Question

【题目】.甲胺铅碘(CH3NH3PbI3)可用作全固态钙钛矿敏化太阳能电池的敏化剂，该物质可由甲胺(CH3NH2)、PbI2 及 HI 为原料来合成。请回答下列问题：

(1)制取甲胺的反应为 CH3OH(g)+NH3(g)==CH3NH2(g)+H2O(g)，已知该反应中相关化学键的键能数据如下表所示：

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=_____kJ·mol－1

(2)工业上利用水煤气合成甲醇的反应为 CO(g)+2H2(g) CH3OH(g) △H<0。一定温度下， 向体积为 2L 的密闭容器中加入 CO 和 H2，5min 末反应达到化学平衡状态，测得各组分浓度如下表所示。

物质	CO	H2	CH3OH
浓度/(molL-1)	0.9	1.0	0.6

①0～5min 内，用 CO 表示的平均反应速率为_____。

②既能加快反应速率，又能提高氢气转化率的措施有_____(答一条即可)。

③能说明上述反应已达化学平衡状态的是_____(填字母)。

A．v正 (CO)=2v逆 (H2)

B．混合气体密度保持不变

C．反应容器内压强保持不变

D．混合气体的平均摩尔质量不变

(3)PbI2 可由 Pb3O4 和 HI 反应制备，反应的化学方程式为_____。

(4)常温下 PbI2 饱和溶液中 c(I-)=2.0×10-3mol·L-1，则 Ksp(PbI2)=________；已知Ksp(PbS)=4.0×10-28，则反应 PbI2(s)+2-(aq) PbS(s)+2I-(aq)的平衡常数K=_______________________。

(5)HI 的分解反应曲线和液相法制备 HI 的反应曲线分别如图 1 和图 2 所示：

①反应 H2(g)+I2(g)2HI(g)的△H__________(填“>”或“<")0。

②将 SO2 通入碘水中会发生反应：SO2+I2+2H2O==4H++SO42-+2I-，I2+I- I3-。图 2 中曲线 b 所代表的微粒是_____(填微粒符号)。

Answer 1

【答案】-12 0.12molL-1·min-1 加压(或增大 CO 的浓度) CD Pb3O4+8HI=3PbI2+I2+4H2O 4.0×10-9 1.0×1019 ＜ I3-

【解析】

（1）根据△H=反应物的键能之和-生成物的键能之和进行计算；

（2）根据速率公式进行计算，根据影响化学平衡的移动因素及化学平衡标志进行分析

（3）根据得失电子守恒、质量守恒配平可得反应的化学方程式；

（4）根据沉淀溶解平衡常数进行分析；

（5）根据影响化学平衡的移动因素进行分析。

(1)CH3OH(g)+NH3(g)=CH3NH2(g)+H2O(g) △H=反应物的键能之和-生成物的键能之和=(351+393-463-293)kJ/mol=-12 kJ/mol；

答案为-12。

(2)①CO(g)+2H2(g) CH3OH(g)，速率之比等于化学计量数之比，所以v(CH3OH)=v(CO)==0.12mol/(L min)；

答案为 0.12mol/(L min)；

②提高氢气转化率要使平衡右移，既能加快反应速率，又能提高氢气转化率的措施有加压(或增大 CO 的浓度)，故答案为加压或增大 CO 的浓度。

③A.如果是 2v正(CO)=v逆(H2)，可以说明反应达到平衡状态，故A不符合题意；

B.反应前后气体的总质量不变，气体总体积不变，气体的密度始终不变，不能根据密度判断平衡状态，故B不符合题意；

C.反应前后气体分子数目不等，故反应容器内压强保持不变，可以说明反应达到平衡状态，故C符合题意；

D. 混合气体的平均摩尔质量= ，总质量是一定的，反应前后气体分子数目不等，气体总物质的量如果不变，混合气体的平均摩尔质量就不变，所以混合气体的平均摩尔质量不变可以说明反应达到平衡状态，故 D 符合题意；

故选CD。

(3)PbI2 可由 Pb3O4 和 HI 反应制备，同时生成 I2，Pb 元素化合价从价变为+2 价，I 元素化合价从-1 价变为 0 价，根据得失电子守恒、质量守恒配平可得反应的化学方程式为Pb3O4+8HI=3PbI2+I2+4H2O；

故答案为 Pb3O4+8HI=3PbI2+I2+4H2O；

(4)Ksp(PbI2)=c(Pb2+) c2(I-)=1.0×10-3× (2.0×10－3)2=4.0×10-9，反应 PbI2(s)+S2－(aq) PbS(s)+2I-(aq)的平衡常数 K= ===1.0×1019；

故答案为 4.0×10-9；1.0×1019；

(5)①升温，HI 的物质的量减少，即平衡左移，所以正反应为放热反应，△H＜0；

故答案为＜。

②根据 SO2+I2+2H2O===4H++SO42－+2I－，I2+I－I3－得，随着 的增大，n(H+)和 n(SO42－)保持不变，而 n(I－)增大，所以 b 所代表的微粒是 I－；

故答案为 I3-。