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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
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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)△H.已知该反应中相关化学键的键能数据如下:
则该反应的△H=___kJ•mol-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l mol CO和2mol 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3mol 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△H___(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+2H2O⇌3H++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,除控制温度外,还可以采取的措施是___.
(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/kJ•mol-1 | 351 | 463 | 393 | 293 |
(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l mol CO和2mol 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3mol 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△H___(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+2H2O⇌3H++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,除控制温度外,还可以采取的措施是___.
▼优质解答
答案和解析
(1)反应热=反应物总键能-生成物总键能,故△H=
(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
×100%=10%,
x=0.25,
所以CO的转化率为
×100%=25%,
故答案为: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,平衡逆向移动,故Y表示温度,
故答案为:小;随着Y值的增加,CH3OH的体积分数φ(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2mol,
故答案为:2mol;
(4)PbI2饱和溶液(呈黄色)中c(Pb2+)=1.0×10-3 mol•L-1,沉淀溶解平衡PbI2(s)⇌Pb2+(aq)+2I-(aq),c(Pb2+)=1.0×10-3 mol•L-1,c(I-)=2.0×10-3mol/L,则Ksp(PbI2)=c(Pb2+)c2(I-)=1.0×10-3 mol•L-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K=
=
×
=
=
=4000,
故答案为:4×10-9;4000;
(5)①图象中分析可知随的升高,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b为从零越来越大的离子,则根据SO2+I2+2H2O=3H++HSO4-+2I-,I-+I2⇌I3-,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
的投料比,
故答案为:H+、I3-; 减小
的投料比.
(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 |
1-x+2-2x+x |
x=0.25,
所以CO的转化率为
0.25mol |
1mol |
故答案为: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,平衡逆向移动,故Y表示温度,
故答案为:小;随着Y值的增加,CH3OH的体积分数φ(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2mol,
故答案为:2mol;
(4)PbI2饱和溶液(呈黄色)中c(Pb2+)=1.0×10-3 mol•L-1,沉淀溶解平衡PbI2(s)⇌Pb2+(aq)+2I-(aq),c(Pb2+)=1.0×10-3 mol•L-1,c(I-)=2.0×10-3mol/L,则Ksp(PbI2)=c(Pb2+)c2(I-)=1.0×10-3 mol•L-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K=
c2(Cl-) |
c2(I-) |
c2(Cl-) |
c2(I-) |
c(Pb2+) |
c(Pb2+) |
Ksp(PbCl2) |
Ksp(PbI2) |
1.6×10-5 |
4×10-9 |
故答案为:4×10-9;4000;
(5)①图象中分析可知随的升高,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b为从零越来越大的离子,则根据SO2+I2+2H2O=3H++HSO4-+2I-,I-+I2⇌I3-,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) |
故答案为:H+、I3-; 减小
n(I2) |
n(SO2) |
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