Cân bằng phản ứng CO + Fe2O3 = Fe + CO2 (và phương trình Cl2 + CO = COCl2)

Carbon monoxide (cacbon monoxit) là một oxit carbon có công thức hóa học CO và trọng lượng phân tử là 28.0101, thường là một chất khí không màu, không mùi và không vị.

Về tính chất vật lý, cacbon monoxit có nhiệt độ nóng chảy -205 ° C và nhiệt độ sôi -191,5 ° C.

Về tính chất hóa học, cacbon monoxit vừa có tính khử vừa có tính oxi hóa, có thể trải qua các phản ứng oxi hóa (phản ứng cháy), phản ứng cân bằng, v.v …; đồng thời, độc tố ở nồng độ cao hơn có thể gây ra các mức độ khác nhau: các triệu chứng ngộ độc, gây nguy hiểm cho não người, tim, gan, thận, phổi và các mô khác, thậm chí tử vong do điện giật, nồng độ tối thiểu gây chết người khi hít phải là 5000 ppm (5 phút).

Trong công nghiệp, cacbon monoxit là cơ sở của hóa học một cacbon, có thể thu được bằng phương pháp oxy cốc và các phương pháp khác, và chủ yếu được sử dụng để sản xuất metanol, phosgene và tổng hợp hữu cơ.

Các phân tử carbon monoxide là các phân tử không bão hòa bền vững về mặt hóa học đối với sự phân hủy. Ở nhiệt độ phòng, carbon monoxide không phản ứng với axit và kiềm, nhưng nó có thể tạo thành hỗn hợp nổ khi trộn lẫn với không khí, có thể gây cháy và nổ trong trường hợp cháy nổ và nhiệt độ cao, và nó là một chất khí dễ cháy và nổ.

Tính chất hóa học:

1. Phản ứng oxy hóa (phản ứng đốt cháy)
Carbon monoxide có thể cháy trong không khí hoặc trong oxy để tạo ra carbon dioxide:, khi cháy phát ra ngọn lửa màu xanh lam và tỏa nhiều nhiệt.

2. Phản ứng phân hủy
Vì liên kết carbon-oxy trong phân tử carbon monoxide rất mạnh và cần năng lượng hoạt hóa cao, carbon monoxide thực sự không thể bị phân hủy nếu không có xúc tác. Sự phân hủy chỉ có thể xảy ra khi carbon monoxide được hấp phụ tích cực trên bề mặt tinh thể của một số chất nhất định.

3. Phản ứng biến đổi

Ở những điều kiện nhất định, cacbon monoxit và hơi nước phản ứng tương đương nhau để tạo thành hiđro và cacbon đioxit:

CO + H2O → H2 + CO2

Trong các nhà máy công nghiệp, phản ứng chuyển dịch cacbon monoxit ban đầu thường được thực hiện qua hai giai đoạn là chuyển dịch nhiệt độ cao (trung bình) và chuyển dịch nhiệt độ thấp. Sự thay đổi nhiệt độ cao (trung bình) sử dụng dãy sắt làm chất xúc tác, và tỷ lệ điển hình của hơi nước trên cacbon monoxit là khoảng 3.

Trong điều kiện nhiệt độ 300 ~ 500 ℃ và vận tốc không gian 2000 ~ 4000 h-1, hàm lượng cacbon monoxit ở đầu ra của lò chuyển nhiệt độ cao là 2% ~ 5%; chất xúc tác đồng-kẽm hoạt tính cao để chuyển nhiệt độ thấp, trong điều kiện nhiệt độ 180 ~ 280 ℃ và vận tốc không gian 2000 ~ 4000 h-1, cacbon monoxit Hàm lượng ở đầu ra của lò ca nhiệt độ thấp là 0,2% ~ 0,5%.

4. Phản ứng hydro hóa

Trong các điều kiện phản ứng và xúc tác khác nhau, quá trình hydro hóa cacbon monoxit có thể tổng hợp nhiều loại hợp chất hữu cơ, chẳng hạn như: tổng hợp metanol, tổng hợp Fischer-Tropsch của hydrocacbon, tổng hợp metan (phản ứng metan hóa), tổng hợp etyl axetat. , polymethylene tổng hợp (polymethylene), v.v.

5. Phản ứng khác:

Fe2O3 + 3CO → 2Fe + 3CO2
CO + Cl2 → COCl2