в присутствии катализатора Fe, Cr при температуре 400-500 ºС:

Восстановление некоторых благородных металлов из солей:

Взаимодействие с водородом при повышенном давлении. Из синтез-газа (смеси угарного газа и водорода) при определенных условиях (P, T, kt) можно получить метанол, метан, или другие углеводороды:

Образование карбонилов металлов при нагревании:

Образование карбоксигемоглобина при связывании угарного газа с гемоглобином крови подобно кислороду:

Этим свойством СО и объясняется его высокая токсичность для организма человека.

Видео:Угарный газСкачать

Диоксид углерода (углекислый газ)

Способы получения углекислого газа

CO₂ – Конечный продукт окисления органических веществ в клетках аэробных организмов

Образуется при действии сильных кислот на карбонаты (растворимые и нерастворимые)и гидрокарбонаты металлов:

При взаимодействии растворимых карбонатов с растворимыми солями алюминия, железа (III) и хрома (III), которые необратимо гидролизуются в водном растворе:

При термическом разложении нерастворимых карбонатов и при разложении растворимых гидрокарбонатов:

При сжигании всех видов топлив:

При спиртовом брожении глюкозы под действием ферментов:

Химические свойства углекислого газа

Углекислый газ — типичный кислотный оксид. Проявляет слабые окислительные свойства

Качественная реакция на углекислый газ — помутнение известковой воды:

Взаимодействует с водой, но реакция сильно обратима, и с водой соединяется лишь 1% молекул угольной кислоты:

С основными оксидами и сильными основаниями (щелочами), с образованием карбонатов или гидрокарбонатов. При этом возможно образование как кислых, так и средних солей:

С карбонатами, с образованием гидрокарбонатов:

С водными растворами солей, образованными кислотами, слабее угольной (очень слабые кислоты):

С некоторыми восстановителями:

2Мg + CO₂ → C + 2MgO

Внимание! Магний горит в атмосфере углекислого газа, поэтому горящий магний нельзя тушить углекислотными огнетушителями.

В листьях растений на свету из CO₂ и H₂O образуются углеводы и кислород:

С пероксидом натрия, с образованием карбоната натрия:

Синтез карбамида (мочевины):

Получение питьевой соды по методу Сольвэ:

Видео:Получение метана из углекислого газа и водородаСкачать

Угольная кислота и карбонаты

Химические свойства угольной кислоты и карбонатов

Угольная кислота – слабая двухосновная кислота

Угольная кислота существует только в водном растворе, где количество ее молекул и анионов в сотни раз меньше, чем количество растворенных молекул углекислого газа CO₂

Диссоциирует по 2-м ступеням с образованием гидрокарбонат- и карбонат ионов:

H₂CO₃ как индивидуальное соединение неустойчиво и не имеет практического значения, но ее соли устойчивы и нашли широкое применение.

Растворимыми являются карбонаты щелочных металлов

Все карбонаты, кроме карбонатов щелочных металлов и аммония при нагревании (более 900ºС) разлагаются до оксида металла и оксида углерода (IV):

Карбонат аммония при нагревании разлагается иначе:

Качественной реакцией является взаимодействие с кислотами является на ионы СО₃ 2─ и НСО₃ − в результате которой происходит выделение СО₂:

при взаимодействии с разбавленными растворами соляной или серной кислот происходит выделение углекислого газа, который затем пропускают через раствор известковой воды. При этом наблюдается помутнение раствора:

При дальнейшем пропускании раствор вновь становится прозрачным, помутнение исчезает:

Переход в гидрокарбонаты при пропускании CO₂ через растворы карбонатов или постепенном добавлении кислот:

Гидрокарбонаты все, кроме NaНCO₃ легко растворяются в воде. Водные растворы также имеют щелочную реакцию вследствие гидролиза:

при нагревании гидрокарбонаты переходят в карбонаты или гидроксиды:

Видео:Химия 9 класс (Урок№18 - Угарный газ. Углекислый газ.)Скачать

При недостаточном количестве кислорода метан может вступать в реакцию с кислородом с образованием не углекислого газа CO₂, а угарного газа CO. Приведите уравнение этой химической реакции.

В левой и правой частях схемы количество атомов углерода одинаково. Уравниваем водород:
CH₄ + O₂ → CO + 2H₂O

Теперь видим, что слева у нас два атома кислорода, а справа – три. Наименьшее кратное равно 6. Ставим 6 атомов кислорода в левой части:
CH₄ + 3O₂ → CO + 2H₂O

Теперь уравниваем кислород в правой части:
CH₄ + 3O₂ → 2CO + 4H₂O

Наконец, уравниваем число атомов углерода и водорода в левой части:
2CH₄ + 3O₂ = 2CO + 4H₂O