题目内容
【题目】随着科技的进步,合理利用资源、保护环境成为当今社会关注的焦点。甲胺铅碘(CH3NH3PbI3)用作全固态钙钛矿敏化太阳能电池的敏化剂,可由CH3NH2、PbI2及HI为原料合成,制取甲胺的反应为CH3OH(g)+NH3(g)CH3NH2(g)+H2O(g) ΔH。回答下列问题:
(1)上述反应中所需的甲醇工业上利用水煤气合成,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)在一定条件下,将1molCO和2molH2通入密闭容器中进行反应,当改变某一外界条件(温度或压强)时,CH3OH的体积分数φ(CH3OH)变化趋势如图所示:
①平衡时,M点CH3OH的体积分数为10%,则CO的转化率为____。
②X轴上b点的数值比a点___(填“大”或“小”)。某同学认为图中Y轴表示温度,你认为他判断的理由是___。
(3)实验室可由四氧化三铅和氢碘酸反应制备难溶的PbI2,常温下,PbI2饱和溶液(呈黄色)中c(Pb2+)=1.0×10-3mol·L-1,则Ksp(PbI2)=___;已知Ksp(PbCl2)=1.6×10-5,则转化反应PbI2(s)+2Cl-(aq)PbCl2(s)+2I-(aq)的平衡常数K=___。
(4)分解HI曲线和液相法制备HI反应曲线分别如图1和图2所示:
①反应H2(g)+I2(g)2HI(g)的ΔH__(填大于或小于)0。
②将二氧化硫通入碘水中会发生反应:SO2+I2+2H2O3H++HSO4-+2I-,I2+I-
I3-,图2中曲线a、b分别代表的微粒是___、___(填微粒符号);由图2知要提高碘的还原率,除控制温度外,还可以采取的措施是___。
【答案】-129kJ/mol 25% 大 该反应为放热反应,随着Y值的增大,c(CH3OH)减小,平衡CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)向逆反应方向进行,故Y为温度 4×10-9 2.5×10-4 小于 H+ I3- 减小
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
将①+②×2-③得:CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) ΔH=-129kJ/mol。
答案为:-129kJ/mol;
(2)①平衡时,M点CH3OH的体积分数为10%,
CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)
起始量 1mol 2mol 0
变化量 x 2x x
平衡量 1-x 2-2x x
x=0.25mol
则CO的转化率为。
答案为:25%;
②因为随着X的增大,甲醇的体积分数增大,说明平衡正向移动,X轴应表示压强。
X轴上b点的数值比a点大。答案为:大;
某同学认为图中Y轴表示温度,他判断的理由是:该反应为放热反应,随着Y值的增大,c(CH3OH)减小,平衡CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)向逆反应方向进行,故Y为温度。
答案为:该反应为放热反应,随着Y值的增大,c(CH3OH)减小,平衡CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)向逆反应方向进行,故Y为温度;
(3)实验室可由四氧化三铅和氢碘酸反应制备难溶的PbI2,常温下,PbI2饱和溶液(呈黄色)中c(Pb2+)=1.0×10-3mol·L-1,则Ksp(PbI2)=。
答案为:4×10-9;
已知Ksp(PbCl2)=1.6×10-5,则转化反应PbI2(s)+2Cl-(aq)PbCl2(s)+2I-(aq)的平衡常数K=
。答案为:2.5×10-4;
(4)①因为随着温度的不断升高,HI的物质的量不断减小,所以平衡逆向移动,正反应为放热反应。反应H2(g)+I2(g)2HI(g)的ΔH小于0。答案为:小于;
②将二氧化硫通入碘水中会发生反应:SO2+I2+2H2O3H++HSO4-+2I-,
I2+I-I3-;
令投入的SO2为1mol,从反应方程式可以看出,H+的物质的量是SO2的三倍,I-的物质的量是SO2的二倍,再结合图2,即可得出图2中曲线a代表的微粒是H+。答案为:H+;
B代表的微粒是I3-。答案为:I3-;
由图2知要提高碘的还原率,除控制温度外,还可以采取的措施是增大SO2的投入量,同时减少I2的投入量,即减小的投料比。
答案为:减小的投料比。
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