碳在高温条件下还原二氧化硅制粗硅时产物为何是 CO 而非 CO2 ?
通过把反应式 SiO2 2C 高温 Si 2CO↑ 和 SiO2(s) 2C(s) =Si(s) 2CO(g) 的相关数据代入Δ G y = Δ H y - T Δ S y 计算就可知。
因反应 SiO2 2C 高温 Si 2CO↑ 的Δ G y = ﹢582.7kJ/mol >0 ,此反应在常温下不能正向进行;
把相关数据代入Δ G y = Δ H y-TΔ S y 计算知,当 T >1767K 时反应就会正向自发进行;
同样把反应 SiO2(s) C(s) = Si(s) CO2(g) 的相关数据代入计算也知,要 T > 2521.42K 时反应才能正向自发进行。
纵观两者反应温度可知其相差 754 ℃,从工业化生产角度来看将 SiO2 跟 C 反应生成 CO 比生成 CO2 要节约成本,生成 CO 才符合工业生产实际。
另外,许多人也认为 C 在高温的情况下会与 CO2 反应生成 CO ,所以即使反应中生成了 CO2 ,也会在高温下与 C 重新反应生成 CO ,故反应体系中不存在 CO2 ,而只有 CO 产生并存在。
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