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关于甲烷裂解方向问题的讨论 　（安徽霍邱第三中学 杨明生） 高中化学有机部分两次提到甲烷的裂解问题，第一处是说甲烷在1000℃以上可分解成炭黑和氢气[1]，第二处是说今后的乙炔制备趋向于用天然气为原料[2]。事实上，甲烷除了可裂解为炭黑、乙炔外，还可裂解为乙烯。现在从热力学角度来讨论一下甲烷按三种不同裂解方式自发裂解所需的最低温度以及按确定方式裂解的条件控制。 我们知道，在等温等压下，自由能变化（△G）的正负决定着化学反应进行的方向和限度。△G＜0，表明化学反应可以自发进行，且△G越小自发进行的趋势越大；△G＞0，表明化学反应不能自发进行。 一、甲烷炭化所需的最低温度 裂解方式：CH4→C＋2H2 所以，标准状态、298K时CH4不能自发裂解为炭黑及氢气。 ×130.587-186.19）×10-3=74.848 - 80.674×10-3T， 必有：T＞927.8K。 即标态下，在温度不低于927.8K时，CH4就可自发炭化为炭黑。工业上为了提高CH4炭化的程度，常把温度控制在1 273K（1000℃）以上，使CH4自发裂解为炭黑和氢气的趋势增大。 二、甲烷裂解成乙炔所需的最低温度 裂解方式：2CH4→C2H2＋3H2 ＋3×130.587 - 2×186.19）×10-3=376.426 - 220.211×10-3T 必有：T＞1709.4K 由此看来，CH4在标态下裂解成乙炔在温度不低于1709.4K，即成为可能，而用C和CaO反应生成CaC2所需的温度高达2773K，所以，工业上制乙炔的趋势是由CH4裂解。同时也可看出，甲烷炭化的温度不能高于1709.4K。 三、甲烷裂解为乙烯所需的最低温度 裂解方式：2CH4→C2H4＋2H2 ＋2×130.587 - 2×186.19）×10-3=201.986 - 108.244×10-3T 必有：T＞1866K。 也就是说CH4可以在高于1866.0K时向着生成C2H4的方向自发裂解。因此，工业上用天然气制乙炔的温度不能高于1866.0K，否则乙炔中将会有乙烯存在。 参考文献 ［1］高中化学课本（必修），第二册，62页。 ［2］高中化学课本（必修），第二册，84页。 ［3］北师大等编，“无机化学”上册，62-71页，高等教育出版社（1986）。 ［4］上海师大等编，“物理化学”上册，高等教育出版社（1985）。 ［5］东北师大等编，“有机化学”上册，92页，高等教育出版社（1986）。