碳元素的化合物如甲烷、碳酸鈣在自然界儲(chǔ)量豐富,分布廣泛,有非常重要的用途.
工業(yè)上可利用“甲烷蒸氣轉(zhuǎn)化法生產(chǎn)氫氣”,反應(yīng)為:CH
4(g)+H
2O(g)?CO(g)+3H
2(g).
已知溫度、壓強(qiáng)和水碳比[n(H
2O)/n(CH
4)]對(duì)甲烷平衡含量的影響如下圖:
(1)溫度對(duì)該反應(yīng)的反應(yīng)速率和平衡移動(dòng)的影響是
其他條件不變,升高溫度,反應(yīng)速率加快,平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)
其他條件不變,升高溫度,反應(yīng)速率加快,平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)
.
(2)其他條件不變,請(qǐng)?jiān)趫D2中畫出壓強(qiáng)為2MPa時(shí),CH
4平衡含量與水碳比之間關(guān)系曲線.
(3)已知:在700℃,1MPa時(shí),1mol CH
4與一定量H
2O在1L的密閉容器中反應(yīng),6分鐘達(dá)到平衡,此時(shí)CH
4的轉(zhuǎn)化率為80%,對(duì)應(yīng)的熱量變化為aKJ,則這6分鐘的平均反應(yīng)速率v(H
2)為
0.4 mol/(L?min)
0.4 mol/(L?min)
;此條件下該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為
CH4(g)+H2O(g)?CO(g)+3H2(g)△H=+1.25a KJ/mol
CH4(g)+H2O(g)?CO(g)+3H2(g)△H=+1.25a KJ/mol
.
(4)CaCO
3是一種難溶物,其K
sp=2.8×10
-9.現(xiàn)將 amol/L的CaCl
2溶液與2.0×10
-4mol/L Na
2CO
3溶液等體積混合(假設(shè)溶液體積可直接相加),若要生成CaCO
3沉淀,則a的最小值為
5.6×10-5
5.6×10-5
mol/L.