木炭燃烧的反应过程
来源：学生作业帮助网 编辑：六六作业网 时间：2024/12/23 17:14:44
木炭燃烧的反应过程
木炭燃烧的反应过程
木炭燃烧的反应过程
1、木炭的主要成分是碳,故木炭的反应过程就是碳的反应过程；
2、碳燃烧反应机理属于异相反应机理；
3、碳反应的基本过程：先是氧分子向碳的内部扩散,碳也向其表面扩散,然后是碳原子吸附氧气,并进行化学反应；
4、碳的化学反应,比较复杂,但总的来说,主要由初次反应与二次反应组成.
（1）碳初次反应：（即 碳与氧的直接反应）,碳与氧气的燃烧反应,生成CO和CO2,反应如下：
C+O2=CO2+409 kJ/mol
2C+O2=2CO+246 kJ/mol
（2）二次反应：( 即初次反应产物与氧的继续反应 ）
首先是碳与CO2 的反应：
C+CO2=2CO162 kJ/mol
而初次产物CO也继续进行氧化反应：
2CO+O2=2CO2+571 kJ/mol
实际上,碳的反应是非常复杂的,主要是初次产物与二次产物的三种论点（观点）：
1、初次产物仅（只有）是 CO2,燃烧产物中的CO是由CO2与C的还原反应而生成的；
2、初次产物仅有 CO；燃烧产物中的CO2是由CO的氧化反应而生成的；
3、初次产物同时生成CO和CO2.
根据目前的精密仪器测量,是比较倾向于第三种见解的,同时,这种见解还考虑了吸附对燃烧反应的影响.
按照第三种见解,C的燃烧反应机理是：
1、CxOy的形成——在表面吸附氧,氧溶解在晶格内,与C形成不稳定的质点CxOy；
2、质点CxOy的分
与O2撞击下的分CxOy+ O2 ——> mCO2+nCO
CxOy——> mCO2+nCO
m、n的值取决于温度
当t=1200~730 ℃时（低温）,氧在石墨内溶
O2的溶
4C +2O2 = 4C•2(O2)溶
与O2撞击：
4C•2(O2)溶 + O2 = 2CO +2CO2 （缓慢分解,速度慢,为控制反应方程）
二式相加得：
4C +3O2 = 2CO +2C O2
由此得出:m ：n = 1 ：1
由于 “4C•2(O2)溶” 的浓度基本不变,故反应速度可写为：
W=K×Po2×EXP[-E1/(RT)] ,E1=84~126KJ/mol
式中 Po2 为 O2 的分压.
因此,低温下碳的燃烧反应为1级反应.
当t=1500~1600oC
氧仅在表面上（或晶格面上）的吸附：
3C +2 O2 = 3C•2(O2)吸
3C•2(O2)吸 = CO2 + 2CO（反应速度慢）
由此得出：m ：n = 1 ：2
且反应速度
W=K2×EXP[-E2/(RT)] ,E2=290~370KJ/mol
因此,高温下碳的燃烧反应为零级反应.
3、结论：
反应是分两个阶段进行的,即吸附与分解.
（1）首先是碳对氧的吸附（由温度的高低决定吸附的分子）
（2）然后是CxOy 的分解,生成 mCO2+nCO
燃烧充分时：C+O2=CO2
燃烧不充分时：2C+O2=2CO