Question

【題目】隨著科技的進(jìn)步，合理利用資源、保護(hù)環(huán)境成為當(dāng)今社會(huì)關(guān)注的焦點(diǎn)。甲胺鉛碘(CH3NH3PbI3)用作全固態(tài)鈣鈦礦敏化太陽(yáng)能電池的敏化劑，可由CH3NH2、PbI2及HI為原料合成，回答下列問題：

(1)制取甲胺的反應(yīng)為CH3OH(g)＋NH3(g)CH3NH2(g)＋H2O(g)　ΔH。已知該反應(yīng)中相關(guān)化學(xué)鍵的鍵能數(shù)據(jù)如下：

則該反應(yīng)的ΔH＝________kJ·mol－1。

(2)上述反應(yīng)中所需的甲醇工業(yè)上利用水煤氣合成，反應(yīng)為CO(g)＋2H2(g)CH3OH(g)　ΔH<0。在一定條件下，將1 mol CO和2 mol H2通入密閉容器中進(jìn)行反應(yīng)，當(dāng)改變某一外界條件(溫度或壓強(qiáng))時(shí)，CH3OH的體積分?jǐn)?shù)φ(CH3OH)變化趨勢(shì)如圖所示：

①平衡時(shí)，M點(diǎn)CH3OH的體積分?jǐn)?shù)為10%，則CO的轉(zhuǎn)化率為________。

②X軸上a點(diǎn)的數(shù)值比b點(diǎn)________(填“大”或“小”)。某同學(xué)認(rèn)為上圖中Y軸表示溫度，你認(rèn)為他判斷的理由是________________________________________________________。

(3)實(shí)驗(yàn)室可由四氧化三鉛和氫碘酸反應(yīng)制備難溶的PbI2，則每生成3 mol PbI2的反應(yīng)中，轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量為__________。

(4)常溫下，PbI2飽和溶液(呈黃色)中c(Pb2＋)＝1.0×10－3 mol·L－1，則Ksp(PbI2)＝_________；已知Ksp(PbCl2)＝1.6×10－5，則轉(zhuǎn)化反應(yīng)PbCl2(s)＋2I－(aq)PbI2(s)＋2Cl－(aq)的平衡常數(shù)K＝_________。

(5)分解HI曲線和液相法制備HI反應(yīng)曲線分別如圖1和圖2所示：

①反應(yīng)H2(g)＋I(xiàn)2(g)2HI(g) 的ΔH__________(填大于或小于)0。

②將二氧化硫通入碘水中會(huì)發(fā)生反應(yīng)：SO2＋I(xiàn)2＋2H2O3H＋HSO＋2I－， I2＋I(xiàn)－I，圖2中曲線a、b分別代表的微粒是________、___________(填微粒符號(hào))；由圖2 知要提高碘的還原率，除控制溫度外，還可以采取的措施是___________________________________。

Answer 1

【答案】－12 25% 小 隨著Y值的增大，c(CH3OH)減小，平衡CO(g)＋2H2(g)CH3OH(g)向逆反應(yīng)方向進(jìn)行，故Y為溫度 2 mol 4×10－9 4 000 小于 H＋ I3— 減小n(I2)/n(SO2)的投料比

【解析】

本題考查了反應(yīng)能量變化和鍵能的計(jì)算關(guān)系，化學(xué)平衡三行計(jì)算和平衡轉(zhuǎn)化率的計(jì)算，沉淀溶解平衡的理解應(yīng)用、圖象變化特征和氧化還原反應(yīng)原理等知識(shí)點(diǎn)。

（1）設(shè)C-H鍵能為x kJ/mol，ΔH=反應(yīng)物總鍵能-生成物總鍵能=3x+351+463+3×393 -（3x+293 +2×393 +2×463）=-12kJ/mo1

（2）①設(shè)CO的轉(zhuǎn)化量是x，則
CO（g）+ 2H2（g） CH3OH（g）；
初始量：1mol 2mol 0
變化量：x 2x x
平衡量：1-x 2-2x x
平衡時(shí)，CH3OH的體積分?jǐn)?shù)為10%，則x/(1x+22x+x)×100%=10%，x=0.25，所以CO的轉(zhuǎn)化率為0.25mol/1mol×100%=25%；

②根據(jù)圖示信息：X軸上a點(diǎn)的數(shù)值比b點(diǎn)小，隨著Y值的增加，CH3OH的體積分?jǐn)?shù)減小，c(CH3OH)減小，平衡逆向移動(dòng)，故Y表示溫度；

（3）由四氧化三鉛和氫碘酸反應(yīng)制備難溶的PbI2，反應(yīng)的化學(xué)方程式為：Pb3O4+8HI=3PbI2+I2+4H2O，HI做還原劑，碘元素化合價(jià)-1價(jià)變化為I2，每生成3mol PbI2的反應(yīng)中電子轉(zhuǎn)移了2mol；

（4）PbI2飽和溶液（呈黃色）中c（Pb2+）=1.0×10-3 molL-1，沉淀溶解平衡PbI2（s）Pb2+（aq）+2I-（aq），c（Pb2+）=1.0×10-3 molL-1，c（I-）=2.0×10-3mol/L，則Ksp（PbI2）=c（Pb2+）c2（I-）=1.0×10-3 molL-1×（2.0×10-3mol/L）2=4×10-9；反應(yīng)PbCl2（s）+2I-（aq）PbI2（s）+2Cl-（aq）的平衡常數(shù)為

故答案為：4×10-9；4000；
（5）①圖象中分析可知隨著溫度的升高，HI減小，H2增大，反應(yīng)H2（g）+I2（g）2HI（g）說明升溫平衡逆向進(jìn)行，正反應(yīng)為放熱反應(yīng)，△H＜0，故答案為：小于；

②由圖象看出b的量從零開始越來越大，根據(jù)SO2+I2+2H2O=3H++HSO4-+2I-，I-+I2I3-，反應(yīng)中越來越多的離子為I3-，反應(yīng)過程中氫離子始終不變，由圖2知要提高碘的還原率，除控制溫度外，還可以采取的措施是減小n(I2)/n(SO2)的投料比；
故答案為：H+、I3-； 減小n（I2）n（SO2）n（I2）n（SO2）的投料比。