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，回答下列问题：

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

则该反应的ΔH＝________kJ·mol－1。

(2)上述反应中所需的甲醇工业上利用水煤气合成，反应为CO(g)＋2H2(g)CH3OH(g)　ΔH<0。在一定条件下，将1 mol CO和2 mol H2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)实验室可由四氧化三铅和氢碘酸反应制备难溶的PbI2，则每生成3 mol PbI2的反应中，转移电子的物质的量为__________。

(4)常温下，PbI2饱和溶液(呈黄色)中c(Pb2＋)＝1.0×10－3 mol·L－1，则Ksp(PbI2)＝_________；已知Ksp(PbCl2)＝1.6×10－5，则转化反应PbCl2(s)＋2I－(aq)PbI2(s)＋2Cl－(aq)的平衡常数K＝_________。

(5)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＋HSO＋2I－， I2＋I－I，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】－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 2 mol 4×10－9 4 000 小于 H＋ I3— 减小n(I2)/n(SO2)的投料比

【解析】

本题考查了反应能量变化和键能的计算关系，化学平衡三行计算和平衡转化率的计算，沉淀溶解平衡的理解应用、图象变化特征和氧化还原反应原理等知识点。

（1）设C-H键能为x kJ/mol，ΔH=反应物总键能-生成物总键能=3x+351+463+3×393 -（3x+293 +2×393 +2×463）=-12kJ/mo1

（2）①设CO的转化量是x，则
CO（g）+ 2H2（g） CH3OH（g）；
初始量：1mol 2mol 0
变化量：x 2x x
平衡量：1-x 2-2x x
平衡时，CH3OH的体积分数为10%，则x/(1x+22x+x)×100%=10%，x=0.25，所以CO的转化率为0.25mol/1mol×100%=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的体积分数减小，c(CH3OH)减小，平衡逆向移动，故Y表示温度；

（3）由四氧化三铅和氢碘酸反应制备难溶的PbI2，反应的化学方程式为：Pb3O4+8HI=3PbI2+I2+4H2O，HI做还原剂，碘元素化合价-1价变化为I2，每生成3mol PbI2的反应中电子转移了2mol；

（4）PbI2饱和溶液（呈黄色）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，则Ksp（PbI2）=c（Pb2+）c2（I-）=1.0×10-3 molL-1×（2.0×10-3mol/L）2=4×10-9；反应PbCl2（s）+2I-（aq）PbI2（s）+2Cl-（aq）的平衡常数为

故答案为：4×10-9；4000；
（5）①图象中分析可知随着温度的升高，HI减小，H2增大，反应H2（g）+I2（g）2HI（g）说明升温平衡逆向进行，正反应为放热反应，△H＜0，故答案为：小于；

②由图象看出b的量从零开始越来越大，根据SO2+I2+2H2O=3H++HSO4-+2I-，I-+I2I3-，反应中越来越多的离子为I3-，反应过程中氢离子始终不变，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减小n(I2)/n(SO2)的投料比；
故答案为：H+、I3-； 减小n（I2）n（SO2）n（I2）n（SO2）的投料比。