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1、二氧化硅和碳反应能得到二氧化碳吗二氧化硅和碳反应能得到二氧化碳吗 绍兴一中分校吴文中 已知298K时由石墨生成金刚石反应的H=1.895KJ/mol 即：C= C；H=1.895KJ/mol 说明石墨比金刚石更稳定，石墨能量更低。 又知：金刚石中C-C的键能为347KJ/mol 设石墨中的碳碳键键能(x)，则：1.5x+1.9=2*347得：x=461.4 显然，石墨中的碳碳键键大于金刚石中的碳碳键键能，因此，石墨比金刚石的熔点更高。 据说，他们的沸点几乎一样 以上计算只是为了得到石墨中的碳碳键的键能。 1molCO的键能为1072kJ/mol 1molCO2的键能为1500 kJ/mol 1
2、molSiO2的键能1840 kJ/mol 1molSi的键能352 kJ/mol 所以：SiO2+2C=Si+2CO,H=728.2kJ/mol 所以：SiO2+C=Si+CO2,H=680kJ/mol 从焓变的角度看，以上都不能自发。 注意：实际上，SiO2(s)+2C(s)=Si(s)+2CO(g) ；H=+682.44 kJmol-1， 类推得SiO2+C=Si+CO2,H=642kJ/mol 由于查不到确切的键能，暂时用以上数据。 因此以上反应和是否能自发取决于两个反应的熵变。 显然，前者的熵变远远大于后者的熵变。 已知：SiO2+2C=Si+2CO该反应的最低温度为1000左右 依
3、据G =H-TS，可以算出该反应的熵变大约为536Jmol-1K-1 依据熵变的基本概念，SiO2+C=Si+CO2的熵变大约为268 mol-1K-1 因此依据G =H-TS 计算：SiO2+C=Si+CO2能发生的最低温度为：2122。 但是在2122时，二氧化硅已经变为液体，该反应的熵变变小了，则需要更高的温度。 由二氧化硅变为硅的熵变也是减少了,说明反应的熵变也许更小，因为气体的变化，熵变是最大的。 这个高温也许很高，高到了人类无法接受。 说明：以上计算或者问题很多，但是，至少可以说明，假如反应能发生，需要的温度是非常高的。实验证明该反应发生与否已经没有任何意义了。 或许反应是能自发的
4、，只是需要的温度很高而已。 这是笔者的结论，可惜许多数据不完整，计算欠缺，无法精确计算。 我们甚至可以说，SiO2+C=Si+CO2是可以发生的，只是无意义而已。 当然，这个反应不能发生也许可能是动力学问题。 注：同一类物质，摩尔质量越大，结构越复杂，熵值越大；相同元素的原子组成的分子中，分子量越大,熵值越大 。 SiO2+C=Si+CO2焓变是+517.2 kJ/mol，熵变是+172.3 J/(mol*K)，3000 K能正向自发。 3000 K，CO2不会分解为C和O2，因为G = 402 kJ/mol 3000 K CO2分解为CO的吉布斯自由能变是 23.5 kJ/mol，也不是正向自发的。 以上计算由我的朋友晓熊_MB提供 二氧化硅和碳反应能得到二氧化碳，只是需要温度高达3000K。
