Question

【題目】隨著科技的進步，合理利用資源、保護環(huán)境成為當今社會關注的焦點。甲胺鉛碘(CH3NH3PbI3)用作全固態(tài)鈣鈦礦敏化太陽能電池的敏化劑，可由CH3NH2、PbI2及HI為原料合成，制取甲胺的反應為CH3OH(g)＋NH3(g)CH3NH2(g)＋H2O(g) ΔH。回答下列問題：

（1）上述反應中所需的甲醇工業(yè)上利用水煤氣合成，已知

①CO（g）+O2（g）═CO2（g） △H1=-284kJ/mol

②H2（g）+O2（g）═H2O（g） △H2=-248kJ/mol

③CH3OH（g）+O2（g）═CO2（g）+2H2O（g） △H3=-651kJ/mol

CO(g)＋2H2(g)CH3OH(g)ΔH=___。

（2）在一定條件下，將1molCO和2molH2通入密閉容器中進行反應，當改變某一外界條件(溫度或壓強)時，CH3OH的體積分數(shù)φ(CH3OH)變化趨勢如圖所示：

①平衡時，M點CH3OH的體積分數(shù)為10%，則CO的轉化率為____。

②X軸上b點的數(shù)值比a點___(填“大”或“小”)。某同學認為圖中Y軸表示溫度，你認為他判斷的理由是___。

（3）實驗室可由四氧化三鉛和氫碘酸反應制備難溶的PbI2，常溫下，PbI2飽和溶液(呈黃色)中c(Pb2＋)＝1.0×10－3mol·L－1，則Ksp(PbI2)＝___；已知Ksp(PbCl2)＝1.6×10－5，則轉化反應PbI2(s)＋2Cl－(aq)PbCl2(s)＋2I－(aq)的平衡常數(shù)K＝___。

（4）分解HI曲線和液相法制備HI反應曲線分別如圖1和圖2所示：

①反應H2(g)＋I2(g)2HI(g)的ΔH__(填大于或小于)0。

②將二氧化硫通入碘水中會發(fā)生反應：SO2＋I2＋2H2O3H+＋HSO4-＋2I－，I2＋I－I3-，圖2中曲線a、b分別代表的微粒是___、___(填微粒符號)；由圖2知要提高碘的還原率，除控制溫度外，還可以采取的措施是___。

Answer 1

【答案】-129kJ/mol 25% 大 該反應為放熱反應，隨著Y值的增大，c(CH3OH)減小，平衡CO(g)＋2H2(g)CH3OH(g)向逆反應方向進行，故Y為溫度 4×10－9 2.5×10-4 小于 H＋ I3- 減小的投料比

【解析】

（1）①CO（g）+O2（g）═CO2（g） △H1=-284kJ/mol

②H2（g）+O2（g）═H2O（g） △H2=-248kJ/mol

③CH3OH（g）+O2（g）═CO2（g）+2H2O（g） △H3=-651kJ/mol

將①+②×2-③得：CO(g)＋2H2(g)CH3OH(g) ΔH=-129kJ/mol。

答案為：-129kJ/mol；

（2）①平衡時，M點CH3OH的體積分數(shù)為10%，

CO(g)＋2H2(g)CH3OH(g)

起始量 1mol 2mol 0

變化量 x 2x x

平衡量 1-x 2-2x x

x=0.25mol

則CO的轉化率為。

答案為：25%；

②因為隨著X的增大，甲醇的體積分數(shù)增大，說明平衡正向移動，X軸應表示壓強。

X軸上b點的數(shù)值比a點大。答案為：大；

某同學認為圖中Y軸表示溫度，他判斷的理由是：該反應為放熱反應，隨著Y值的增大，c(CH3OH)減小，平衡CO(g)＋2H2(g)CH3OH(g)向逆反應方向進行，故Y為溫度。

答案為：該反應為放熱反應，隨著Y值的增大，c(CH3OH)減小，平衡CO(g)＋2H2(g)CH3OH(g)向逆反應方向進行，故Y為溫度；

（3）實驗室可由四氧化三鉛和氫碘酸反應制備難溶的PbI2，常溫下，PbI2飽和溶液(呈黃色)中c(Pb2＋)＝1.0×10－3mol·L－1，則Ksp(PbI2)＝。

答案為：4×10－9；

已知Ksp(PbCl2)＝1.6×10－5，則轉化反應PbI2(s)＋2Cl－(aq)PbCl2(s)＋2I－(aq)的平衡常數(shù)K＝。答案為：2.5×10-4；

（4）①因為隨著溫度的不斷升高，HI的物質的量不斷減小，所以平衡逆向移動，正反應為放熱反應。反應H2(g)＋I2(g)2HI(g)的ΔH小于0。答案為：小于；

②將二氧化硫通入碘水中會發(fā)生反應：SO2＋I2＋2H2O3H+＋HSO4-＋2I－，

I2＋I－I3-；

令投入的SO2為1mol，從反應方程式可以看出，H+的物質的量是SO2的三倍，I-的物質的量是SO2的二倍，再結合圖2，即可得出圖2中曲線a代表的微粒是H＋。答案為：H＋；

B代表的微粒是I3-。答案為：I3-；

由圖2知要提高碘的還原率，除控制溫度外，還可以采取的措施是增大SO2的投入量，同時減少I2的投入量，即減小的投料比。

答案為：減小的投料比。