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)　ΔH。已知该反应中相关化学键的键能数据如下：

共价键	C—O	H—O	N—H	C—N	C—H
键能/kJ·mol－1	351	463	393	293	414

则该反应的ΔH＝_________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) CH3OH(g)　ΔH <0。在一定条件下，将1 mol CO和2 mol H2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a点的数值比b点_________ (填“大”或“小”)。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)工业上可采用CH3OHCO+2H2的方法来制取高纯度的CO和H2。我国学者采用量子力学方法，通

过计算机模拟，研究了在钯基催化剂表面上甲醇制氢的反应历程，其中吸附在钯催化剂表面上的物种用*标注。

甲醇（CH3OH）脱氢反应的第一步历程，有两种可能方式：

方式 A：CH3OH* →CH3O* ＋H* Ea= +103.1kJ·mol-1

方式 B：CH3OH* →CH3* ＋OH* Eb= +249.3kJ·mol-1

由活化能E值推测，甲醇裂解过程主要历经的方式应为_________(填A、B)。

下图为计算机模拟的各步反应的能量变化示意图。

该历程中，放热最多的步骤的化学方程式为______________________________________________。

(4)常温下，PbI2饱和溶液(呈黄色)中c(Pb2+)＝1.0×10-3 mol·L－1，则Ksp(PbI2)＝_________。

Answer 1

【答案】-12 25% 小 随着Y值的增大，φ(CH3OH)减小，平衡CO(g)＋2H2(g)CH3OH(g)向逆反应方向进行，故Y为温度 A CHO*＋3H*=CO*＋4H*（或CHO*=CO*＋H*） 4×10-9

【解析】

⑴未断键的可以不计算，只计算断键和成键的，计算该反应的ΔH。

⑵按照三步走书写，再计算转化率；根据图象得出X轴上a点的数值比b点小；根据随着Y值的增大，φ(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)由活化能E值推测，甲醇裂解过程主要历经的方式应为A，根据图象得出，放热最多的步骤是CHO*＋3H*的反应阶段。

(4)常温下，PbI2饱和溶液(呈黄色)中c(Pb2+)＝1.0×10-3 mol·L－1，根据离子浓度来进行计算，

⑴未断键的可以不计算，只计算断键和成键的，因此该反应的ΔH＝351 + 393 – 293 – 463 = -12 kJ·mol－1，故答案为：-12。

⑵

CO(g) ＋ 2H2(g) CH3OH(g)

开始：1mol 2mol 0

转化：xmol 2xmol xmol

平衡：(1-x)mol (2-2x)mol xmol

，解得x = 0.25 mol，

①平衡时，M点CH3OH的体积分数为10%，则CO的转化率为25%，故答案为：25%。

②根据图象得出X轴上a点的数值比b点小，某同学认为上图中Y轴表示温度，其判断的理由是随着Y值的增大，φ(CH3OH)减小，平衡CO(g)＋2H2(g)CH3OH(g)向逆反应方向进行，故Y为温度，故答案为：小；随着Y值的增大，φ(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)由活化能E值推测，甲醇裂解过程主要历经的方式应为A，该历程中，放热最多的步骤是CHO*＋3H*的反应阶段，因此该反应的化学方程式为CHO*＋3H*=CO*＋4H*（或CHO*=CO*＋H*），故答案为：A；CHO*＋3H*=CO*＋4H*（或CHO*=CO*＋H*）。

(4)常温下，PbI2饱和溶液(呈黄色)中c(Pb2+)＝1.0×10-3 mol·L－1，则，故答案为：4×10-9。