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，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___。

Answer 1

【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。