Question

【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，回答下列问题：

(1)制取甲胺的反应为CH3OH(g)+NH3(g)CH3NH2(g)+H2O(g) △H。已知该反应中相关化学键的键能数据如下：

则该反应的△H=___________kJ·mol－1

(2)上述反应中所需的甲醇工业上利用水煤气合成，反应为：CO(g)+2H2(g) CH3 OH(g) △H<O

在一定条件下，将1 mol CO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，CH2OH的体积分数(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___________。

②某同学认为上图中Y轴表示温度，你认为他判断的理由是______________________。

(3)合成甲醇所需的氢气，工业上常从一种合成气(主要成分为CO2、H2)中分离。H2提纯过程示意图如下：

①吸收池中发生反应的离子方程式是___________。

②用电极反应式和离子方程式表示K2CO3溶液的再生原理___________。

(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△H=___________0(填“大于”或“小于”)。

②将二氧化硫通入碘水中会发生反应：SO2+I2+2H2O=3H++HSO4－+2I－，I2+I－I3－，图2中曲线b代表的微粒是___________(填微粒符号)，由图2可知，要提高碘的还原率，除控制温度外，还可以采取的措施是___________。

Answer 1

【答案】-12 25% 随着Y值的增大，c(CH3OH)减小，平衡向逆反应方向进行，故Y为温度 CO2+H2O+CO32- = 2HCO3- 2H2O+2e- = H2↑+2OH-、2HCO3-+OH- = CO32-+ H2O 小于 I3- 减小的投料比

【解析】

（1）反应热=反应物总键能-生成物总键能；
（2）①根据三行式计算得到；
②根据图示信息：X轴上a点的数值比b点小，随着Y值的增加，CH3OH的体积分数φ（CH3OH）减小，结合平衡移动原理回答；
（3）二氧化碳与碳酸钾反应生成碳酸氢钾，再结合电解池原理结合离子反应作答；

（4）①图象中分析可知随的升高，HI减小，H2增大，反应H2（g）+I2（g）2HI（g）说明升温平衡逆向进行；
②根据图象b为从零越来越大的离子，a为不变的离子，结合反应过程分析判断；减小的投料比提高碘的还原率；

(1)反应热=反应物总键能生成物总键能，设C-H键能为x kJ/mol，ΔH=反应物总键能-生成物总键能=3x+351+463+3×393 -（3x+293 +2×393 +2×463）=-12kJ/mo1，

故答案为-12；

(2)①设CO的转化量是x，则

平衡时，CH3OH的体积分数为10%，则x/(1x+22x+x)×100%=10%，x=0.25，

所以CO的转化率为 = 25%，

故答案为25%；

②根据图示信息：X轴上a点的数值比b点小，随着Y值的增加，CH3OH的体积分数φ(CH3OH)减小，平衡逆向移动，故Y表示温度，

故答案为随着Y值的增加,CH3OH的体积分数φ(CH3OH)减小，平衡逆向移动，故Y表示温度；

(3) 吸收池二氧化碳与碳酸钾反应生成碳酸氢钾，发生反应的离子方程式是：CO2+H2O+CO32- = 2HCO3-；再利用惰性电极电解时，阴极水中的氢离子得电子得到氢氧根离子，生成的碳酸钾继续与氢氧根离子反应又转化为K2CO3，因此K2CO3再生原理用离子方程式表示为：CO2+H2O+CO32- = 2HCO3-；2H2O+2e-= H2↑+2OH-、2HCO3-+OH- = CO32-+ H2O

故答案为CO2+H2O+CO32- = 2HCO3-；2H2O+2e- = H2↑+2OH-、2HCO3-+OH- = CO32-+ H2O；

(4) ①图象中分析可知随的升高,HI减小,H2增大,反应H2(g)+I2(g)2HI(g) 说明升温平衡逆向进行，正反应为放热反应，△H<0，

故答案为小于；

②由图象看出b的量从零开始越来越大，根据SO2+I2+2H2O=3H++HSO4-+2I-，I-+I2I3-，反应中越来越多的离子为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减小的投料比。
故答案为 I3-； 减小的投料比。