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【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)=_________。

【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。

练习册系列答案
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(4)配合物K3Fe(CN)6的配体是CN-,有14个电子,因此与其互为等电子体的分子有两种:CO或N2;(CN)2是直线型分子且具有对称性,可以判断碳氮之间形成三键,碳碳之间为单键连接,其结构式为N≡C-C≡N,因此键有4个,键有3个,个数比为。

(5)由晶胞结构图可知:K+位于体心,F-位于棱上,Mg2+位于顶点,因此每个晶胞中有1个K+、1/4×12=3个F-,1/8×8=1个Mg2+,则该晶体的化学式为KMgF3。

【题型】综合题
【结束】
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【题目】某树脂的合成线路如下:

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(3)检验CH3CH2CH2Br中的溴原子时,所加试剂的顺序依次是_______________。

(4)下列说法正确的是__________(填字母编号)。

a.1 mol E与足量的银氨溶液反应能生成2mol Ag

b.可以用NaHCO3鉴别E和F

c.B分子存在顺反异构

(5)写出反应⑤的化学方程式______________________________________________。

(6)的同分异构体中同时符合下列条件的芳香族化合物共有______种,其中苯环上一氯代物有两种的结构简式为_______________________。

a.能发生消去反应 b.能与过量浓溴水反应生成白色沉淀

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