已知甲烷隔絕空氣在不同溫度下有可能發生如下兩個裂解反應:
①CH4(g)→C(s)+2H2(g),②2CH4(g)→C2H2(g)+3H2(g)。
某同學為了得到用天然氣制取炭黑的允許溫度范圍和最佳溫度,在圖書館查到如下熱力學數據:
①反應的△H(298 K)=+74.848kJ/mol,△S(298 K)=+80.674J/(mol?K)
②反應的△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。請幫助這位同學考慮如下問題:
(1)反應①屬于 高溫高溫(填“高溫”或“低溫”)自發反應。
(2)判斷反應①自發進行是由 熵變熵變(填“焓變”或“熵變”)決定的。
(3)通過計算判斷反應①在常溫下能否自發進行。 △H-T△S=74.848kJ/mol-80.674×10-3kJ/(mol?K)×298K≈50.807kJ/mol>0,所以反應①在常溫下不能自發進行△H-T△S=74.848kJ/mol-80.674×10-3kJ/(mol?K)×298K≈50.807kJ/mol>0,所以反應①在常溫下不能自發進行。
(4)求算制取炭黑的允許溫度范圍:927.8~1790.4K927.8~1790.4K。
(5)為了提高甲烷的炭化程度,你認為下面四個溫度中最合適的是 CC(填字母)。
A.905.2 K
B.927 K
C.1 273 K
D.2 000 K
【考點】化學反應的方向.
【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①在常溫下不能自發進行;927.8~1790.4K;C
【解答】
【點評】
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發布:2024/8/16 17:0:1組卷:72引用:4難度:0.5
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