碳元素的化合物如甲烷、碳酸鈣在自然界儲量豐富,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”,反應為:CH
4(g)+H
2O(g)?CO(g)+3H
2(g).
已知溫度、壓強和水碳比[n(H
2O)/n(CH
4)]對甲烷平衡含量的影響如下圖:
(1)溫度對該反應的反應速率和平衡移動的影響是
其他條件不變,升高溫度,反應速率加快,平衡向正反應方向移動
其他條件不變,升高溫度,反應速率加快,平衡向正反應方向移動
.
(2)其他條件不變,請在圖2中畫出壓強為2MPa時,CH
4平衡含量與水碳比之間關系曲線.
(3)已知:在700℃,1MPa時,1mol CH
4與一定量H
2O在1L的密閉容器中反應,6分鐘達到平衡,此時CH
4的轉(zhuǎn)化率為80%,對應的熱量變化為aKJ,則這6分鐘的平均反應速率v(H
2)為
0.4 mol/(L?min)
0.4 mol/(L?min)
;此條件下該反應的熱化學方程式為
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.