Question

【題目】隨著科技的進步，合理利用資源、保護環境成為當今社會關注的焦點。甲胺鉛碘(CH3NH3PbI3)用作全固態鈣鈦礦敏化太陽能電池的敏化劑，可由CH3NH2、PbI2及HI為原料合成，回答下列問題：

(1)制取甲胺的反應為CH3OH(g)＋NH3(g)CH3NH2(g)＋H2O(g)　ΔH。已知該反應中相關化學鍵的鍵能數據如下：

則該反應的ΔH＝________kJ·mol－1。

(2)上述反應中所需的甲醇工業上利用水煤氣合成，反應為CO(g)＋2H2(g)CH3OH(g)　ΔH<0。在一定條件下，將1 mol CO和2 mol H2通入密閉容器中進行反應，當改變某一外界條件(溫度或壓強)時，CH3OH的體積分數φ(CH3OH)變化趨勢如圖所示：

①平衡時，M點CH3OH的體積分數為10%，則CO的轉化率為________。

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

(3)實驗室可由四氧化三鉛和氫碘酸反應制備難溶的PbI2，則每生成3 mol PbI2的反應中，轉移電子的物質的量為__________。

(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，則轉化反應PbCl2(s)＋2I－(aq)PbI2(s)＋2Cl－(aq)的平衡常數K＝_________。

(5)分解HI曲線和液相法制備HI反應曲線分別如圖1和圖2所示：

①反應H2(g)＋I2(g)2HI(g) 的ΔH__________(填大于或小于)0。

②將二氧化硫通入碘水中會發生反應：SO2＋I2＋2H2O3H＋HSO＋2I－， I2＋I－I，圖2中曲線a、b分別代表的微粒是________、___________(填微粒符號)；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)向逆反應方向進行，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】

本題考查了反應能量變化和鍵能的計算關系，化學平衡三行計算和平衡轉化率的計算，沉淀溶解平衡的理解應用、圖象變化特征和氧化還原反應原理等知識點。

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

（2）①設CO的轉化量是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，CH3OH的體積分數為10%，則x/(1x+22x+x)×100%=10%，x=0.25，所以CO的轉化率為0.25mol/1mol×100%=25%；

②根據圖示信息：X軸上a點的數值比b點小，隨著Y值的增加，CH3OH的體積分數減小，c(CH3OH)減小，平衡逆向移動，故Y表示溫度；

（3）由四氧化三鉛和氫碘酸反應制備難溶的PbI2，反應的化學方程式為：Pb3O4+8HI=3PbI2+I2+4H2O，HI做還原劑，碘元素化合價-1價變化為I2，每生成3mol PbI2的反應中電子轉移了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PbCl2（s）+2I-（aq）PbI2（s）+2Cl-（aq）的平衡常數為

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H2（g）+I2（g）2HI（g）說明升溫平衡逆向進行，正反應為放熱反應，△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SO2+I2+2H2O=3H++HSO4-+2I-，I-+I2I3-，反應中越來越多的離子為I3-，反應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。