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煤制备CH4是一种有发展前景的新技术。
I. 煤炭气化并制备CH4包括以下反应:
C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2 (g) ? ΔH 1 = +131 kJ/mol
CO(g) + H2O(g)=CO2 (g)+ H2(g) ? ΔH 2 = ?41 kJ/mol
CO(g) + 3H2 (g)=CH4 (g)+ H2O(g) ? ΔH 3 = ?206 kJ/mol
(1)写出煤和气态水制备CH4(产物还有CO2)的热化学方程式??????????????????????????????????? 。
(2)煤转化为水煤气(CO和H2)作为燃料和煤直接作为燃料相比,主要的优点有???????????????????? 。
(3)写出甲烷—空气燃料电池(电解质溶液为KOH溶液)中负极的电极反应式?????????????????????? 。
II. 对以上反应CO(g) + H2O(g)
CO2 (g)+ H2(g) ΔH 2 = ?41 kJ/mol,起始时在密闭容器中充入1.00 molCO和1.00 molH2O,分别进行以下实验,探究影响平衡的因素(其它条件相同且不考虑任何副反应的影响)。实验条件如下表:
实验编号 | 容器体积/L | 温度/°C |
① | 2.0 | 1200 |
② | 2.0 | 1300 |
③ | 1.0 | 1200 |
(1)实验①中c(CO2)随时间变化的关系见下图,请在答题卡的框图中,画出实验②和③中c(CO2)随时间变化关系的预期结果示意图。
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(2)在与实验①相同的条件下,起始时充入容器的物质的量:n(CO)=n(H2O)=n(CO2) =n( H2)=1.00mol。通过计算,判断出反应进行的方向。(写出计算过程。)
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可选用的仪器:烧杯、试管、玻璃棒、药匙、滴管、酒精灯、试管夹
可选用的药品:1.0mol?L-1H2SO4、1.0mol?L-1HNO3、1.0mol?L-1HCl、NaOH稀溶液、0.1mol?L-1AgNO3、0.1mol?L-1BaCl2、0.1mol?L-1Ba(NO3)2、蒸馏水.
以下是实验探究过程:
1)提出假设:
假设1 白色粉末为
假设2 白色粉末为
假设3 白色粉末为碳酸钠、硫酸钠、氯化钠的混合物;
2)基于假设设计实验方案
3)根据实验方案进行实验
请回答:
(1)某同学取少许样品于试管中,加适量蒸馏水溶解,向试管中滴入0.1mol?L-1的BaCl2溶液,有白色沉淀产生,他认为样品中含有Na2SO4.你认为他的结论是
(2)基于假设3,请根据实验方案,将实验操作和预期的现象及结论填入下表中:
| 编号 | 实验操作 | 预期现象和结论 |
| ① | 有气体产生,说明样品中含有Na2CO3. | |
| ② | 向试管中加入0.1mol?L-1的Ba(NO3)2 溶液至过量. | |
| ③ | 取②操作中的上层清液于另一试管中,加入几滴0.1mol?L-1AgNO3溶液. |
实验室有以下的仪器和药品可供使用:
烧杯、试管、玻璃棒、药匙、滴管、酒精灯、试管夹:1.0mol?L-1H2SO4、1.0mol?L-1HNO3、1.0mol?L-1HCl、NaOH稀溶液、0.1mol?L-1AgNO3、0.1mol?L-1BaCl2、0.1mol?LBa(NO3)2、蒸馏水.
以下是实验探究过程:
1)提出假设:
假设1 工业碳酸钠中只含有Na2SO4 杂质;
假设2 工业碳酸钠中只含有NaCl 杂质;
假设3 工业碳酸钠中含有
2)基于假设设计实验方案
3)根据实验方案进行实验
请回答:
(1)某同学基于假设1进行了实验:取少许样品于试管中,加适量蒸馏水溶解,向试管中滴入0.1mol?L-1的BaCl2溶液,有白色沉淀产生.他认为样品中含有Na2SO4.请你对他的结论的正确性提出你的观点,并简要说出理由:
(2)基于假设3,请你根据你的实验方案,将实验操作和预期的现象及结论填入下表中:(编号不够可以再加)
| 编号 | 实验操作 | 预期现象和结论 |
| ① | ||
| ② | ||
| ③ | ||
一包白色粉末中一定含有碳酸钠,可能还含有硫酸钠、氯化钠中的一种或两种,为进一步确认白色粉末的成份,某兴趣小组对白色粉末样品进行了探究.
可选用的仪器:烧杯、试管、玻璃棒、药匙、滴管、酒精灯、试管夹
可选用的药品:1.0mol?L-1H2SO4、1.0mol?L-1HNO3、1.0mol?L-1HCl、NaOH稀溶液、0.1mol?L-1AgNO3、0.1mol?L-1BaCl2、0.1mol?L-1Ba(NO3)2、蒸馏水.
以下是实验探究过程:
1)提出假设:
假设1 白色粉末为______的混合物;
假设2 白色粉末为______的混合物;
假设3 白色粉末为碳酸钠、硫酸钠、氯化钠的混合物;
2)基于假设设计实验方案
3)根据实验方案进行实验
请回答:
(1)某同学取少许样品于试管中,加适量蒸馏水溶解,向试管中滴入0.1mol?L-1的BaCl2溶液,有白色沉淀产生,他认为样品中含有Na2SO4.你认为他的结论是______(填“对的”或“错的”),原因是:______.
(2)基于假设3,请根据实验方案,将实验操作和预期的现象及结论填入下表中:
| 编号 | 实验操作 | 预期现象和结论 |
| ① | 有气体产生,说明样品中含有Na2CO3. | |
| ② | 向试管中加入0.1mol?L-1的Ba(NO3)2 溶液至过量. | |
| ③ | 取②操作中的上层清液于另一试管中,加入几滴0.1mol?L-1AgNO3溶液. |
可选用的仪器:烧杯、试管、玻璃棒、药匙、滴管、酒精灯、试管夹
可选用的药品:1.0 mol·L-1H2SO4、1.0 mol·L-1HNO3、1.0mol·L-1HCl、NaOH稀溶液、0.1 mol·L-1AgNO3、0.1 mol·L-1BaCl2、0.1 mol·L-1Ba(NO3)2、蒸馏水。
(1)以下是实验探究过程:
1)提出假设:
假设1 白色粉末为___________的混合物;
假设2 白色粉末为___________的混合物;
假设3 白色粉末为碳酸钠、硫酸钠、氯化钠的混合物;
2)基于假设设计实验方案
3)根据实验方案进行实验
请回答:
(2)某同学取少许样品于试管中,加适量蒸馏水溶解,向试管中滴入0.1 mol·L-1的BaCl2溶液,有白色沉淀产生,他认为样品中含有Na2SO4。你认为他的结论是___________(填“对的”或“错的”),原因是:______________________。
(3)基于假设3,请根据实验方案,将实验操作和预期的现象及结论填入下表中