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已知甲烷隔絕空氣在不同溫度下有可能發(fā)生如下兩個(gè)裂解反應(yīng):
①CH4(g)→C(s)+2H2(g),②2CH4(g)→C2H2(g)+3H2(g)。
某同學(xué)為了得到用天然氣制取炭黑的允許溫度范圍和最佳溫度,在圖書(shū)館查到如下熱力學(xué)數(shù)據(jù):
①反應(yīng)的△H(298 K)=+74.848kJ/mol,△S(298 K)=+80.674J/(mol?K)
②反應(yīng)的△H(298 K)=+376.426kJ/mol,△S(298 K)=+220.211J/(mol?K)
已知焓變和熵變隨溫度變化很小。請(qǐng)幫助這位同學(xué)考慮如下問(wèn)題:
(1)反應(yīng)①屬于
高溫
高溫
(填“高溫”或“低溫”)自發(fā)反應(yīng)。
(2)判斷反應(yīng)①自發(fā)進(jìn)行是由
熵變
熵變
(填“焓變”或“熵變”)決定的。
(3)通過(guò)計(jì)算判斷反應(yīng)①在常溫下能否自發(fā)進(jìn)行。
△H-T△S=74.848kJ/mol-80.674×10-3kJ/(mol?K)×298K≈50.807kJ/mol>0,所以反應(yīng)①在常溫下不能自發(fā)進(jìn)行
△H-T△S=74.848kJ/mol-80.674×10-3kJ/(mol?K)×298K≈50.807kJ/mol>0,所以反應(yīng)①在常溫下不能自發(fā)進(jìn)行

(4)求算制取炭黑的允許溫度范圍:
927.8~1790.4K
927.8~1790.4K
。
(5)為了提高甲烷的炭化程度,你認(rèn)為下面四個(gè)溫度中最合適的是
C
C
(填字母)。
A.905.2 K
B.927 K
C.1 273 K
D.2 000 K

【答案】高溫;熵變;△H-T△S=74.848kJ/mol-80.674×10-3kJ/(mol?K)×298K≈50.807kJ/mol>0,所以反應(yīng)①在常溫下不能自發(fā)進(jìn)行;927.8~1790.4K;C
【解答】
【點(diǎn)評(píng)】
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發(fā)布:2024/8/16 17:0:1組卷:71引用:4難度:0.5
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