题目

二氧化硅SiO2和碳C高温反应为什么生成的是一氧化碳CO而不是二氧化碳?
?
当然如果C没有过量呢?

提问时间：2020-08-10

答案

在完全不考虑谁过量的问题下.最后生成什么是可以算出来的.
自然界的物质总是有趋势让自己的熵值降低,放出能量,让自己趋于稳定.
在高温下,一堆乱马七遭的分子离子都在一起.我们暂且考虑他们都是以游离的离子状态或者原子状态存在的.这种状态不稳定.所以他们急需要把自己的能量降低以达到稳定状态.那么怎么降低能量呢?就是和其他离子原子结合.结合成化学键后,放出能量.而每一个化学键,所放出的这一小部分能量就叫做这个键的键值.比如Si--O键,是固定的,C--O键也是固定的.只要他们两个原子结合了,就放出这个固定能量.
你一定问.既然放出能量,我加热高温干什么.其实是为了破坏原有的化学键的,比如反应物SiO2的结构已经很稳定了.之前Si和O已经放出了能量,达到了稳定状态.如果你让他们再次不稳定,就要把当时他形成化学键的能量还给他.而这个能量是固定的.就是Si--O键的键值.而科学研究中,键值也是这么计算出来的.
接下来的步骤就是,你给了足够的高温,就是能量.让Si--O键达到了可以分解的地步,然后再来一部分能量,让C的固体结构也不稳定了,达到了活化能以上.然后你就可以不用加热了.这么一堆东西自己会组合起来,释放多余的能量.[工业上持续加热,是因为原料颗粒大,表面的反应完了,你仅仅靠新放出的热量不够维持继续反应.因为锅炉大,散热也快]
谁和谁组合释放的多,他就和谁组合,比如CO2.一个C和两个O组合之后放出了很多热量.但是还不够多.如果他再丢掉一个O,释放的能量更多.那他就会毫不留情这么做的.
但是有个问题.如果你只给了他一份C却偏偏给了他2分O.那怎么办.那就只能释放能量到第一个阶段.如果再来点C.他一看,C来了,O就可以丢掉一个了,丢掉后释放的能量更多.那么你想让他不稳定再次加热的需要能量就更多.他就稳定,所以他立刻毫不留情的丢掉这个O.甩给新来的C.而新来的C也因为自己不稳定,O从CO2里脱落出来是离子,离子单独存在更不稳定.所以就会和C形成一氧化碳.这个过程就是足量或者恰好反应.而上一个过程就是高中时期大家熟悉的不足量,也就是一个过量一个缺量.
这时候你查一查键值表.然后根据自己的组合,算算谁的键值高谁的低.在有可能同时存在的两种键里.挑一个形成这种物质后,放出的能量多的.那么他就必然形成这种物质.如果差不多.就是两种都可能存在.如果有不足量的物质.有可能形成两种.