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ELEMENT 006 · NONMETAL

碳 · C Carbon

以金刚石、石墨等同素异形体存在,是有机化学的骨架元素。

原子序数 / Atomic number
6
原子量 / Atomic mass
12.011 u
族 / Group
14
周期 · 区块 / Period · Block
2 · p
类别 / Category
其他非金属 · Nonmetal
状态 / State
固态
电子排布 / Electron configuration
[He]2s2 2p2
氧化态 / Oxidation states
+4, +2, -4
电负性 / Electronegativity
2.55(Pauling)
密度 / Density
2.2670 g/cm³
熔点 / Melting point
3823 K
沸点 / Boiling point
4098 K
原子半径 / Atomic radius
170 pm(van der Waals)
第一电离能 / First ionization energy
11.260 eV
发现年份 / Discovery
Ancient

属性说明与数据来源

属性取自 PubChem 周期表快照(2026-10-04)。原子量可能为参考值或代表性同位素质量,不能视为所有样品的精确常数;密度、相变点与相态取决于温度、压力及同素异形体。氦的凝固需要加压。放射性及超重元素部分性质为预测值,缺失项标为未收录;精密计算请核对原始来源及实验条件。

PubChem · Carbon 原始资料 ↗

涉及碳的化学方程式

当前索引收录 48 条。反应说明仅用于知识查询与物料关系理解。

无机 · 氧化还原

碳的完全氧化

Complete carbon oxidation
C + O₂ → CO₂

适用情境:氧供应充分的理想终态

燃烧热计算还需要相态及反应焓数据。

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无机 · 氧化还原

一氧化碳氧化

Carbon monoxide oxidation
2CO + O₂ → 2CO₂

适用情境:氧化或催化净化

一氧化碳中的碳进一步氧化;仅提供反应关系,不作为操作指导。

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无机 · 平衡

布德瓦平衡

Boudouard equilibrium
CO₂ + C ⇌ 2CO

适用情境:碳与碳氧化物高温平衡

用于理解气化与冶金体系,平衡位置依温度变化。

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无机 · 分解

石灰石分解

Limestone calcination
CaCO₃ ⇌ CaO + CO₂

适用情境:热分解与二氧化碳分压相关

该反应是水泥与石灰工业物料衡算的重要基础。

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无机 · 沉淀

石灰水碳酸化

Lime carbonation
Ca(OH)₂ + CO₂ → CaCO₃ + H₂O

适用情境:碱性水相

二氧化碳用量和溶液酸碱度会影响碳酸盐与碳酸氢盐分布。

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无机 · 平衡

碳酸钙溶解平衡

Carbonate dissolution
CaCO₃ + CO₂ + H₂O ⇌ Ca(HCO₃)₂

适用情境:含二氧化碳的水相

此分子式表达净计量关系,水溶液实际含解离的离子。

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无机 · 分解

碳酸氢钠分解

Sodium bicarbonate decomposition
2NaHCO₃ → Na₂CO₃ + CO₂ + H₂O

适用情境:受热分解

碳酸氢盐释放气体,固体残余组成与过程条件相关。

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无机 · 酸碱

碳酸盐与酸反应

Carbonate acid reaction
Na₂CO₃ + 2HCl → 2NaCl + CO₂ + H₂O

适用情境:酸性水相

碳酸体系释放二氧化碳,反应计量与碳酸盐碱度有关。

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无机 · 氧化还原

氧化铁还原

Iron oxide reduction
Fe₂O₃ + 3CO → 2Fe + 3CO₂

适用情境:冶金还原的总计量

工业还原常经过多种中间氧化物,需结合气固动力学。

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无机 · 氧化还原

二氧化硅还原

Silica reduction
SiO₂ + 2C → Si + 2CO

适用情境:高温冶金总反应

硅冶炼涉及多个中间物种,此式用于初步物料平衡。

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无机 · 平衡

水煤气变换

Water-gas shift
CO + H₂O ⇌ CO₂ + H₂

适用情境:催化气相体系

用于合成气组成调节,温度与蒸汽组成影响平衡转化。

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有机 · 氧化还原

