作业帮碳和氢气能否反应生成甲烷
来源：学生作业帮 编辑：作业帮 分类：化学作业 时间：2024/05/14 04:29:38
碳和氢气是否能生成甲烷，若能则反应条件为？C+2H2=CH4
解题思路： 这种反应能否发生，要看焓变、熵变、吉布斯自由能变等，不是中学所学的内容
解题过程：
xC + yH2 == CxH2y 一般来说，通常温度下反应焓变ΔH<0；而且当y>=1时，熵变ΔS<0 因此反应的自由能变ΔG=ΔH-TΔS 存在一个临界温度：T0=|ΔH/ΔS|，在此温度下有ΔG=0 当TT0时，反而会导致ΔG>0，反应不会自发进行 逆反应即烃的裂解将会自发进行 //当然上述计算是粗略的，还要考虑到ΔH随温度的变化（即热容C的存在） 要找到恰好的反应温度（即不能高过临界反应温度T0，又不能太低以加快反应速率） 是非常不容易的 通常可以通过加入催化剂，降低反应活化能 使得在T≤T0的某个适当温度，有比较明显的反应速率 C + 2H2
CH4 工业中CH4是天然气中来的，催化氢化制CH4是实验室玩玩的 催化氢化倒是用来制NH3的多，原理和上面类似 温度不能太高，但也不能太低，加催化剂 高中的话貌似是讲不通的
最终答案： 条件是镍作催化剂并加热 C + 2H2 CH4
解题过程：
xC + yH2 == CxH2y 一般来说，通常温度下反应焓变ΔH<0；而且当y>=1时，熵变ΔS<0 因此反应的自由能变ΔG=ΔH-TΔS 存在一个临界温度：T0=|ΔH/ΔS|，在此温度下有ΔG=0 当TT0时，反而会导致ΔG>0，反应不会自发进行 逆反应即烃的裂解将会自发进行 //当然上述计算是粗略的，还要考虑到ΔH随温度的变化（即热容C的存在） 要找到恰好的反应温度（即不能高过临界反应温度T0，又不能太低以加快反应速率） 是非常不容易的 通常可以通过加入催化剂，降低反应活化能 使得在T≤T0的某个适当温度，有比较明显的反应速率 C + 2H2
CH4 工业中CH4是天然气中来的，催化氢化制CH4是实验室玩玩的 催化氢化倒是用来制NH3的多，原理和上面类似 温度不能太高，但也不能太低，加催化剂 高中的话貌似是讲不通的 最终答案： 条件是镍作催化剂并加热 C + 2H2 CH4