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7440-44-0 / 碳的相关反应

碳与空气的反应

碳,也称为石墨,燃烧形成气态的碳(IV)氧化物(二氧化碳)。钻石是碳的一种形式,在空气中加热到600-800摄氏度时也可以燃烧.

C(s) + O2(g)→CO2(g)

当空气或氧气供应不足,就会发生一氧化碳(CO)不完全燃烧。

2C(s) + O2(g)→2CO(g)

这种反应很重要。在工业中,将空气通过热焦炭,产生的气体被称为发生炉气,是由一氧化碳(25%)、二氧化碳(4%)、氮气(70%)、少量氢气(H2)、甲烷(CH4)和氧气(O2)组成的混合物。

碳和水的反应

碳,无论是石墨还是金刚石,在正常条件下都不与水反应。在更多的锻造条件下,反应变得重要。在工业中,水经过热焦炭, 产生的气体叫做水煤气,是氢气(H2, 50%),一氧化碳(CO, 40%),二氧化碳(CO2, 5%),氮和甲烷(N2 + CH4, 5%)的混合物。它是化工工业的重要的原料气体。

C + H2O→CO + H2

该反应为吸热反应(ΔH°= +131.3 kJ mol-1;ΔS°= +133.7 J K-1 mol-1),反应过程中焦炭冷却。为了抵消这一影响,用空气代替蒸汽,重新加热焦炭,使其发生进一步的反应。

碳和卤素的反应

碳与氟F2在高温下发生反应,生成四氟化碳和一些六氟乙烷和全氟代戊烷的混合物。

C(s) +过剩F2(g)→CF4(g) + C2F6 + C5F12

在室温下,与氟的反应是复杂的,其中会生成“氟化碳”,是一种非化学计量种,公式为CFx (0.68 < x < 1)。当x较低时,氟化碳呈黑色,当x = 0.9时为银色,当x约为1时为无色。

其他卤素不会与碳反应。

碳与酸的反应

碳与氧化酸热浓硝酸反应生成苯六甲酸,C6(CO2H)6。