甲烷完全燃烧

Methane combustion
CH₄ + 2O₂ → CO₂ + 2H₂O

适用情境:完全氧化的理想终态

用于天然气燃烧物料衡算,实际燃烧还需考虑不完全燃烧及传热。

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有机 · 生化

葡萄糖有氧氧化总式

Glucose respiration
C₆H₁₂O₆ + 6O₂ → 6CO₂ + 6H₂O

适用情境:细胞代谢总计量

真实呼吸由多步酶反应和能量耦合过程组成。

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有机 · 生化

光合作用总式

Photosynthesis
6CO₂ + 6H₂O → C₆H₁₂O₆ + 6O₂

适用情境:光能驱动的简化净式

此式是碳固定净计量的简化表示,不表示氧原子的真实来源路径。

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有机 · 生化

葡萄糖酒精发酵

Alcoholic fermentation
C₆H₁₂O₆ → 2C₂H₅OH + 2CO₂

适用情境:酶催化代谢净式

实际发酵还会生成生物量与副产物,需加入产率关系。

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有机 · 水解

蔗糖水解

Sucrose hydrolysis
C₁₂H₂₂O₁₁ + H₂O → C₆H₁₂O₆ + C₆H₁₂O₆

适用情境:酸或酶催化

产物分别为葡萄糖与果糖;分子式相同不代表结构相同。

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有机 · 缩合

乙醇分子间脱水

Diethyl ether formation
2C₂H₅OH → C₂H₅OC₂H₅ + H₂O

适用情境:分子间脱水路径

此式描述醚生成的形式关系,不代表单一选择性。

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有机 · 酯化

乙酸乙酯酯化

Ethyl acetate esterification
CH₃COOH + C₂H₅OH ⇌ CH₃COOC₂H₅ + H₂O

适用情境:酸催化可逆平衡

羧酸与醇生成酯和水,平衡组成与各组分活度相关。

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有机 · 酯化

乙酸甲酯酯化

Methyl acetate esterification
CH₃COOH + CH₃OH ⇌ CH₃COOCH₃ + H₂O

适用情境:酸催化可逆平衡

酯化是可逆过程,实际反应速度由催化与传质影响。

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有机 · 水解

乙酸乙酯皂化

Ethyl acetate saponification
CH₃COOC₂H₅ + NaOH → CH₃COONa + C₂H₅OH

适用情境:碱性水相

形成羧酸盐使反应与酸催化酯水解的平衡行为不同。

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有机 · 氧化还原

乙醇氧化为乙醛

Ethanol oxidation to ethanal
2C₂H₅OH + O₂ → 2CH₃CHO + 2H₂O

适用情境:选择性氧化净式

进一步氧化可生成乙酸,产物选择性依反应体系。

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有机 · 酸碱

乙酸与碳酸氢钠

Acetic acid and bicarbonate
CH₃COOH + NaHCO₃ → CH₃COONa + CO₂ + H₂O

适用情境:水相中和

碳酸体系释放二氧化碳,酸碱平衡驱动净反应。

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有机 · 缩合

甘氨酸缩合示意

Glycine condensation
2C₂H₅NO₂ → C₄H₈N₂O₃ + H₂O

适用情境:形成甘氨酰甘氨酸的形式净式

净式不表示游离氨基酸会在普通水溶液中自发高效形成肽键。

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有机 · 水解

乙酸乙酯酸性水解

Acid-catalyzed ester hydrolysis
CH₃COOC₂H₅ + H₂O ⇌ CH₃COOH + C₂H₅OH

适用情境:酸催化平衡

与酯化互为逆过程,不能只按反应箭头判断最终组成。

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有机 · 加成

乙烯溴加成

Ethylene bromine addition
C₂H₄ + Br₂ → C₂H₄Br₂

适用情境:烯烃加成的总式

双键转化为单键,产物为邻二溴代物;这里只描述结构变化。

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有机 · 酸碱

苯甲酸中和

Benzoic acid neutralization
C₆H₅COOH + NaOH → C₆H₅COONa + H₂O

适用情境:水相酸碱反应

羧酸转化为羧酸盐,溶解度与离子化程度随 pH 变化。

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