Question

【題目】.甲胺鉛碘(CH3NH3PbI3)可用作全固態(tài)鈣鈦礦敏化太陽能電池的敏化劑，該物質可由甲胺(CH3NH2)、PbI2 及 HI 為原料來合成。請回答下列問題：

(1)制取甲胺的反應為 CH3OH(g)+NH3(g)==CH3NH2(g)+H2O(g)，已知該反應中相關化學鍵的鍵能數(shù)據(jù)如下表所示：

共價鍵	C-O	H-O	N-H	C-N
鍵能/(kJmol-1)	351	463	393	293

則該反應的△H=_____kJ·mol－1

(2)工業(yè)上利用水煤氣合成甲醇的反應為 CO(g)+2H2(g) CH3OH(g) △H<0。一定溫度下， 向體積為 2L 的密閉容器中加入 CO 和 H2，5min 末反應達到化學平衡狀態(tài)，測得各組分濃度如下表所示。

物質	CO	H2	CH3OH
濃度/(molL-1)	0.9	1.0	0.6

①0～5min 內，用 CO 表示的平均反應速率為_____。

②既能加快反應速率，又能提高氫氣轉化率的措施有_____(答一條即可)。

③能說明上述反應已達化學平衡狀態(tài)的是_____(填字母)。

A．v正 (CO)=2v逆 (H2)

B．混合氣體密度保持不變

C．反應容器內壓強保持不變

D．混合氣體的平均摩爾質量不變

(3)PbI2 可由 Pb3O4 和 HI 反應制備，反應的化學方程式為_____。

(4)常溫下 PbI2 飽和溶液中 c(I-)=2.0×10-3mol·L-1，則 Ksp(PbI2)=________；已知Ksp(PbS)=4.0×10-28，則反應 PbI2(s)+2-(aq) PbS(s)+2I-(aq)的平衡常數(shù)K=_______________________。

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

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

②將 SO2 通入碘水中會發(fā)生反應：SO2+I2+2H2O==4H++SO42-+2I-，I2+I- I3-。圖 2 中曲線 b 所代表的微粒是_____(填微粒符號)。

Answer 1

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

【解析】

（1）根據(jù)△H=反應物的鍵能之和-生成物的鍵能之和進行計算；

（2）根據(jù)速率公式進行計算，根據(jù)影響化學平衡的移動因素及化學平衡標志進行分析

（3）根據(jù)得失電子守恒、質量守恒配平可得反應的化學方程式；

（4）根據(jù)沉淀溶解平衡常數(shù)進行分析；

（5）根據(jù)影響化學平衡的移動因素進行分析。

(1)CH3OH(g)+NH3(g)=CH3NH2(g)+H2O(g) △H=反應物的鍵能之和-生成物的鍵能之和=(351+393-463-293)kJ/mol=-12 kJ/mol；

答案為-12。

(2)①CO(g)+2H2(g) CH3OH(g)，速率之比等于化學計量數(shù)之比，所以v(CH3OH)=v(CO)==0.12mol/(L min)；

答案為 0.12mol/(L min)；

②提高氫氣轉化率要使平衡右移，既能加快反應速率，又能提高氫氣轉化率的措施有加壓(或增大 CO 的濃度)，故答案為加壓或增大 CO 的濃度。

③A.如果是 2v正(CO)=v逆(H2)，可以說明反應達到平衡狀態(tài)，故A不符合題意；

B.反應前后氣體的總質量不變，氣體總體積不變，氣體的密度始終不變，不能根據(jù)密度判斷平衡狀態(tài)，故B不符合題意；

C.反應前后氣體分子數(shù)目不等，故反應容器內壓強保持不變，可以說明反應達到平衡狀態(tài)，故C符合題意；

D. 混合氣體的平均摩爾質量= ，總質量是一定的，反應前后氣體分子數(shù)目不等，氣體總物質的量如果不變，混合氣體的平均摩爾質量就不變，所以混合氣體的平均摩爾質量不變可以說明反應達到平衡狀態(tài)，故 D 符合題意；

故選CD。

(3)PbI2 可由 Pb3O4 和 HI 反應制備，同時生成 I2，Pb 元素化合價從價變?yōu)?/span>+2 價，I 元素化合價從-1 價變?yōu)?/span> 0 價，根據(jù)得失電子守恒、質量守恒配平可得反應的化學方程式為Pb3O4+8HI=3PbI2+I2+4H2O；

故答案為 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，反應 PbI2(s)+S2－(aq) PbS(s)+2I-(aq)的平衡常數(shù) K= ===1.0×1019；

故答案為 4.0×10-9；1.0×1019；

(5)①升溫，HI 的物質的量減少，即平衡左移，所以正反應為放熱反應，△H＜0；

故答案為＜。

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

故答案為 I3-。