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)可用于全固态钙钛矿敏化太阳能电池的敏化剂，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)△H。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
键能/kJmol-1	351	463	393	293

则该反应的△H=________kJmol-1

（2）上述反应中所需甲醇工业上利用水煤气合成，反应为CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)△H＜0。在一定条件下，将lmolCO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）常温下，已知：Ksp(PbI2)=4×10-9；已知Ksp(PbCl2)=1.6×10-5，则反应PbCl2(s)+2I-(aq)PbI2(s)+2Cl-(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△H_______（填“>”或“<”）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，除控温度外，还可以采取的措施是减小___________________________________。

Answer 1

【答案】 -12 25% 小 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 4000 < 2H+ I3- 减小的投料比

【解析】分析：（1）根据“反应热=反应物总键能-生成物总键能”计算；

（2）①可设CO的转化率为α，根据化学方程式及已知数据列三段式计算；②由CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) △H＜0可得，增大压强平衡正向移动，升高温度平衡逆向移动；

（3）根据K== 计算；

（4）①根据图1，分解HI时HI与H2在平衡时的物质的量随温度的变化，判断温度对平衡移动的影响；②由二氧化硫通入碘水中发生的两个反应可得：I2过量时，I-减小，I3-增多，且越大，I-会越小，I3-会越多；H+和HSO4-都不变，且n（H+）：n（HSO4-）=3：1，再结合图2分析即可。

详解：（1）设C-H键能为x kJmol-1，△H =反应物总键能-生成物总键能=3x kJmol-1+351 kJmol-1+463 kJmol-1+3×393 kJmol-1-（3x kJmol-1+293 kJmol-1+2×393 kJmol-1+2×463 kJmol-1）=-12 kJmol-1。

（2）①设CO的转化率为α，CO和H2的初始物质的量分别为l mol、2 mol，则CO反应了α mol，由化学方程式列三段式可得：

，因为CH3OH(g)的体积分数=CH3OH(g)的物质的量分数，平衡时，M点CH3OH的体积分数为10%，则×100%=10%，解得：α=25%。

②根据图示信息：X轴上a点的数值比b点小，随着Y值的增加，CH3OH的体积分数φ（CH3OH）减小，平衡“CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) △H＜0”向逆反应方向进行，故Y表示温度。

（3）由已知，发生反应PbCl2(s)+2I-(aq)PbI2(s)+2Cl-(aq)的溶液为PbCl2和PbI2的饱和溶液，所以K== ==4000。

（4）①由图1可知，平衡时随温度的升高，HI减小，H2增大，则反应2HI(g)H2(g)+I2(g)正向吸热，说明反应H2(g)+I2(g)2HI(g)正向放热，故△H<0。

②根据图2，b为从零逐渐增大的离子，a和c始终不变，且a、c物质的量之比为3：1，则根据SO2+I2+2H2O3H++HSO4-+2I-，I2+I-I3-，反应中I3-越来越多，H+和HSO4-始终不变，且n（H+）：n（HSO4-）=3：1，所以a为H+，b为I3-，由图2知增大，I3-越多，则I-会越小，所以要提高碘的还原率，除控制温度外，还可以减小的投料比。