Question

【題目】合理利用資源成為當(dāng)今研究熱點(diǎn)。CH3NH2、PbI2及HI常用作合成太陽(yáng)能電池的敏化劑甲胺鉛碘(CH3NH3PbI3)的主要原料。

（1）制取甲胺的反應(yīng)為CH3OH(g)＋NH3(g)CH3NH2(g)＋H2O(g) ΔH。已知該反應(yīng)中相關(guān)化學(xué)鍵的鍵能數(shù)據(jù)如下：

共價(jià)鍵	C-O	H-O	N-H	C-N
鍵能/kJ·mol-1	E1	E2	E3	E4

則上述熱化學(xué)方程式中ΔH=___kJ·mol-1。

（2）可利用水煤氣合成上述反應(yīng)所需甲醇。反應(yīng)為CO(g)＋2H2(g)CH3OH(g)ΔH＜0。在一定條件下，將1molCO和2molH2通入密閉容器中進(jìn)行反應(yīng)，當(dāng)改變某一外界條件(溫度或壓強(qiáng))時(shí)，CH3OH的體積分?jǐn)?shù)φ(CH3OH)變化趨勢(shì)如圖所示：

①平衡時(shí)，M點(diǎn)CH3OH的體積分?jǐn)?shù)為10%，則CO的轉(zhuǎn)化率為___。

②圖中Y軸表示溫度，其判斷的理由是__。

（3）可利用四氧化三鉛和氫碘酸反應(yīng)制備難溶PbI2，若反應(yīng)中生成amolPbI2，則轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量為___。

（4）將二氧化硫通入碘水制備HI的反應(yīng)曲線如圖所示，其反應(yīng)原理為：SO2＋I2＋2H2O=3H＋＋HSO4-＋2I-，I2＋I-I3-，圖中曲線a、b分別代表的微粒是__和__（填微粒符號(hào)）；由圖知要提高碘的還原率，除控制溫度外，還可以采取的措施是___。

Answer 1

【答案】(E1+E3)-(E2+E4) 25% 隨著Y值增加φ(CH3OH)減小，平衡CO(g)＋2H2(g)CH3OH(g)逆移 amol HSO4- I3- 減小的投料比

【解析】

（1）反應(yīng)熱=反應(yīng)物總鍵能-生成物總鍵能；

（2）①依據(jù)題意建立三段式求解可得；

②該反應(yīng)為放熱反應(yīng)，升高溫度，平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)；

（3）四氧化三鉛和氫碘酸發(fā)生氧化還原反應(yīng)制備生成PbI2、I2和H2O，反應(yīng)的化學(xué)方程式為Pb3O4+8HI=3PbI2+I2+4H2O；

（4）根據(jù)圖象b為從零越來(lái)越大的離子，a為不變的離子，結(jié)合反應(yīng)過(guò)程分析判斷；減小的投料比能提高碘的還原率。

（1）反應(yīng)熱=反應(yīng)物總鍵能-生成物總鍵能，由題給鍵能數(shù)據(jù)可知△H=(E1+E3)-(E2+E4)，故答案為：(E1+E3)-(E2+E4)；

（2）①設(shè)CO的轉(zhuǎn)化率為x，由題意建立如下三段式：

由平衡時(shí)CH3OH的體積分?jǐn)?shù)為10%可得×100%=10%，x=0.25即25%，故答案為：25%；

②該反應(yīng)為放熱反應(yīng)，升高溫度，平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)，由圖可知，隨著Y值的增加，CH3OH的體積分?jǐn)?shù)φ（CH3OH）減小，說(shuō)明平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)，則Y表示溫度，故答案為：隨著Y值增加φ(CH3OH)減小，平衡CO(g)＋2H2(g)CH3OH(g)逆移；

（3）四氧化三鉛中鉛元素的化合價(jià)為+價(jià)，碘化鉛中鉛元素的化合價(jià)為+2價(jià)，鉛元素化合價(jià)降低，反應(yīng)中四氧化三鉛作氧化劑，HI作還原劑，碘元素化合價(jià)-1價(jià)變化為0價(jià)，生成I2，則四氧化三鉛和氫碘酸發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成PbI2、I2和H2O，反應(yīng)的化學(xué)方程式為Pb3O4+8HI=3PbI2+I2+4H2O，由方程式可知每生成3molPbI2的反應(yīng)中電子轉(zhuǎn)移2mol，則生成amolPbI2轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量為amol，故答案為：amol；

（4）由圖象可知，b為從零越來(lái)越大的離子，結(jié)合反應(yīng)原理為SO2＋I2＋2H2O=3H＋＋HSO4-＋2I-和I2＋I-I3-可知反應(yīng)中越來(lái)越多的離子為I3-，反應(yīng)過(guò)程中氫離子和硫酸氫根離子始終不變，但氫離子的物質(zhì)的量是硫酸氫根的3倍，則圖中曲線a、b分別代表的微粒是HSO4-、I3-；由圖可知，要提高碘的還原率，除控制溫度外，還可以采取的措施是減小的投料比，故答案為：HSO4-；I3-；減小的投料比。